Программа работы

Исследование рабочих свойств двигателя по экспериментальным электромеханическим характеристикам.

Изменение момента сопротивления на валу двигателя вызывает изменения как электрических (), так и электромеханических () параметров.

Определить зависимости: , , , , при , .

где – частота вращения, об/мин;

– ток якоря двигателя;

– подведенная электрическая мощность;

– момент на валу двигателя;

– КПД

Нагрузку на вал двигателя изменять в пределах от до .

Исследование регулировочных свойств двигателя по экспериментальным регулировочным характеристикам.

Скоростная характеристика двигателя постоянного тока

.

Из этого выражения видно, что скорость двигателя изменяется (регулируется) при изменении , и . Предполагается, что момент сопротивления при этом постоянен .

Определить характеристики:

а) электромеханические , , , при ,

где – КПД двигателя с учетом потерь в реостате.

б) регулировочные , при и ,

, при и .

в) скоростные при , где и .

г) семейство реостатных характеристик при , , и для каждой характеристики, где – сопротивление регулировочного реостата, соответствующее частоте вращения при .

д) пусковые характеристики при и .

Определить положение щеток на геометрической нейтрале.

Сдвинуть щетки с геометрической нейтрале против направления вращения якоря на , нагрузить двигатель при и затем разорвать цепь возбуждения. Объяснить процесс, наблюдаемый при этом.

Лабораторная установка.

Лабораторная установка состоит из агрегата: двигатель постоянного тока параллельного возбуждения со стабилизирующей обмоткой и нагрузочный генератор постоянного тока, валы которых соединены муфтой. На стенде расположены измерительные приборы, коммутирующая аппаратура, клеммы машин и приборов. Электрическая схема установки предоставлена на рис. 12.

Рисунок 12. – Принципиальная электрическая схема лабораторной установки.

Так как и если , а в большом диапазоне нагрузки остается практически постоянным, то скоростная характеристика или . Опыт по определению скоростной характеристики проводится в следующем порядке. Двигатель запускается на холостом ходу при и . Измеряется ток и частота вращения. Увеличивая нагрузку на валу двигателя, измеряют или и . Если бы поток машины не изменялся, то согласно выражению

.

Функция должна быть линейной. Существование реакции якоря изменяет суммарный поток машины . Наличие последовательной обмотки также влияет на величину магнитного потока. Если последовательная обмотка создает , компенсирующий продольную реакцию якоря, то суммарный поток машины остается практически постоянным, а последовательная обмотка называется стабилизирующей.

Проведение опыта.

Перед проведением опыта (после сборки схемы) проверить согласно или встречно включена стабилизирующая (последовательная) обмотка . Для этого запустить двигатель и, увеличивая нагрузку, наблюдать за изменением скорости двигателя. Если скорость падает, то включение обмотки согласное, если возрастает – встречное. Соединение обмоток должно быть согласное.

Электромеханические характеристики.

Электромеханические характеристики определяются следующим образом: запускается двигатель и устанавливается напряжение . Нагружается двигатель до и устанавливается частота вращения с помощью реостата тока в цепи возбуждения. При установленных: , изменяется момент сопротивления на валу двигателя изменением тока возбуждения и нагрузочного сопротивления генератора. Результаты опыта заносятся в таблицу 5.

Таблица 5.

№	Опытные данные	Расчетные данные
	В	А	А	Об/ мин	А	В	А	кВт	кВт	%

где – момент сопротивления на валу двигателя:

; ; .

Примерный вид электромеханических характеристик показан на рис. 13.

Рисунок 13. – Электромеханические характеристики.

Коэффициент полезного действия двигателя резко снижается при снижении оборотов, из-за возрастания потерь в регулировочном реостате.

Регулировочные характеристики.

Регулировочные характеристики определяются следующим образом: при номинальном токе возбуждения нагружают двигатель до номинального момента вращения, затем снижают напряжение с помощью регулировочного реостата на двигателе, поддерживая постоянным момент на валу и ток возбуждения.

Напряжение изменять в пределах .

Опытные данные заносят в таблицу 6.

Таблица 6.

№	Опытные данные	Расчетные данные
	В	А	А	Об/ мин	А	В	А	кВт	кВт	%

Здесь: ; ;

; ;

; ;

.

По данным опыта строятся регулировочные характеристики. Потере в регулировочном реостате принимаются равными .

При процесс регулирования частоты вращения реостатным способом протекает следующим образом. Двигатель вращается с частотой и создается момент . При введении в цепь якоря сопротивления :

Ток якоря в первый момент уменьшается от до , уменьшится момент .

При постоянном момент движущий уменьшится . По уравнению движения ; т. к. двигатель замедляет свой ход.

Уменьшение частоты вращения привода к уменьшению , и, следовательно, к увеличению тока якоря. Скорость уменьшается до тех пор, пока момент вращения не возрастет до первоначальной величины , ток статора также возрастет практически до первоначального значения (рис. 14).

Рисунок 14. – Зависимость частоты и тока якоря от времени .

Таким образом, при регулировании частоты вращения реостатным способом при постоянном моменте на валу, ток якоря остается почти постоянным, а полезная мощность изменяется пропорционально частоте вращения.

Питание двигателя осуществляется от блока, принципиальная схема которого представлена на рис. 15.

Рисунок 15. – Схема блока питания установки.