2.5.2. Снятие естественных рабочих, скоростной и механической характеристик
При изменении нагрузочного момента М2на валу двигателя изменяются ток якоря, подводимая мощность, электромагнитный момент, частота вращения, КПД. Зависимости этих величин от полезной мощности на валу при неизменных напряжениях источников и внешних сопротивлениях в цепях обмоток называют рабочими характеристиками (рис. 2.6).
Рис. 2.6. Рабочие характеристики двигателей независимого
и параллельного возбуждения
Естественные рабочие характеристики снимают при 5…7 значениях тока якоря в пределах от 110…100% номинального значения до холостого хода при номинальном напряжении якорной цепи Uа = UН, номинальном токе независимой обмотки возбуждения Iв= Iвн и отсутствии добавочных сопротивлений в этих цепях.
Запустите двигатель на холостом ходу и, поддерживая напряжение на якорной цепи двигателя Uа =Uн, плавно уменьшайте напряжение возбуждения двигателя Uв1 до получения частоты вращения n = 1600 об/мин. Ток возбуждения, соответствующий этому режиму работы, будем условно принимать за номинальный Iвн. Запишите его значение.
Далее в опыте поддерживайте Uа =Uн и Iв = Iвн. С помощью генератора G2 регулируйте нагрузку двигателя так, чтобы ток якоря Iа изменялся от от 1,1Iн до тока холостого хода (Iхх 3 А). Холостой ход двигателя соответствует выключенному генератору G2 (кнопкой S3) и установке переключателя S15→0.
В 5…7 точках при установившемся режиме измерьте значение тока якоря Iа и частоты вращения n.
В отчете вычислите для каждого уровня нагрузки и запишите в табличной форме значения:
-тока якоря Iа, А, и частоты вращения n, об/мин;
-электромагнитного момента M, Н.м,
М =Рэм / = (UaIa – Ia 2Ra.oп)/ 2 n /60, (2.9)
где Ra.oп - сопротивление якорной цепи при температуре обмоток в опыте. В учебной лаборатории во время опытов машина достаточно нагревается, однако истинное значение её температуры измерить непросто. Поэтому для определенности можно принять температуру машины равной расчётной температуре tр=750С. Сопротивление медных обмоток приводят к расчётной температуре по формуле
Ra.oп = Ra.75 = Ra.20 (235 + tр) / (235 + 20), (2.10)
где Ra.20 - сопротивления якорной цепи двигателя при температуре 20 0 С.
Для исследуемой машины
Ra.20 = rа.20 + rдп.20 + rщ.
Сопротивления обмоток машины при 200С и номинальный ток Iн указаны в п. 2.3, а сопротивление щёточного контакта обсуждается в п. 2.2.3. В исследуемой машине установлены графитные щётки;
-потребляемой мощности, Вт,
P1=UaIa +( Iвн)2 rв.75, (2.11)
где rв.75 - сопротивление независимой обмотки возбуждения при расчётной температуре tр= 750С, определяемое аналогично Ra.75 (2.10);
-полезной мощности на валу двигателя, Вт,
Р2 = М2 (М – Мхх)2 n /60, (2.12)
где Мхх - момент, вычисленный по формуле (2.9) для холостого хода двигателя. Здесь для упрощения принято, что момент потерь холостого хода остается неизменным в опыте; не учитываются добавочные потери при нагрузке ;
-КПД двигателя, %,
= 100(Р2 / Р1). (2.13)
Постройте графики естественных рабочих характеристик ,,,,на едином рисунке (подобном рис. 2.6), а на следующих двух рисунках – графики естественных скоростной и механической характеристик (подобных рис. 2.3а, б). По построенным графикам рабочих характеристик определите и выпишите значения всех рабочих величин при номинальной мощности двигателя. По графику скоростной характеристики определите значения частоты вращения при нулевом и номинальном значениях тока якоря (n0 и nн ), для чего потребуется продлить характеристику влево до пересечения с осью n. Рассчитайте номинальное изменение частоты вращения двигателя nн = 100( n0 - nн) / nн, % (см. пояснения к формуле (2.8).
