Работа в лаборатории. 4.1. Описание лабораторной установки, назначение оборудования

4.1. Описание лабораторной установки, назначение оборудования.

Схема лабораторной установки приведена на рис.3. Она аналогична схеме в работе №1, где она описана более подробно.

Питание двигателя последовательного возбуждения (ИМ) выполнено от нерегулируемого источника постоянного тока 220В через автоматический выключатель АВ1, а НМ через автоматический выключатель АВ2 – от сети переменного тока 380В. Разница между схемами работ №1 и №2 состоит в том, что обмотка возбуждения включена последовательно с якорем и изменен способ подключения сопротивления R_Ш переключателем S3.

Испытуемая машина. Напряжение на якорь двигателя подается через

контакты магнитного пускателя К1 после его срабатывания. Для снятия характеристик используются сопротивления, включенные последовательно – R_П и параллельно якорю – R_Ш (шунтирующее). Заданные значения сопротивлений R_П и R_Ш устанавливаются соответственно переключателями S1 и S2 согласно таблицам 3 и 4, приведенным в п.2.5. Переключателем S3 задается способ шунтирования – якоря или двигателя. Три амперметра необходимы для измерения токов в схемах шунтирования, когда они становятся разными. В других опытах измеряется только ток якоря I_Я.

Нагрузочная машина. Вентильный двигатель (НМ) имеет встроенный датчик скорости (ДС), показания которого в об/мин используются при снятии характеристик. Благодаря приводному преобразователю MOVIDRIVE момент, развиваемый нагрузочной машиной, пропорционален отображаемому на дисплее КП току статора I₀ : М = к_м·I₀, где: к_м = 2,27Нм/А.

Рис.3. Схема лабораторной установки.

Приводной преобразователь MOVIDRIVE. После включения АВ1 производится внутреннее тестирование преобразователя и установка параметров, а после их окончания в окне индикатора преобразователя появляется цифра «1».

Управление преобразователем выполняется от отдельного ПУЛЬТа. Величина скорости устанавливается потенциометром «задание скорости». Он имеет среднее положение «0», а при повороте его рукоятки происходит изменение скорости в направлениях «ВСТРЕЧНО» или «СОГЛАСНО». Перед пуском его нужно установить в положение «0». Для начала работы необходимо разблокировать преобразователь включением тумблера, после чего на индикаторе преобразователя появляется цифра «5», соответствующая режиму работы – «регулирование скорости».

При работе НМ на экране дисплея клавишной панели (КП), расположенной на корпусе преобразователя отображается следующая информация: текущие значения частоты вращения n в об/мин (rpm) и тока I₀ в А (Amp), а также режим работы – регулирование скорости (SPEED CONTROL), как это показано на рисунке 4.

Рис.4. Индикация на экране дисплея клавишной панели

4.2. Подготовка к работе.

1. Включить автоматические выключатели АВ1 и АВ2.

2. Установить переключатели: S1– в положение 7 «30 Ом»; S2 – в положение 1 «выкл»; S3 – в положение 2 «Шунтирование якоря».

2. Пуск машин выполняется в следующей последовательности.

Нажатием кнопки «Вкл» (зеленая) пускателя К1 запустить двигатель с добавочным сопротивлением R_П для ограничения пускового тока. Затем нажатием красной кнопки на корпусе пускателя отключить двигатель и при его остановке определить направление вращения (по часовой стрелке).

После этого запускается нагрузочная машина. Для этого: На ПУЛЬТе управления нагрузочной машиной тумблер установить в положение «ВКЛ», а затем потенциометром «задание скорости» установить скорость 1000 ÷ 1200 об/мин в том же направлении вращения (по часовой стрелке).

Нажатием кнопки «Вкл» (зеленая) пускателя К1 снова запустить двигатель. Такая последовательность необходима для согласованного пуска машин и ограничения скорости двигателя при малых нагрузках.

Лабораторная установка готова к проведению экспериментов.

4.3. Снятие механических характеристик.

На искусственных характеристиках при больших значениях R_П скорость может снизиться до нуля и даже изменить свое направление, а в схеме шунтирования, кроме того, ток якоря может протекать в обоих направлениях.

Измерения следует проводить в пределах: ток якоря – не более 5А, скорость от +1500 до –500 об/мин.

Рекомендация: Так как в опытах 4.3.1, 4.3.2 и 4.3.3 токи I_Я и I_П одинаковы, то измерения I_Я следует выполнять по амперметру I_П, у которого цена деления в 2 раза больше, в опытах 4.3.4 и 4.3.5 – по амперметру I_Я.

4.3.1. Естественная механическая характеристика. После пуска двигателя переключатель S1 установить в положение «О 0м» – двигатель переходит на естественную характеристику. Потенциометром «задание скорости» уменьшать скорость, записывать значения скорости (n) и тока (I₀) НМ с дисплея КП, а также по приборам – тока I_Я и напряжения U_Я якоря двигателя. Данные опыта заносятся в таблицу:

UЯ	IЯ	n	I0
В	А	об/мин	А

4.3.2. Искусственные характеристики с добавочным сопротивлением в цепи якоря. Заданные значения сопротивлений R_П1 и R_П2 устанавливаются переключателем S1. При снятии характеристик при больших нагрузках возможен переход ИМ из двигательного режима в режим противовключения, что сопровождается изменением направления вращения якоря. При этом скорость достаточно изменять до n = – 500об/мин.

4.3.3. Искусственные механические характеристики схемы с шунтированием

якоря сопротивлением R_Ш и последовательным сопротивлением R_П.

Для снятия механических характеристик необходимо установить переключатель S3 в положение 2 «шунтирование якоря», переключателем S1 установить заданное значение сопротивления R_П, а переключателем S2 – заданное значение сопротивления R_Ш. При снятии этих характеристик кроме тока якоря I_Я нужно записывать токи возбуждения I_П и шунтирующей цепи I_Ш. Снимать механическую характеристику нужно как при встречном, так и при согласном включении ИМ и НМ. При согласном включении ток якоря ИМ может достичь значения I_Я = 0, которое соответствует скорости идеального холостого хода – границе между двигательным режимом и режимом рекуперативного торможения. При этом потери в агрегате полностью покрываются НМ. При дальнейшем увеличении скорости ИМ перейдет в режим рекуперативного торможения, что сопровождается изменением направления тока якоря. В двигателях последовательного возбуждения работа в этом режиме возможна только в схеме шунтирования. При встречном включении ИМ может работать не только в двигательном, но и в тормозном режиме (противовключения).

4.3.4. Механические характеристики в режиме динамического

торможения. Для перевода двигателя в этот режим необходимо: 1) нажатием красной кнопки на пускателе К1 отключить двигатель от источника питания; 2) переключатель S3 установить в положение 1 «шунтирование двигателя»; 3) переключателем S2 установить заданное значение сопротивления (сначала R_Т1, а затем R_Т2).

Так как двигатель отключен от сети, то для создания момента необходимо, чтобы произошел процесс его самовозбуждения. Он возникает за счет остаточного магнитного потока при вращении якоря. Поэтому необходимо сначала разогнать двигатель до максимальной скорости (не более 1500об/мин), а затем снимать характеристику, уменьшая скорость так же, как это делалось ранее.

Следует убедиться в том, что самовозбуждение происходит только при направлении вращения, когда знак ЭДС и направление тока возбуждения таковы, что создаваемый этим током поток совпадает по направлению с остаточным магнитным потоком. При другом направлении вращения напряжение и ток якоря не увеличиваются – процесс самовозбуждения не происходит.