Порядок выполнения работы. 1. Ознакомиться с устройством генератора

1. Ознакомиться с устройством генератора. Записать паспортные данные исследуемого генератора.

2. С помощью лампы и источника тока отыскать на клеммном щитке генератора клеммы якорной цепи, парал­лельной и последовательной обмоток возбуждения.

3. Собрать цепь согласно рис. 1. При выборе амперметров следует учесть, что ток в параллельной обмотке воз­буждения не превышает 1А, а ток в цепи нагрузки будет достигать номинального значения, указанного в паспорте генератора.

4. Пустить в ход первичный двигатель, возбудить генератор и, не включая нагрузки, снять характеристику холос­того хода. Первую точку рекомендуется

снять при отключенной параллельной обмотке, т. е. при I_возб. = 0.

Результаты записать в таблицу 1.

Таблица 1

По данным таблицы 1 построить характеристику холостого хода генератора: Е = f (I_возб.).

п = (U – I_я R_я ) / С_ЕФ, (мин ^-1). (1)

Напряжение в сети обычно сохраняется постоянным и только при необходимости регулирования п в широком диапазоне применяют систему генератор - двигатель (Г-Д). Чаше частоту вращения якоря двигателя параллельного возбуждения регулируют изменением Ф или I_я. С этой целью в цепь обмотки возбуждения включают регулировоч­ный реостат R_возб (рис.1), при помощи которого можно изменять величину тока возбуждения I_возб и магнитный поток Ф. Ток якоря можно регулировать введением реостата в цепь якоря, но при этом потери энергии, выделяемой в реостате пропорционально I_я ²R_p, будут значительно больше, чем при регулировании п током возбужде­ния.

Из формулы (1) видно, что I_возб и Ф двигателя параллельного возбуждения не зависит от тока якоря. При по­стоянном Ф изменение будет обусловлено

только изменением падения напряжения в якорной цепи, обладающей небольшим сопротивлением R_я. Поэтому при увеличении нагрузки на валу и соответствующем нарастании тока якоря частота вращения снижается незначительно, т. е. данный двигатель обладает жесткой механической характеристикой.

Ток якоря при работе двигателя равен отношению

I_я = (U – Е) / R_я, (2)

где Е – противо - э. д. с. двигателя.

В момент пуска, когда якорь двигателя еще не вращается, э.д.с. его равна нулю. В это время по якорю протека­ет наибольший, так называемый пусковой ток, который согласно уравнению (2) равен

I_пуск = U / (R_я + R_nvcк ), (3)

где R_nvcк - сопротивление пускового реостата, включаемого на время пуска последовательно с якорем (рис.1).

Вращающий момент двигателя постоянного тока пропорционален току якоря и магнитному потоку:

М = С_м I_я Ф, (4)

где С_м - коэффициент, зависящий от количества полюсов и параметров якорной обмотки.

Для ускорения процесса пуска двигателя необходимо увеличить его крутящий момент путем увеличения магнит­ного потока. С этой целью перед пуском двигателя сопротивление регулировочного реостата уменьшают до нуля. В этом случае ток возбуждения ограничивается только сопротивлением самой обмотки возбуждения.

Момент сопротивления на валу при испытании двигателя в данной работе создается при помощи тормозного уст­ройства в виде генератора постоянного тока. Момент на валу машины определяется по мощности генератора

P₂ ≈ 1,1 · U_Г ·I_Г ; (Вт) (5)

М = 9,55 P₂ / п₂ , (Нм) (6)

Мощность, потребляемая двигателем из сети, вычисляется как произведение Р₁ = U_с I (Вт).(7)

Коэффициент полезного действия двигателя

η = Р₂: Р₁ . (8)

Механические свойства двигателя характеризуются так называемым процентным изменением частоты вращения

∆n = 100% (п_о – п) / п_о, (9)

где п_о - частота вращения якоря при холостом ходе,

п - частота вращения якоря при нагрузке двигателя.

Как уже упоминалось выше, двигатель параллельного возбуждения имеет жесткую механическую характеристику, и, следовательно, в отличие от других типов двигателей постоянного тока работает с небольшим процентным измене­нием частоты вращения.