Електричні машини

1. Для випробування використовується двигун постійного струму з паралельним збудженням (рис. 3.12).

В реальних умовах експлуатації двигун приводить в обертання деяку робочу машину, яка створює протидіючий (гальмівний) момент опору М_с. Зі збільшенням М_с повинен збільшуватися і обертовий момент двигуна М за рахунок збільшення струму якоря.

В усталеному режимі роботи n = const момент двигуна врівноважується моментом навантаження, тобто М = М_с. При зміні М_с ця рівність порушується, що призводить до зміни частоти обертання і відповідної зміни моменту двигуна. При деякій частоті обертання момент знову врівноважується і настає новий усталений режим.

В умовах лабораторії момент навантаження на валу двигуна створюють за допомогою електричних генераторів, електромагнітний момент яких завжди направлений проти напряму обертання вала двигуна, тобто є гальмівним. У цій роботі гальмівний момент на валу двигуна створює трифазний синхронний генератор. Цей генератор має на роторі обмотку збудження, яка живиться постійним струмом. Джерелом постійного струму служить однофазний двоперіодний випрямляч UI2. Зміна напруги, що підводиться до випрямляча UI2, регулюється за допомогою ЛАТРа Т2. Змінюючи струм збудження в обмотці ротора за допомогою ЛАТРа Т2, можна регулювати напругу на затискачах трифазної обмотки статора. До обмотки статора синхронного генератора підключається трифазне активне навантаження R_нав1–R_нав10. Перш ніж вмикати опір фаз навантаження за допомогою набору перемикачів SA7–SA17, необхідно ввімкнути перемикач SA6.

Рисунок 3.12 – Схема електрична принципова лабораторної установки для дослідження двигуна постійного струму з паралельним збудженням

При зміні струму в обмотці статора буде змінюватись електромагнітний момент генератора, який є гальмівним для двигуна. Частота обертання двигуна контролюється тахогенератором BR.

2. Пуск двигуна здійснюється на холостому ході, для чого повинно бути вимкненим живлення обмотки збудження генератора навантаження G і розірване коло статорної обмотки (вимкнені опори навантаження R_нав₁–R_нав₁₀).

Ручка пускового реостата R_п повинна знаходитися в нульовому положенні (R_п = ∞), а ручка регулювального реостата R_р – у положенні, що відповідає І_з = І_з.max = const. Ввімкнути QF1 і за допомогою трансформатора регульованої напруги (РНТ) Т1 встановити напругу двигуна U_вих = U_ном.

Потім увімкнути автомат QF3 і повільно повертати ручку пускового реостата (зменшуючи R_п до нуля), розігнати двигун до номінальної частоти обертання.

Далі перемикачем SA5 подати живлення на ЛАТР Т2, за допомогою якого встановити номінальну напругу синхронного генератора.

3. Зняти робочі і механічні характеристики двигуна для різних умов:

а) природні характеристики знімають при U = U_ном, I_з.ном = I_з..max і R_д = 0. Зменшуючи опір навантаження синхронного генератора і регулюючи його струм збудження (при необхідності), змінюють момент навантаження на валу двигуна від нуля до номінального. При цьому струм якоря двигуна змінюється від I_а.₀ до I_а.ном.

В указаному діапазоні вимірюють напругу двигуна U, його струм якоря I_а, струм збудження I_з, напругу генератора U₁ і струм навантаження генератора I_Г в 6-8 точках і результати вимірювань заносять до табл. 3.3.

б) знімають характеристики U = U_ном, I_з = I_з.min, R_д = 0, для чого ручку регулювального реостата двигуна встановлюють в положення, в якому I_з = I_з.min (R_р = R_р.max). При цьому зменшується магнітний потік основних полюсів і збільшується частота обертання якоря двигуна, а напруга навантажувального генератора може збільшитися до U > U_ном. За допомогою ЛАТРа Т2 необхідно її зменшувати до U_ном. Методика зняття робочих і механічних характеристик двигуна така ж, як і в попередньому випадку. Момент навантаження на валу двигуна збільшувати до тих пір, поки струм його якоря не буде дорівнювати номінальній величині I_а = I_а.ном.

в) для зняття характеристики при U = U_ном, I_з = I_з.ном, R_д = const необхідно за допомогою ЛАТРа Т2 встановити напругу генератора U_Г = 0, зупинити двигун, знявши з нього напругу автоматом QF3 і QF1. Ручки реостатів встановити: пускового R_п – в нульове положення, регулювального R_р – в положення, в якому І_з = І_з.max. В коло якоря двигуна ввімкнути додатковий опір R_д. Ввімкнути QF1 і за допомогою РНТ Т1 встановити U_вих = U_ном. Потім увімкнути автомат QF3 і повільним поворотом ручки пускового реостата (зменшуючи R_п до нуля) до самого крайнього положення здійснити реостатний пуск двигуна, розганяючи його до номінальної частоти обертання.

Далі вимикачем SA5 подати живлення на ЛАТР Т2, за допомогою якого встановити номінальну напругу синхронного генератора G.

Зняття робочих та механічних характеристик двигуна здійснювати за тією ж методикою і в тому ж діапазоні зміни навантаження, що і в попередніх дослідах.

Таблиця 3.3 – Дослідні та розрахункові дані для побудови робочих і механічних характеристик двигуна постійного струму з паралельним збудженням

Експериментальна точка

Дослідна величина

Розрахункова величина

Примітка

U,
В

І_а,
А

І_з,

U_Г,
В

І_Г_,

n,
хв^-1

Р₁,

Вт

Р_Г,

Вт

h,
в.о.

Р₂,

Вт

хв^-1

М,

Н×м

U = U_ном;

І_з = І_з.ном;

R_д = 0

U = U_ном;

І_з = І_з.min;

R_д = 0

U = U_ном;

І_з = І_з.ном;

R_д = const

Регулювальна характеристика двигуна – це залежність n = f(І_з) при U = U_ном. В лабораторній роботі її знімають тільки в режимі холостого хода двигуна (М_с = 0). В цьому випадку струм генератора І_Г = 0, для цього знімається живлення з обмотки збудження навантажувального генератора шляхом відключення перемикача SA5. Характеристику починають знімати з точки, в який R_Р = 0 (І_з = І_з.max).

Далі плавним поворотом ручки R_Р струм збудження зменшують до І_з = І_з.min. В цьому діапазоні вимірюють струм збудження двигуна І_з, його частоту обертання n і струм якоря І_а в 6-8 точках.

Таблиця 3.4 – Дослідні дані для побудови регулювальної характеристики двигуна з паралельним збудженням

Показник	Значення у експериментальній точці								Примітка
Показник	1	2	3	4	5	6	7	8	Примітка
I_з, А									М_с = 0
I_а, А
n, об/хв
w, рад/с

3.2.5 Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи