m0994

8) осуществляется пуск двигателя постоянного тока путем плавного повышения напряжения якоря с помощью вращения регулятора источника питания двигателя постоянного тока.

Двигатель постоянного тока является приводным двигателем исследуемого генератора. Скорость вращения вала генератора устанавливается равной номинальной, при этом частота переменного напряжения также равна номинальной.

4. Характеристику холостого хода снимают при токе нагрузки генератора, равном нулю, т.е. при отключенных реостатах активной нагрузки. Ток возбуждения генератора увеличивают при помощи вращения регулятора блока возбудителя машины переменного тока. Результаты измерений заносятся в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Характеристика холостого хода

5. Внешнюю характеристику снимают, увеличивая ток генератора путем симметричного изменения сопротивлений активной нагрузки в фазах статора, предварительно возбудив машину до номинального напряжения и установив номинальную частоту. Регистрируются значения тока нагрузки, напряжения и частоты генератора. Результаты измерений заносятся в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Внешняя характеристика

6. Регулировочная характеристика снимается при условии f = fн = const. Стабилизация частоты тока генератора осуществляется путем регулирования скорости вращения ротора генератора при изменении напряжения якоря приводного двигателя на источнике питания машины постоянного тока.

Изменяя ток возбуждения генератора, устанавливают значение напряжения генератора, равное заданному преподавателем.

11

При увеличении тока нагрузки наблюдают за напряжением генератора и компенсируют его уменьшение путем увеличения тока возбуждения. Нагружать генератор следует до 80 % от максимально возможной нагрузки. Результаты заносятся в табл. 2.3.

Примечание. Значение U задается преподавателем.

7. После выполнения экспериментальной части стенд отключается в следующем порядке:

1)ток нагрузки уменьшается до нуля;

2)ток возбуждения генератора снижается до нуля;

3)напряжение якоря приводного двигателя снижается до нуля;

4)отключаются возбудитель машины переменного тока и источник питания машины постоянного тока;

5)отключается трехфазный источник питания;

6)отключаются мультиметры.

Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать: 1) схему электрическую принципиальную;

2) таблицы с экспериментально полученными данными; 3) графики характеристики холостого хода, внешней и регу-

лировочной характеристик, построенные по экспериментальным данным;

4) выводы по результатам работы.

Контрольные вопросы

1.Объясните принцип действия синхронного генератора.

2.Поясните назначение цепи возбуждения генератора.

3.Поясните способ самовозбуждения генератора.

4.Чем объясняется вид полученной внешней характеристики?

5.Каким образом осуществляется регулирование напряжения генератора?

12

6.Каким образом осуществляется регулирование частоты тока генератора?

7.Поясните конструкцию синхронного генератора, назначение статора и ротора, особенности цепи статора и цепи ротора генератора.

Лабораторная работа № 3 Исследование асинхронного двигателя

Цель работы. Изучение принципа действия, процесса пуска и регулирования скорости вращения двигателя. Исследование свойств двигателя путем снятия механических характеристик.

Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с лабораторной установкой.

2.Собрать электрическую схему.

3.Снять естественную механическую характеристику двигателя и две искусственные механические характеристики: 1) при введенном в цепь ротора реостате с номиналом, заданным преподавателем; 2) при пониженном напряжении статора с номиналом, заданным преподавателем. Нагрузкой для двигателя является генератор постоянного тока, расположенный с ним на одном валу.

4.По экспериментальным данным построить графики механических характеристик.

5.Проанализировать полученные результаты, сделать выводы.

Пояснения к выполнению работы

1.В работе при монтаже схемы используются следующие блоки учебного стенда:

1) блок электрических машин;

2) трехфазный источник питания;

3) источник питания машины постоянного тока;

4) возбудитель машины переменного тока;

5) активная нагрузка;

6) реостат возбуждения машины постоянного тока;

7) блок мультиметров.

2.Паспортные данные асинхронного двигателя:

– f = 50 Гц – частота тока;

13

–Pн = 30 Вт – номинальная механическая мощность двигателя на валу;

–Uян = 127 В – номинальное напряжение статора;

–nн = 1 250 об/мин – номинальная частота вращения;

–ηн = 0,36 – коэффициент полезного действия;

–Iн = 0,35 А – номинальный ток статора;

–cos φн = 0,73 – номинальный коэффициент мощности. Паспортные данные трансформатора:

–λ = 1,3 – коэффициент перегрузки;

–U1 – напряжение на первичной обмотке;

–U2 – напряжение на вторичной обмотке.

