Механические и электромеханические характеристики

Механические и электромеханические характеристики

Двигателя постоянного тока независимого возбуждения

В двигательном и тормозном режимах

 

Волгоград 2008

 

СПИСОК АББРЕВИАТУР

Основные сокращения

АД - асинхронный двигатель

ДР - двигательный режим

ДПТ НВ - двигатель постоянного тока независимого возбуждения

ДТ - динамическое торможение

ЕХ - естественная характеристика ДПТ

ИД - испытуемый двигатель

ЛР - лабораторная работа

РТ - рекуперативное торможение

ТПВ - торможение противовключением

XX - холостой ход

ЧВ - частота вращения

ЧВ ИХХ - частота вращения идеального холостого хода

ЭД - электрический двигатель

ЗГТ - электрический привод

Основные обозначения

I - ток в якорной цепи ДПТ

1н - номинальный ток в якорной цепи ДПТ

с - коэффициент ДПТ НВ

к - конструктивный коэффициент ДПТ

М - вращающий момент ДПТ

Мн - номинальный вращающий момент ДПТ

n - скорость вращения ДПТ, об/мин

nн - номинальная скорость вращения ДПТ

Рн - номинальная мощность ДПТ

R - полное (суммарное) сопротивление якорной цепи ДПТ

Rh - номинальное сопротивление

Rя - внутреннее сопротивление якоря ДПТ

U - напряжение источника питания

Uh - номинальное напряжение источника питания

Ф - магнитный поток ДПТ

Фн - номинальный магнитный поток ДПТ

ω - ЧВ якоря ДПТ, рад/с

ωн - номинальная ЧВ якоря ДПТ

ωо - ЧВ ИХХ ДПТ

Лабораторная работа № 1

Механические и электромеханические характеристики

двигателя постоянного тока независимого возбуждения

в двигательном и тормозном режимах

Цель работы - снятие электромеханических характеристик и последующий расчет механических характеристик ДПТ НВ в двигательном и тормозном режимах.

Предмет изучения (исследования): ДПТ НВ типа П-22.

Основные технические данные П-22: Рн=1кВт; Uh =220B; I_H = 5,9 А; n_н = 1500 об/мин; R_я = 4,17 Ом; R_ш = 712 Ом.

Более полные данные П-22 приведены в [4].

Задание для домашней подготовки

1.Ознакомиться с содержанием методических указаний.

2.Изучить основные теоретические положения.

3.Ответить на контрольные вопросы раздела.

4.Рассчитать и построить ЕХ М = f(ω) ДПТ НВ в двигательном и тормозном режимах по двум характерным точкам.

5.Подготовить бланк отчета.

Программа работы

1.Ознакомиться со стендом лабораторной установки. Записать паспортные данные ИД.

2.Провести подготовку лабораторной установки.

3.Снять и построить ЕХ ИД ω = f(I_я) в режимах рекуперативного торможения и двигательном (при U = Uh = const, Iв = Iвн =const, Rя = 0).

4.Снять и построить РХ ИД ω = f(Iя) в режимах рекуперативного торможения, двигательном и противовключения при U = Uh - const, Iв = Iвн =const, Rя = 0,5 R_H.

5.Снять и построить ЕХ, РХ ИД ω = f(Iя) в режиме динамического торможения при Iв = Iвн = const, Rя = 0; 0,5 Rh

6.Пересчитать ω = f(I_я) на ω = f(M) по (16) с учетом (12).

7.Построить ω = f(M) в двигательном и тормозных режимах.

Подготовка лабораторной установки к работе

Перед работой убедитесь, что рубильник Q2 разомкнут. Вначале, при ра­зомкнутом рубильнике Q2, автоматом QF2 пускается в ход АД М4, причем он остается включенным до окончания всех опытов.

Включением автомата QF1 подается питание на обмотки возбуждения LM1 и LM2. При помощи резисторов R1 и R2 устанавливают номинальные токи возбуждения Ml и М2, которые в процессе всей работы поддерживаются постоянными.

