Материал: Методические указания к выполнению лабораторных работ по разделу «Машины постоянного тока». Кононенко К.Е., Волчихин В.И

Рис. 8

Я₁, Я₂  выводы обмотки якоря;

Д₁, Д₂  выводы обмотки добавочных полюсов;

Ш₁, Ш₂  выводы параллельной обмотки возбуждения;

С₁, С₂  выводы последовательной обмотки возбуждения.

4. Способы возбуждения машины постоянного тока

Свойства электрической машины определяются способом соединения различных обмоток. По способу возбуждения машины постоянного тока можно классифицировать следующим образом (рис. 9).

Рис. 9. Способы возбуждения МПТ

Машины независимого возбуждения. В машинах независимого возбуждения (рис. 9, а), обмотка возбуждения (ОВ) присоединяется к постороннему источнику постоянного тока.

Машины параллельного возбуждения. В машинах параллельного возбуждения (рис. 9, б), ОВ и обмотка якоря соединены параллельно.

Машины последовательного возбуждения. В машинах последовательного возбуждения (рис. 9, в), ОВ и обмотка якоря соединены последовательно.

Машины смещенного возбуждения. В машинах смещенного возбуждения (рис. 9, г), имеются две обмотки возбуждения ОВ₁ и ОВ₂, одна из которых ОВ₁ соединяется параллельно с обмоткой якоря, а другая ОВ₂ – последовательно с обмоткой якоря.

5. Порядок выполнения работ

5.1. Выполнить эскизы с необходимыми разрезами и сечениями следующих деталей: станины, главного полюса, коллектора, подшипниковых щитов.

5.2. Дать краткое описание устройства и назначения основных деталей и узлов машины.

5.3. Изобразить схемы включения электрических машин.

6. Требования к выполнению отчета

6.1. Отчет выполняется на стандартных листах формата А4 (210297).

6.2. Отчет должен включать следующее:

6.2.1. Описание принципа действия электрической машины.

6.2.2 Краткое описание конструкции и назначение отдельных элементов машины.

6.2.3. Описание конструкции должно сопровождаться эскизами, выполненными на миллиметровой бумаге в определенном масштабе с соблюдением требований ЕСКД.

7. Контрольные вопросы для домашней подготовки

1. Принцип действия машины постоянного тока при её работе в качестве генератора.

2. Принцип действия машины постоянного тока при её работе в качестве двигателя.

3. Как устроен якорь и какую роль он выполняет?

4. Почему ярмо, сердечник якоря и полюса выполняются из ферромагнитных материалов?

5. Устройство и назначение главных полюсов.

6. Устройство и назначение добавочных полюсов.

7. Классификация генераторов постоянного тока по способам возбуждения, преимущества и недостатки каждого из способов возбуждения.

8. С какой целью обмотку добавочных полюсов соединяют последовательно с обмоткой якоря?

9. Как определить полярность добавочных полюсов при работе машины в режиме генератора и двигателя?

10. Порядок разборки машины постоянного тока.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Вольдек А.И. Электрические машины / А.И. Вольдек. - Л.: Энергия, 1978. - 832 с.

2. Копылов И.П. Электрические машины / И.П. Копылов. - М.: Энергия, 1986. - 360 с.

3. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины / А.В. Иванов-Смоленский. - М.: Энергия, 1980. - 928 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИСПЫТАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1. Изучить принцип работы и устройство генератора постоянного тока независимого возбуждения.

1.2. Получить экспериментально и проанализировать основные характеристики генератора.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЯСНЕНИЯ

Генераторы независимого возбуждения делятся:

• на генераторы, с электромагнитным возбуждением;

• на генераторы с постоянными магнитами.

Последние относятся обычно к машинам специального назначения и в данной лабораторной работе не изучаются.

Свойства генератора постоянного тока описываются следующими характеристиками: холостого хода, нагрузочной, внешней, регулировочной и короткого замыкания.

Примечание. Если в лабораторной установке в качестве генератора используется двигатель, то при снятии всех характеристик за номинальное напряжение генератора необходимо принять , где U_нг - номинальное напряжение исследуемой машины, указанное в паспорте.

3. Порядок выполнения работы

3.1. Собрать схему генератора постоянного тока независимого возбуждения и источника механической мощности (рис. 1).

В качестве источника механической мощности используется двигатель постоянного тока параллельного возбуждения. Для нагрузки генератора постоянного тока служит реостат R_н со ступенчатым регулированием сопротивления.

Рис. 1

3.2. Снять характеристику холостого хода.

Характеристикой холостого хода называется зависимость напряжения U₀ на зажимах обмотки якоря генератора, работающего без нагрузки (в холостую), от тока в обмотке возбуждения i_в при постоянной частоте вращения якоря.

при ; .

При опыте холостого хода внешняя цепь генератора постоянного тока разомкнута. Якорь генератора постоянного тока приводится во вращение при помощи двигателя. Пуск двигателя осуществляется линейным пускателем Л1. При пуске сопротивление регулировочного реостата R_р равно нулю. Пусковой реостат установлен в положение «СТОП» (сопротивление пускового реостата R_п  максимальное).

Медленно (за 3-5 с) поворачивая ручку пускового реостата R_п, устанавливаем ее в положение «ХОД». Частота вращения двигателя увеличивается до n = n₀. Частота вращения отсчитывается по прибору «n» и регулируется плавным изменением сопротивления регулировочного реостата R_р. (Регулирование частоты вращения n возможно и при помощи реостата R_п).

С помощью линейного пускателя Л2 подаём напряжение на обмотку возбуждения генератора.

При опыте холостого хода ЭДС, индуктируемая в обмотке якоря, Е₀ равна напряжению U₀ и измеряется вольтметром V3.

Величина U₀ зависит от тока в обмотке возбуждения i_в, который регулируется реостатом R_в (рис. 1).

Устанавливаем максимальное напряжение генератора

(U₀ = U_max) и производим первичный отсчёт, затем плавно уменьшаем ток возбуждения i_в до нуля, снимаем 56 точек нисходящей ветви характеристики холостого хода.

При i_в = 0 на зажимах обмотки якоря генератора имеется некоторое напряжение, равное 25 % от U_н вследствие остаточной намагниченности полюсов и ярма индуктора. При i_в = 0 выключить пускатель Л2, изменить полярность обмотки возбуждения генератора и снова включить Л2. При увеличении i_в в обратном направлении напряжение сначала уменьшается до нуля, а затем изменяет знак и возрастает. Увеличение напряжения производится до значения U₀ = U_max, R_в = 0.

Снять 56 точек кривой холостого хода. Повторить операцию изменения тока возбуждения от i_в = -i_в.max до i_в = 0.

Вновь изменить полярность возбуждения и снять 5-6 точек кривой холостого хода при увеличении тока возбуждения до i_в = +i_в.max.

Последний точкой отсчёта будет точка, с которой начинается эксперимент. Результаты измерений заносятся в табл. 1.

Таблица 1

По данным табл. 1 построить характеристику, общий вид которой приведен на рис. 2. За расчетную характеристику холостого хода принимается средняя линия, проведенная между нисходящей и восходящей ветвями. Объяснить вид полученной кривой .