Паспортные данные генератора:

–Iян = 0,56 А – номинальный ток якоря генератора;

–Rя = 65 Ом – сопротивление якоря генератора.

3.Для выполнения экспериментальной части лабораторной работы необходимо собрать электрическую цепь (рис. А3). Вни-

мание: в обязательном порядке подключить контакт теплового реле к блоку трехфазного источника питания!

Включение лабораторного стенда осуществляется в следующем порядке:

1) источник питания двигателя постоянного тока переводится

вручной режим управления при помощи соответствующего тумблера;

2) включается трехфазный источник питания; 3) включается тумблер «Сеть» указателя частоты вращения;

4) включается тумблер «Сеть» возбудителя машины постояного тока;

5) включаются мультиметры; 6) нажимается кнопка «Вкл» источника питания машины по-

стоянного тока; 7) осуществляется пуск асинхронного двигателя путем вклю-

чения трехполюсного выключателя; 8) с помощью переключателя вторичного напряжения выби-

рается напряжение вторичной обмотки трансформатора на 220 В.

4.Механические характеристики снимаются путем нагружения асинхронного двигателя генератором постоянного тока. Рео-

14

статы блока активной нагрузки устанавливаются на максимум. Изменение нагрузки двигателя производится через изменение в заданных преподавателем пределах тока возбуждения якоря генератора Iяг с помощью вращения регулятора блока возбудителя машины постоянного тока. При этом снимаются значения напряжения якоря генератора Uяг, активной мощности двигателя Рст, частоты вращения п, тока статора двигателя Iст.дв, напряжения статора двигателя Uст.дв и реактивной мощности Q, потребляемой двигателем. Внимание: ток якоря не должен превышать 2 А!

Первая искусственная механическая характеристика снимается в том же порядке при введении в цепь ротора асинхронного двигателя добавочного реостата с номиналом, заданным преподавателем.

Вторая искусственная механическая характеристика снимается при заданном преподавателем пониженном напряжении в цепи статора асинхронного двигателя.

Результаты измерений заносятся в табл. 3.1 (форма таблицы едина для трех экспериментов).

Графики механических характеристик (естественная, две искусственные) строятся в одних координатных осях. Типовой вид основных характеристик электрических машин представлен в прил. Б.

5. После выполнения экспериментальной части стенд отключается в следующем порядке:

1)ток возбуждения генератора снижается до нуля;

2)добавочный реостат в цепи ротора асинхронного двигателя устанавливается на ноль;

3)выключается трехполюсный выключатель;

4)отключается возбудитель машины постоянного тока;

5)отключается указатель частоты вращения;

15

6)отключается трехфазный источник питания;

7)отключаются мультиметры.

6. По результатам трех экспериментов для каждого значения тока Iяг из табл. 3.1 вычисляется механическая мощность Р, Вт, момент М, Н·м, и коэффициент мощности cos φ асинхронного двигателя:

Таблица 3.2

Расчетные данные к определению механических характеристик (естественной и двух искусственных)

М, Нм

Р, Вт

сos φ

Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1)схему электрическую принципиальную;

2)необходимые вычисления;

2)таблицы с экспериментально полученными данными;

3)графики механических характеристик (естественной и двух искусственных), построенные по экспериментальным данным;

4)выводы по результатам работы.

Контрольные вопросы

1.Объясните принцип действия асинхронного двигателя.

2.Какие способы пуска асинхронных двигателей применяются на практике? Какой способ пуска использовался в лабораторной работе?

3.Какие способы используются для регулирования частоты вращения асинхронного двигателя переменного тока? В чем их особенности?

4.Поясните свойство саморегулирования на примере асинхронного двигателя.

5.Поясните конструкцию асинхронного двигателя с короткозамкнутым и фазным ротором.

16

Рис. А1. Схема учебной лабораторной установки для исследования двигателя постоянного тока: а – независимого возбуждения; б – параллельного возбуждения

Продолжение прил. А

Рис. А3. Схема учебной лабораторной установки для исследования асинхронного двигателя