Машины постоянного тока

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний к лабораторным работам по курсу

«Электрические машины и электропривод» для студентов

очной и заочной форм обучения

Омск 2007

УДК 621.313 (076.5)

ББК 31.261я 73

Э45

Электрические машины. Часть 2. Машины постоянного тока: Методические указания к лабораторным работам по курсу «Электрические машины и электропривод» / В. Д. Авилов, Ю. Л. Иванилов, Р. В. Сергеев, Л. Е. Серкова, Е. А. Третьяков, В. В. Харламов, П. К. Шкодун; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. 48 с.

Методические указания включают в себя описание шести лабораторных работ по разделу «Машины постоянного тока» дисциплины «Электрические машины и электропривод», в которых изложены общие вопросы теории машин постоянного тока, даны методические указания по изучению характеристик генераторов и двигателей постоянного тока и по обработке экспериментальных данных, описаны способы регулирования выходных параметров. Все работы содержат элементы учебных исследований.

Предназначены для студентов очного и заочного обучения в соответствии с программами специальностей 190401.65 (101800) – «Электроснабжение железных дорог», 190303.65 (181400) – «Электрический транспорт железных дорог», 151001.65 (120100) – «Технология машиностроения», 140104.65 (100700) – «Промышленная теплоэнергетика», 190301.65 (150700) – «Локомотивы», 190302.65 (150800) – «Вагоны», 190402.65 (210700) – «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте».

Библиогр.: 3 назв. Табл. 10. Рис. 22.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор В. Н. Горюнов;

канд. техн. наук, доцент В. О. Мельк.

Ó Омский гос. университет

путей сообщения, 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………………….
3. Генераторы постоянного тока…………………………………………..
Лабораторная работа 6. Испытание генератора постоянного тока с независимым возбуждением…………………………………………..
Лабораторная работа 7. Построение рабочих характеристик гене- ратора с независимым возбуждением с помощью реактивного треугольника …………………………………………………………….
Лабораторная работа 8. Испытания генераторов постоянного тока с параллельным и смешанным возбуждением………...……………….
Лабораторная работа 9. Испытания электромашинного усилителя поперечного поля………………………………………………………...
4. Двигатели постоянного тока……………………………………………
Лабораторная работа 10. Испытания двигателя постоянного тока с параллельным (независимым) возбуждением……………………….
Лабораторная работа 11. Испытания двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением……………………………………
Библиографический список……………………………………………….

ВВЕДЕНИЕ

В настоящих методических указаниях содержится описание лабораторных работ по разделу «Машины постоянного тока» дисциплины «Электри-ческие машины и электропривод».

Цель методических указаний – помочь студентам подготовиться к выполнению лабораторных работ, получить практические навыки в проведении исследований машин постоянного тока и закрепить теоретические знания по данному разделу курса.

В процессе подготовки к лабораторным занятиям необходимо заранее ознакомиться с порядком выполнения лабораторной работы, подготовить отчет, содержащий цель работы; электрическую схему, выполненную по стандарту; основные расчетные формулы; таблицы для записи результатов вычислений и наблюдений. Для проверки своей подготовленности следует письменно ответить на контрольные вопросы, приведенные в конце описания каждой лабораторной работы.

При проведении лабораторных работ необходимо строго соблюдать правила техники безопасности, нарушение которых может привести к поражению электрическим током. Питание лабораторной установки разрешается включать только после проверки преподавателем или дежурным лаборантом правиль-ности монтажа схемы. Перед включением питания необходимо убедиться в том, что никто из людей не находится в контакте с элементами схемы. Все переключения в схеме следует производить при снятом напряжении и полной остановке машин.

При обнаружении каких-либо неисправностей в схеме, появлении запаха дыма, чрезмерном нагреве элементов схемы, частей оборудования следует немедленно отключить схему и доложить об этом преподавателю или дежурному лаборанту.

3. ГЕНЕРАТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Принцип работы электрической машины постоянного тока (МПТ) основан на взаимодействии проводника с током, помещенного в магнитное поле машины, которое создается обмоткой главных полюсов и регулируется током возбуждения i _в, протекающим по этой обмотке. Система проводников, уложенных в пазы якоря, образует обмотку якоря, подключенную к коллектору. Вращающийся коллектор, контактирующий со щетками, выполняет функцию механического выпрямителя переменной ЭДС обмотки якоря в постоянное напряжение на выходных клеммах генератора или функцию инвертора постоянного напряжения на входных клеммах двигателя в переменную ЭДС обмотки якоря двигателя.

МПТ может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Это свойство называется обратимостью электрических машин.

Рабочие свойства машин зависят от способа включения обмотки возбуждения (ОВ) главных полюсов. Принципиальные схемы подключения ОВ приведены на рис.13.

Рис. 13. Электрические схемы подключения обмотки возбуждения:

а – независимое, ОВ питается от отдельного источника постоянного тока; б – параллельное (шунтовое), ОВ подключена непосредственно к зажимам якоря; в – последовательное (сериесное), ОВ включается последовательно с обмоткой якоря; г – смешанное возбуждение, используются оба типа обмотки (сериесная обмотка в этом случае, как правило, играет

вспомогательную роль, а главной является шунтовая ОВ)

Основные свойства генераторов постоянного тока (ГПТ) описываются рабочими характеристиками, к которым относятся характеристика холостого хода E _а= f (i _в), нагрузочная U _а = f (i _в), внешняя U _а = f (I _а) и регулировочная i _в = f (I _а). Все характеристики снимаются при условии постоянной скорости вращения якоря (n = const).

Характеристики, перечисленные выше, можно вывести из основного уравнения равновесия ЭДС ГПТ:

(22)

где – ЭДС генератора, В;

С_е = Np/a – постоянная машины;

N – число активных проводников обмотки якоря;

р, а – число пар полюсов и параллельных ветвей;

n – частота вращения якоря, об/мин;

Ф – основной магнитный поток, Вб;

I _а – ток якоря, А;

R _а – сопротивление цепи якоря, Ом (R _а включает в себя сопротивления обмотки якоря, щеточного контакта, а также обмотки дополнительных полюсов, компенсационной обмотки и обмотки последовательного возбуждения, если таковые имеются).

Лабораторная работа 6

ИСПЫТАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Ц е л ь р а б о т ы: ознакомиться с устройством и схемой включения генератора, исследовать его свойства по основным характеристикам [1, c. 75, 51 – 61, 233 – 248; 2, c. 27 – 39, 93 – 108, 172 – 186; 3, c. 113 – 139, 152 – 155].

Дата добавления: 2015-07-10