- Исследование электрических машин
- Часть 1
- Содержание
- 2.2.1. Принцип действия и устройство двигателя . . . . 5
- 6.2.1. Назначение, устройство и принцип действия . . . . . . . . . 32
- 6.2.2. Уравнения и схемы замещения трансформатора . . . . . . .34
- 6.2.3. Характеристики холостого хода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
- 6.5. Заключение по работе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
- Лабораторная работа № 2 Исследование двигателей постоянного тока с электромагнитным возбуждением
- 2.1.Программа лабораторной работы
- 2.2. Краткие теоретические сведения о двигателях постоянного тока
- 2.2.1. Принцип действия и устройство двигателя
- 2.2.2. Системы электромагнитного возбуждения и обозначения выводов обмоток двигателей
- 2.2.3. Основные уравнения двигателей
- 2.2.4. Пуск двигателей в ход
- 2.3. Объект исследования и необходимое оборудование
- 2.4. Разработка принципиальной электрической схемы опытов
- 2.5. Методические указания к выполнению работы
- 2.5.1. Запуск двигателя
- 2.5.2. Снятие естественных рабочих, скоростной и механической характеристик
- 2.5.3. Снятие искусственных скоростных и механических характеристик
- 2.6. Заключение по работе
- 2.7. Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 4 Исследование трехфазного асинхронного двигателя
- 4.1. Программа лабораторной работы
- 4.2. Принцип действия и устройство асинхронных двигателей
- 4.3. Объект исследования и необходимое оборудование
- 4.4. Разработка принципиальных электрических схем опытов
- 4.5. Измерение сопротивления изоляции обмоток
- 4.6. Определение коэффициента трансформации
- 4.7. Опыт холостого хода
- 4.8. Естественные рабочие характеристики
- 4.9. Механические характеристики
- 4.10. Заключение по работе
- 4.10. Заключение по работе
- 4.11. Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 6
- 6.2. Краткие теоретические сведения о трансформаторах
- 6.2.1. Назначение, устройство и принцип действия
- Намагничивающий ток создаёт результирующую мдс Fμ , а она - результирующий магнитный поток взаимной индукции ф.
- 6.2.2. Уравнения и схемы замещения трансформатора
- Сопротивления в относительных единицах для силовых трансформаторов
- 6.2.3. Характеристики холостого хода
- 6.2.4. Характеристики трёхфазного короткого замыкания
- 6.2.5. Изменение напряжения трансформатора при нагрузке
- 6.2.6. Коэффициент полезного действия трансформатора
- 6.2.7. Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов
- Маркировка фаз трехфазных двухобмоточных трансформаторов
- 6.3. Методические указания к выполнению лабораторной работы
- 6.3.1. Объект исследования и необходимое оборудование
- Разработка принципиальных электрических схем
- Опыт холостого хода
- Опыт трёхфазного короткого замыкания
- 6.3.5. Снятие внешней характеристики
- 6.3.6. Экспериментальная проверка группы соединения обмоток
- 6.4. Теоретические расчеты и построения
- 6.5. Заключение по работе
- 6.6. Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 12 Исследование трёхфазного синхронного двигателя
- 12.1. Программа лабораторной работы
- 12.2. Принцип действия и устройство синхронных двигателей
- 12.3. Способы пуска синхронного двигателя
- 12.3.2. Асинхронный пуск синхронного двигателя
- 12.5. Объект исследования и необходимое оборудование
- 12.6. Разработка принципиальной электрической схемы для опытов
- 12.7. Пуск синхронного двигателя при помощи вспомогательного двигателя методом точной синхронизации
- 12.8. Асинхронный пуск синхронного двигателя
- 12.9. Снятие V-образных характеристик
- 12.10. Снятие рабочих и механической характеристик синхронного двигателя
- 12.11. Заключение по работе
- 12.12. Контрольные вопросы
- Библиографический список
- Часть 1