ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

 

Цель работы

 

Исследование характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения, построение энергетических диаграмм электродвигателя.

 

Программа работы

 

1. Изучить схему для экспериментального исследования электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ), состав и назначение модулей, используемых в работе.

2. Собрать схему для экспериментального исследования ДПТ. Провести пробное включение.

3. Снять естественную механическую и электромеханическую характеристику.

4. Провести обработку экспериментальных данных, составить отчет и сделать заключение по работе.

 

Пояснения к работе

 

В лабораторной работе используются следующие модули:

- модуль питания стенда (МПС);

- модуль питания (МП);

- модуль добавочных сопротивлений №2 (МДС2);

- модуль автотрансформатора (ЛАТР);

- силовой модуль (СМ);

- модуль преобразователя частоты (ПЧ);

- модуль ввода/вывода (МВВ).

Перед проведением лабораторной работы необходимо привести модули в исходное состояние: переключатель SA1 модуля МДС1 установить в положение «∞».

Исследуемая машина постоянного тока входит в состав электромашинного агрегата, включающего в себя собственно исследуемую машину постоянного тока М2, нагрузочную машину - машину переменного тока - Ml и импульсный датчик скорости МЗ.

Для проведения работы на персональном компьютере должна быть запущена программа Labdrive и выбрана соответствующая работа.

Описание программного обеспечения Labdrive и LabShow приведено в приложениях Д, Е.

Схема для исследования двигателя постоянного тока независимого возбуждения представлена на рисунке 1.1.

 

 

 

Рисунок 1.1. Схема для исследования двигателя независимого возбуждения

 

Якорная цепь ДПТ подключается к выходу нерегулируемого источника постоянного тока МП через датчики тока и напряжения. Обмотка возбуждения подключается к нерегулируемому источнику постоянного тока МП.

Выходы ДТ, ДН и ПЧН силового модуля подключаются к входам Al, A2 и A3 соответственно модуля МВВ.

Тормозные режимы обеспечивает асинхронный электродвигатель, подключенный к преобразователю частоты, переведенному в режим регулирования момента. Перед началом работы необходимо перевести ПЧ в режим регулирования по моменту (Приложение А).

После перевода ПЧ в режим регулирования момента установить SA1 МДС1 в положение «О» и не менять до окончания работы.

 

1.1. Естественная механическая и электромеханическая характеристики

 

Естественная механическая характеристика двигателя постоянного тока независимого возбуждения представляет собой зависимость частоты вращения от момента нагрузки при номинальных значениях напряжения якоря, тока возбуждения и отсутствии дополнительного сопротивления в якорной цепи: n = f(M_H) при U_я=const, i_B=const и R_дя=0.

Естественная электромеханическая характеристика двигателя независимого возбуждения представляет собой зависимость частоты вращения от тока якоря при номинальных значениях напряжения на зажимах якоря, тока возбуждения и отсутствии дополнительного сопротивления в цепи якоря: n = f(I_я) при U_я=const, i_B=const и R_дя=0.

Опыт проводится в следующей последовательности:

 

 

- включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП соответственно, запуститься двигатель постоянного тока;

- подать разрешение на работу ПЧ (SA3) и, выбрав переключателем SA1 модуля необходимое направление вращения, задавать с помощью потенциометра RP1 тормозной момент. Если частота вращения двигателя увеличивается, поменять направление задания момента.

- при проведении опыта контролировать ток якоря. Он не должен превышать1,5 A.

- в процессе проведения опыта необходимо снять точку холостого хода, несколько точек двигательного режима.

Данные опыта занести в таблицу 1.1.

 

Таблица 1.1

n, об/мин
Iя, А
Uя, В
Ря, Вт
ΔРэл, Вт
ΔРмех, Вт
Pв, Вт
η
ω, 1/с
Мв, Н·м

 

После проведения опыта установить все переключатели модулей в исходное состояние.

 

Расчетные данные.

Мощность, подводимая к двигателю, Вт

Потери в якорной цепи ДПТ, Вт

где r_я- сопротивление якорной цепи ДПТ (Приложение В), Ом.

Мощность на валу двигателя:

где ΔР_мех - механические потери электродвигателя (Приложение В), Вт.

Коэффициент полезного действия для двигательного режима

Коэффициент полезного действия для генераторного режима

Частота вращения двигателя, 1/с

 

Момент на валу двигателя, Н·м

По данным таблицы 1.1 построить механическую, электромеханическую характеристики, а также зависимость η=f(M_в), η=f(I_я).

 

1.2 Энергетические диаграммы

 

Энергетические диаграммы представляют собой графическое отображение распределения потерь и показывают направление потоков мощностей в электроприводе. Диаграмма отображается в масштабе для конкретного режима работы и для конкретной точки. Направление потоков мощностей показывается стрелками с указанием величин потерь. Примерный вид диаграммы для двигательного режима представлен на рисунке 1.2.

 

Рисунок 1.2 - Энергетическая диаграмма ДПТ для двигательного режима

 

В лабораторной работе необходимо построить диаграммы для двигательного, режима, а также для режима холостого хода.

 

Контрольные вопросы

 

1. Как изменить направление вращения ДПТ?

2. Почему у ДПТ возрастает ток якоря при увеличении нагрузки на его валу?

3. Почему при уменьшении тока возбуждения частота вращения ДПТ возрастает?

4. Как должен изменяться ток якоря при уменьшении тока возбуждения и постоянном моменте сопротивления на валу двигателя?

5. Как изменится вид механической характеристики двигателя, если ввести в цепь якоря добавочное сопротивление Идя?

6.  Нарисовать приблизительный вид энергетический диаграммы в точке
короткого замыкания (моментного тормоза).