Визначення ККД машини постійного струму методом холостого ходу

Мета роботи – Набути практичних ниваків по визначенню ККД машини постійного струму методом холостого ходу; одержати експериментальне підтвердження теоретичних знань про види втрат в машині постійного струму, їх залежності від навантаження машини, а також залежності ККД машини від навантаження.

Опис лабораторного стенду.

Зовнішній вигляд лабораторного стенду приведений на рис. 11.1, а його електрична принципова схема – на рис. 11.2.

На лицьовій панелі стенда розміщені вимірювальні прилади, елементи комутації та регулювання, а також сітьовий вимикач, сигнальна лампочка і запобіжник. Вимірювання постачальної напруги проводиться вольтметром РА2, струм обмотки збудження – міліамперметром РА1.

В лівій частині стенда знаходиться перемикач S1, призначений для комутації мережі якоря та обмотки збудження, а також ручки потенціометрів R1, R2, R3. Потенціометр R1 служить для регулювання величини постачальної напруги, потенціометр R2 – пусковий, призначений для запуску двигуна (при обертанні за часовою стрілкою), потенціометр R3 регулює величину струму збудження.

Для піпдключення до обмотки якоря зовнішньогоомметра передбачені гнізда Я1-Я2. Вимірювання опору обмотки необхідно проводити при розімкнутому перемикачі S1.

Програма та методика виконання роботи.

1. Ознайомитись з конструкцією машини та записати її паспортні дані.

В лабораторній роботі досліджується виконавчий двигун СЛ-369 з барабанним якорем і електромагнітним збудженням. З конструкцією двигунів даної серії можна познайомитись у наведеній нижче літературі. Паспортні дані двигуна приведені в табл. П.1.

Таблиця 11.1

Uном, В

P

В*А

nном

об/хв

Iя ном,

А

Iзв,

А

Mном.

Н*см

Mя

Н*см

Rя,

Ом

Rзб,

Ом

Ίg,

г*см

m,

кг

110

50

3000

0,85

0,08

15,77

29,4

23,3

1160

686

1,95

Примітка: Uном, = номінальна напруга збудження ;

P = номінальна потужність двигуна;

clip_image001

Рис. 11.2. Принципова електрична схема лабораторного стенда.

clip_image065- номінальна швидкість обертання;

clip_image067- відповідно, струми якірної обмотки і обмотки збудження ;

clip_image069- номінальний момент на валу;

clip_image071- пусковий момент;

clip_image073- опори обмоток якоря і збудження;

clip_image075- момент інерції якоря;

clip_image077- маса якоря.

2. Визначити опір обмоток якоря:

Перемикач S1 розімкнутий /нижнє положення/. З допомогою циф­рового приладу Щ4300 /або В7-20/ виміряти опір якірних обмоток між гіздами Я1 та Я2. Відключити прилад від стенду. Замкнути S1. Збіль­шуючи напругу постачання потенціометром R1, добитись повороту якоря двигуна в нове положення. Відключити постачання двигуна і розімкнути перемикач S1. Повторити вимірювання опору якірної обмотки за до­помогою цифрового приладу.

За дійсне значення опору обмотки якоря взяти середнє арифметич­не результатів двох вимірів (clip_image079).

Одержане значення опору привести до робочої температури 75°С:

clip_image081 (11.1)

де clip_image083 — температурний коефіцієнт міді, котрий дорівнює 0,004 ;

& — температура оточуючого середовища.

3. Виконати дослід холостого ходу.

Для цього потрібно включити двигун в мережу /замкнути перемикач "Мережа"/, Замкнути перемикач S1. Виставити потенціометром R2 но­мінальну напругу clip_image085 . Регулюючим потенціометром R3 виставити значення струму обмотки збудження clip_image087 = 0,06 А, відповідне номі­нальній швидкості обертання при холостому ході двигуна.

В цьому режимі амперметром РА2 виміряти попереднє значення струму якоря в режимі холостого ходу clip_image089, а амперметром РА1 -величину струму збудження clip_image087[1], відповідного номінальній швид­кості обертання.

Результати занести в табл. 11.2.

Таблиця 11.2

clip_image091

clip_image093

clip_image095

clip_image097

clip_image099

clip_image101

clip_image103

clip_image105

clip_image107

clip_image109

Визначити значення напруги холостого ходу clip_image111, котру слід підвести до двигуна при досліді холостого ходу:

clip_image113 (11.2)

це clip_image115- опір обмотки якоря /Ом/, приведений до робочої темпера­тури 75°С;

clip_image117- спад напруги на щітках /звичайно приймається рівним 2В/;

clip_image119clip_image121- струми в мережі якоря в режимі холостого ходу і режимі

номінального навантаження /А/.

Номінальне значення струму в обмотці якоря /А/:

clip_image123 (11.3)

де clip_image125 = 0,85 + 0,08= 0,93 /А/ — повний вхідний струм при номінальному навантаженні ;

clip_image127- паспортні дані двигуна.

За значенням clip_image129 визначити електричні втрати в мережі збудження:

clip_image131. (11.4)

Після цього потенціометром R1 встановити на вході двигуна напругу clip_image111[1]Г , виміряти амперметром РА2 струм якоря в режимі холостого ходу clip_image134 та визначити потужність clip_image136 в мережі якоря, котра являє со­бою суму магнітних та механічних затрат:

clip_image138 (11.5)

4. Розрахувати втрати машини постійного струму при різних зна­ченнях струму навантаження і побудувати графік залежності ККД маши­ни постійного струму від струму навантаження. Для цього треба зроби­ти так:

Взяти ряд значень струму навантаження, наприклад, clip_image140 = 0,25; 0,5 ; 0,75 ; 1,0 від clip_image142 і визначити відповідне значення струму в обмотці якоря, А;

clip_image144, (11.6)

потім підрахувати електричні втрати в мережі якоря:

clip_image146, (11.7)

електричні втрати в щіточному контакті, В×А,

clip_image148, (11.8)

додаткові втрати, В×А

clip_image150

Результати обчислень занести в табл. 11.3.

Таблиця 11.3

clip_image152

clip_image154

clip_image156

clip_image158

clip_image160

clip_image162

clip_image164

clip_image166

clip_image168

0.25 clip_image170

0.5 clip_image172

0.75 clip_image174

1.0 clip_image176

               

Сума втрат, В×А,

clip_image178. (11.10)

Використана двигуном потужність, В×А,

clip_image180 (11.11)

Корисна потужність на валу двигуна, В×А

clip_image182 (11.12)

ККД двигуна

clip_image184. (11.13)

По результатах табл. 11.3. побудувати графік залежності ККД двигуна clip_image186 від струму навантаження І.

Контрольні запитання

1. Які види затрат мають місце в машинах постійного струму?

2. Які втрати називають постійними, а які — змінними?

3. З якою метою та в якій послідовності проводять дослід холостого ходу для

машини постійного струму?

4. Яку напругу потрібно підвести до двигуна в досліді холостого ходу?

5. Чому графік clip_image188 виходить не з початку координат?

Література

1. Волков Н.И., Миловзоров В.П. Электромашинные устройства ав­томатики: Учеб. для вузов по спец. "Автоматика и телемеханика". –М.; Высш.шк., 1986.

2. Арменский Е.В., Фалк Г.В. Электрические микромашины: Учеб.
пособие для електротехн.спец.вузов. — М.: Высш.шк., І985.

3. Кацман М.М. Электрические машины. — М.: Высш.шк., 1983.

4. Кацман М.М., Юферов Ф.М. Элекгрические машины автоматических
систем. — М.: Высшая школа, 1979.

Оставьте комментарий к статье