Дослідження паралельного і послідовного способів збудження двигуна постійного струму

Мета роботи – вивчити схеми підключення двигуна постійного струму при паралельному і послідовному способі його збудження ; оволодіти експериментальними методами визначення його регулювальних та робочих характеристик ; вияснити особливості роботи двигуна при різних спосо­бах збудження.

Опис лабораторного стенду

В лабораторній роботі досліджується елекгродвигун постійного струму незалежного збудження типу Д-5ТР при його підключенні в схему
паралельного /рис. 13.1/ або послідовного /рис. 13.2/ збудження. Вибір потрібної схеми здійснюється перемикачем "Вибір схеми збудження",
виведеним на передню панель стенду. До відповідних гнізд стенду підключаються зовнішні пристрої: вольтметр , міліамперметри РА1
і РА2, регулювальний реостат . Живлення електродвигуна здійснюється від внутрішнього джерела постійної напруги.

Для створення навантажувального моменту на валу досліджуємого двигуна в стенді передбачені електромагнітні гальма, зібрані на ос­нові двигуна постійного струму типу ДНМ, що працює в режимі противвімкнення. Статор цього двигуна вільно обертається і механічно звязаний зі стрілкою показуючого пристрою, що проградуйован в одиницях моменту навантаження /н×см/. Регулювання величини цього моменту здійснюється дискретно шляхом зміни напруги на якорі’ електромагніт­ного гальма за допомогою перемикача S1, виведеного на передню па­нель стенду.

Вимірювання частоти обертання валу досліджуємого двигуна здійснюється цифровим тахометром типу ТЕСА, що оснащений індуктивним давачем кута повороту валу.

Рис. 13.1. Схема з’єднань при паралельному способі збудження двигуна.

Рис. 13.2. Схема з’єднань при послідовному способі збудження двигуна.

Програма та методика виконання роботи

1. Дослідити паралельний спосіб збудження електродвигуна постій­ного струму.

1.1. Зняти та побудувати регулюючу характеристику двигуна при нульовому моменті навантаження /режим холостого ходу/. Для цього вивести регулюючий реостат до мінімального опо­ру. Здійснити пуск двигуна. Встановити перемикачем S1 нульове зна­чення моменту навантаження на валу двигуна. Виміряти значення струму обмотки збудження і частоти обертання валу . Резуль­тати занести в табл. 13.1. Потім плавно збільшують опір регулюючого реостата, змінюють швидкість обертання валу двигуна. Через приблиз­но однакові проміжки значень струму збудження проводити вимірюван­ня частоти обертання. Результати заносити до табл. 13.1.

Таблиця 13.1

По результатах табл. 13.1 побудувати графік регулювальної харак­теристики.

1.2. Зняти і побудувати робочі характеристики електродвигуна постійного струму.

Робочі характеристики двигуна являють собою залежність частоти обертання , споживчого струму , корисного моменту /моменту навантаження/ і ККД від корисної потужності на валу двигуна при незмінному значенні струму збудження .

Встановити максимальне значення моменту навантаження з до­помогою перемикача S1, а також максимальне значення регулювально­го опору /реостат /. Здійснити пуск двигуна. Записати в табл. 13.2. покази всіх пристроїв: , РА1 і РА2, тахометра і електромагнітно­го гальма.

Потім поступово розвантажувати двигун до режиму холостого ходу і через приблизно однакові інтервали значень струму нагрузки зніма­ти показання перерахованих пристроїв і заносити їх до таблиці 13.2. Всього зняти не менше п’яти показань.

Таблиця 13.2

Використана потужність

. (13.1)

Корисна потужність

. (13.2)

ККД двигуна

По результатах табл. 13.2 побудувати робочі характеристики в одній системі координат.

2. Дослідити послідовний спосіб збудження електродвигуна пос­тійного струму.

2.1. Зняти і побудувати регулювальні характеристики двигуна при постійному значенні моменту навантаження .

Для цього розімкнути перемикач S2 , встановити середнє зна­чення моменту і здійснити пуск двигуна, після чого замкнути перемикач S2 і шляхом переміщення повзунка регулювального реоста­та добитись значення струму збудження =0,5 , де -струм обмотки якоря. Цей режим буде відповідати коефіцієнту регулю­вання =0,5. Після чого, не змінюючи опір реостата, розвантажити двигун. При цьому виміряти значення струму збудження і частоту обертання вала n. Результати занести в табл. 13.3.

По результатах вимірювань побудувати регулювальну характеристи­ку.

Таблиця 13.3

2.2. Зняти і побудувати робочі характеристики двигуна

До робочих характеристик відносяться залежність частоти обертання , корисного / навантажувального/ моменту і корисної потужності на валі двигуна від струму якоря /струму навантаження/ при розімкнутому перемикачі S2.

Здійснити пуск двигуна при мінімальному навантажувальному моменті,потім збільшити цей момент до максимуму. Виміряти струм навантаження , частоту обертання , момент навантаження . Результати занести до табл. 13.4. Після цього розвантажити двигун до холостого ходу і через приблизно однакові інтервали значення струму навантаження проводити аналогічні виміри. Результати заносити в табл. 13.4.

Таблиця 13.4

Значення корисної потужності розрахувати за формулою /13.2/.

По результатах табл. 13.4 в одній системі координат побудувати робочі характеристики двигуна.

Контрольні запитання

1. З якою метою при пуску двигуна паралельного збудження на ре­гулювальному реостаті встановлюється мінімальний опір?

2. Які способи регулювання частоти обертання можливі в двигунах паралельного та послідовного збудження?

3. Чому при збільшенні навантаження двигуна паралельного збудження частота обертання зменшується менше, ніж у двигуна послідовного збудження?

4. Чому при пуску двигуна середньої та великої потужності послідовного збудження потрібна обов’язкова наявність навантаження на його валу?

5. Чим пояснити особливі властивості послідовного збудження?

Література

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

2. Кацман М.М., Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических систем. – М.: Высш.школа, 1979.

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