Лабораторна робота 2. Дослідження статичних характеристик

        електроприводу постійного струму за системою

         генератор-двигун

 

Ціль роботи – експериментальне отримання швидкісних і механічних характеристик двигуна при живленні від автономного генератора, дослідження регулювальних властивостей приводу за системою Г-Д при зміні ЕРС генератора.

Загальні положення. В даній системі напруга U, що підведена до якоря двигуна, зв’язана з ЕРС Е_r генератора залежністю

 

                                         ,                                     (2.3)

де І₁ – струм кола якоря, А;

R_r – опір якоря генератора, Ом.

З урахуванням (2.3) рівняння (2.1) і (2.2) при R_р=R_r мають вигляд відповідно

 

Дані вирази описують при різних фіксованих значеннях величин Е_r і Ф ряд прямих w(І₁) та w(М), показаних на рис. 2.3, де w₀₁,…, w₀₄ – швидкості ідеального холостого ходу (w₀= Е_r/kФ), Ф_н – номінальний потік двигуна.

 

 

Усі прямі мають меншу жорсткість у порівнянні з характеристиками при живлені двигуна від мережі з напругою U, що пояснюється присутністю параметра R_r, еквівалентного додатковому опору R_p, та деяким зниженням величини E_r при зростанні моменту М за рахунок природного наклону механічної характеристики приводного двигуна генератора.

Величина ЕРС генератора регулюється зміною, за допомогою ДКН, струму збудження генератора аналогічно тому, як це здійснюється у схемі навантажувального пристрою.

Зміст роботи:

а) зібрати схему (рис. 2.4);

б) зняти експериментальні точки w_і – І_1і швидкісних характеристик w (І₁) досліджуваної машини (ДМ) в області генераторного та рухового режимів при Ф=Ф_н і двох значеннях ЕРС генератора: 100 В, 50 В (залежності 1, 2 на рис. 2.3);

в) те ж, але при значенні магнітного потоку Ф<Ф_н (залежності 3, 4);

г) за результатами експерименту розрахувати відповідні опорні точки w_і – М_і механічних характеристик досліджуваного двигуна;

д) за допомогою експериментальних і опорних точок побудувати графіки швидкісних та механічних характеристик.

Методичні вказівки. Перед початком роботи студентам треба ознайомитися зі схемою (див. рис. 2.4) і розміщенням електрообладнання стенду, уяснити призначення кожного елементу, перевірити, а в разі необхідності, здійснити монтаж схеми на набірному полі, переконатися в тому, що усі автомати вимкнені, ручки ДКН 1 і ДКН 2 установлені в крайнє ліве (нульове) положення.

Вмикання досліджуваної системи здійснюється в такому порядку:

-  автоматом 2ВК закоротити резистор R_в в колі обмотки збудження ОЗ22 досліджуваної машини 22;

-  увімкнути автомат 2А та проконтролювати показання амперметрів А5, А6 в колах збудження навантажувальної та досліджуваної машин;

- увімкнути автомат 4А;

- автоматом 1А включити привідні двигуни 20 і 29 генераторів 21 та 28;

- автоматом 5А закоротити резистор R_р  в роторному колі двигуна 29 (другий ступень пуску).

Зняття характеристики 1;

- плавно повертаючи праворуч ручку ДКН 2, установити напругу

U₁=U_1xx≈E_r=100 В;

- включити навантажувальний пристрій (див. п. 1.3);

- змінюючи за допомогою ДКН1 струм I₂ навантажувальної машини, зняти 6-7 експериментальних точок, починаючи з генераторного режиму досліджуваної машини, зафіксувавши показання приладів А1, А2, V1, TV.

Зняття характеристики 2:

- знеструмити якірне коло навантажувального пристрою, вмикнувши автомат 1ВК;

- за допомогою ДКН1 установити напругу U_1xx=50 В;

- за допомогою ДКН 1 зрівняти ЕРС машин 21 та 23 і увімкнути автомат 1ВК;

- аналогічно описаному вище зняти 6-7 експериментальних точок.

Зняття характеристики 3:

- вимкнути автомат 1ВК;

- ввести резистор R_в в коло ОЗ22, вимкнувши автомат 2ВК;

- за допомогою ДКН 2 установити напругу U_1xx =100 В;

- за допомогою ДКН 1 зрівняти ЕРС машин 21 і 23 та увімкнути автомат 1ВК;

- аналогічно описаному вище зняти 6-7 експериментальних точок.

Зняття характеристики 4:

- вимкнути автомат 1ВК;

- плавно повертаючи ліворуч ручку ДКН 2, установити напругу U_1xx=50 В;

- за допомогою ДКН 1 зрівняти ЕРС машин 21 і 23 та увімкнути автомат 1ВК;

- аналогічно описаному вище зняти 6-7 експериментальних точок.

Оскільки характеристики двигуна у системі Г-Д є достатньо жорстокими, для розрахунку електромагнітному моменту М досліджуваної машини можна замість використання усередненої залежності І_2хх(ω) обмежитися величиною І_2хх(ω₀), яка для кожної характеристики має відповідне значення.

Вимикання лабораторного стенду здійснювати в такому порядку:

- вимкнути автомат 1ВК;

- ручки ДКН 1 і ДКН 2 повернути ліворуч до упору;

- вимкнути послідовно автомати 1А, 5А, 2А, 4А.

Після закінчення роботи для контролю правильності одержаних результатів студентам необхідно побудувати орієнтовані швидкісні характеристики ω(І₁) і показати їх викладачеві.

Зміст звіту. В звіті необхідно привести:

- ціль досліджень;

- схему лабораторного стенду (див. рис. 2.4);

- технічні дані машин 22 і 23, виписані з табличок на корпусах цих двигунів, у тому числі опір якоря навантажувальної машини;

- таблицю з експериментальними і розрахунковими даними (див. табл. 1.2; таблицю доповнити графою для напруги U_1хх);

- графіки швидкісних і механічних характеристик досліджуваної машини, побудовані за допомогою експериментальних та опорних точок;

- стислий аналіз отриманих результатів.

Контрольні запитання:

а) зміною якого параметра здійснюється регулювання швидкості двигуна у системі Г-Д в зоні до основної швидкості?

б) зміною якого параметра здійснюється регулювання швидкості двигуна в зоні вище основної швидкості?

в) як змінюється жорсткість характеристики двигуна у верхній та нижній зонах регулювання швидкості?

г) укажіть причини обмеження верхньої та нижньої границь регулювання швидкості двигуна.

Література: [1,с.112-116]; [2,с.255-263]; [3,с.77-79]; [4,с.83-87].