Порядок выполнения работы

1.Изучить теоретический материал. 2.Выполнить задание.

Задание 1. Рамка (виток медного провода) укреплена на роторе - стальном цилиндре (рис.1), длина которого l=30см и диаметром d=20см, вращается с частотой n=1500 об/мин в радиальном магнитном поле. Концы рамки присоединены к двум половинкам разрезанного медного кольца (коллектора), вращающегося вместе с ротором. К щеткам, наложенным на коллектор, присоединен приемник энергии с сопротивлением R=0,9 Ом; сопротивление самой рамки и соединительных проводов r=0,1 Ом. Максимальная магнитная индукция в воздушном зазоре Вm=1,2 Тл (диаграмма рис.2).

Рис.1 Рис.2

Определить: величину и направление силы, действующей на провода рамки; механический момент, развиваемый двигателем, вращающем рамку; электрическую мощность в рамке.

Задание 2. Устройство рис.1 переведем в режим двигателя. Для чего вместо приемника

энергии включим аккумуляторную батарею с э.д.с. Ео=12 В и внутренним сопротивлением rа=0,2 Ом.

Определить: окружное усилие, вращающий момент и скорость рамки, и составить баланс мощностей (когда ток в рамке установится 10А).

1.Для определения э.д.с., индуктированную в рамке по формуле: (1) (здесь учитывается, что рамка имеет два проводника, в которых идуктируются э.д.с.), предварительно найдем линейную скорость проводника: υ = (π·d·n) / 60 (2).

Ток в цепи: I = E / (r + R).

Тормозная сила, действующая на одну сторону рамки, и механический момент:

Fм = B·I·l; M = Fм ·d.

Этот момент, будучи тормозным, при постоянной частоте вращения равен движущему моменту двигателя.

Электрическая мощность, развиваемая в рамке, Р = Е·I

Баланс электрической мощности: Е·I = I²·r + I² ·R.

Механическая мощность двигателя: Рмх =2 Fм· υ.

Т.о. механическая энергия, подводимая к рамке от первичного двигателя полностью превращается в электрическую, что подтверждается равенством механической и электрической мощностей. А электрическая энергия, полученная в рамке, превращается в тепло в самой рамке (I²·r) и в приемнике (I² ·R).

2. Определим э.д.с. в рамке согласно второму закону Кирхгофа: Ео= Е + I·(r + rа);

Е = Ео - I·(r + rа);

Линейная скорость вращения рамки: υ = Е / (B ·l).

Частота вращения: n = (60· υ) / (π·d).

Окружное усилие на цилиндре: Fм = B·I·l;

Вращающий момент: M = Fм ·d.

Механическая мощность: Рмх =2 Fм· υ.

Баланс мощностей: мощность батареи равна сумме механической мощности и мощности потерь в электрической цепи: Ео ·I = I² (r + rа) + Рмх. (3)

Контрольные вопросы

1.Какая машина называется двигателем, а какая генератором?

2.Поясните формулу (1).

3. Поясните формулу (2).

4.Как определить механический момент, в каких единицах он измеряется?

5.Где в формуле (3) мощности потерь в электрической цепи?

6.Объяснике конструкцию устройства (рис.1).

Лабораторная работа №14 по дисциплине ОП 05. Теория ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Тема: «Электрические машины».

Цель работы: Изучение принципа действия синхронных и асинхронных двигателей.

Оснащение

1. Устройство для взаимного преобразования механической энергии и электрической.

2. Диаграмма.

Дата добавления: 2015-11-14