Переключатель Q1 устанавливают в положение «Режим двигателя, рекуперация, противовключение». С помощью пускового устройства ПУ включают ИД Ml. Переключателем SA и вольтметром PV2 производят проверку напряжения на зажимах якоря машин М2 и МЗ. В общем случае напряжение этих машин при произвольном положении ползунков R2 и RP может отличаться как по величине, так и по знаку. В этом случае, перемещая, ползунок потенциометра RP LM3 в соответствующее положение, устанавливают напряжение на якоре машины МЗ, равное по величине и знаку тому напряжению, которое имеет машина М2. После этого рубильником Q2 замыкают якорную цепь машин М2 и МЗ, и установка приводится в состояние полной готовности для снятия электромеханических характеристик.

Помните, что в процессе всех опытов не выходить за пределы измеряемых приборов.

Снятие электромеханических характеристик

В двигательном режиме

При переходе из режима РТ в ДР записывают точку электромеханической характеристики, соответствующую ЧВ ИХХ (ω= ω₀ и Iя = 0), и, далее, плавно уменьшая напряжение в обмотке LM3 потенциометром RP, двигатель ИД переводят в ДР. В этом режиме, продолжая уменьшать напряжение в обмотке LM3 потенциометром RP, получают точки электромеханической характеристики. Опыт проводят до тех пор, пока величина измеряемого тока по амперметру 1РА1 не превысит предел измерения амперметра. В этом случае ИД Ml будет работать как двигатель, М2 - как генератор, МЗ - как двигатель, а АД -как генератор с отдачей энергии в сеть переменного тока.

Методика расчета момента ИД

Для получения механических характеристик М = f(ω) ИД Ml необходимо произвести дополнительные расчеты. Электромагнитный момент ИД Ml в Нм можно определить по формуле

М = кФ1 = сI, (16)

где с - коэффициент ДПТ НВ вычисляется по (12).

 

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1)технические данные ИД;

2)программу работы;

3)принципиальную электрическую схему лабораторной установки;

4)таблицы результатов измерения и необходимые расчеты;

5)графики теоретических и экспериментальных зависимостей;

6) выводы.

 

 

Контрольные вопросы

1.Дайте определение режима: двигательного и тормозного; характеристики: электромеханической, механической, естественной, искусственной, реостатной; торможения: рекуперативного, динамического, противовключением.

2.Напишите и проанализируйте уравнения механической характеристики ДПТ НВ в двигательном и тормозных режимах.

3.Назовите характерные точки ЕХ и РХ механических характеристик. Покажите, как рассчитываются их координаты.

4.В каких режимах работает каждая из электрических машин (М2, МЗ, М4), если ИД Ml работает на ЕХ при моменте нагрузки, превышающем момент трения, равном ему и меньше его; при ЧВ ИХХ, в области рекуперативного торможения на РХ в точке короткого замыкания, в режиме торможения противовключением и в режиме динамического торможения?

5 Что следует сделать в схеме эксперимента для перевода ИД из одного режима работы в другой?

6.Допускает ли принятая схема экспериментальной установки снятие механическиххарактеристик в генераторном режиме двигателя, включенном по системе генератор - двигатель?

7.Как определить номинальный ток возбуждения ДПТ?

8.При каком условии можно замкнуть рубильник Q2 в схеме на рис. 1?

9 Почему в режимах рекуперативного и динамического торможения ток якорной цепи ДПТ меняет свой знак по отношению к двигательному режиму?

10. Изобразите принципиальную электрическую схему ДПТ ПВ в режимах двигательного, рекуперативного, динамического торможения; торможения противовключением.

11 Есть ли разница в понятиях механическая характеристика ЭД и механическая характеристика ЭП?

12. Чем характерна ЧВ ИХХ ДПТ?

13 Почему для любого значения сопротивления якорной цепи и U = Uh и Ф = Фн ток якоря ДПТ уменьшается при увеличении ω?

14.Докажите, что в режиме РТ ДПТ отдает энергию в сеть

15.Начертите и объясните РХ в режиме ТПВ при реверсе ДПТ (реверсивный) ЭП(см.: 1, с. 218,260].

 

Механические и электромеханические характеристики