Учреждение образования «Гомельский государственный технический университет имени п.О. Сухого». Электропривод лабораторные работы


Электропривод. Лабораторный практикум. Часть 1

Максимальный момент Mм в зависимости от величины постоянного тока может быть большим или меньшим критического момента в нормальной схеме.

Изменение механической характеристики динамического торможения практически осуществляется за счет либо вторичного сопротивления, либо величины намагничивающего тока Iн и вызывающего пропорциональное изменениеI.экв.

Значения Iμ. xμ, I2′ иM сохраняются, если при увеличении вто-

ричного сопротивления в той же пропорции увеличивается сколь-

жение. Это значит, что скольжениеSм будет меняться пропор-

ционально изменению вторичного сопротивления, а максимальный момент останется неизменным.

Последнее видно также из выражений (П 6.12) и (П 6.13), относящихся к случаю ненасыщенной магнитной цепи.

Таким образом, изменение вторичного сопротивления на характеристику динамического торможения оказывает такое же влияние, как и на характеристику нормальной схемы включения.

Влияние вторичного сопротивления на механическую характеристику динамического торможения иллюстрируется на рисунке П6.2.

На нем показаны три характеристики одной и той же машины, имеющей одинаковый намагничивающий ток, и три различных значения вторичного сопротивления. Характеристика 1 отвечает меньшему значению сопротивления, а характеристика3 – большему значению этого сопротивления.

Кривая 2 представляет характеристику для промежуточного значения сопротивления.

При изменении величины постоянного тока в статоре, а, значит, и пропорциональномизмененииэквивалентноготокаIэкв моментвслучае ненасыщенной цепи машины (xμ =xμ0 = const) меняется в квадратичной зависимости оттока, увеличиваясьсегоувеличением. Принасыщенной цепитежеизменениятокавызываютменьшееизменениемомента.

Так как в реальных условиях машина при работе в режиме динамического торможения с малыми скольжениями насыщена, а при больших – не насыщена, то изменение постоянного тока влечет за собой сильные изменения момента в области больших скольжений и относительно небольшие изменения в области малых скольжений. Механические характеристики АД при динамическом торможении и различных токах возбуждения имеют вид рисунка 6.2 (см. лабораторное занятие № 6).

102

Приложение 7 (справочное)

ВЛИЯНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Существенным вопросом в работе асинхронного электродвигателя является анализ потерь энергии при превращении электрической энергии в механическую. В асинхронном двигателе энергия передается через магнитное поле воздушного зазора из статора на ротор. Преобразование энергии из одного вида в другой неизбежно

связано с потерями в различных частях машины.

 

 

Различают потери в обмотках (меди) статора Pм1

и ротора Pм2

в стали статора

Pст , механические

Pмх и добавочные

Pд . Пол-

ные потери в двигателе:

 

 

 

P = ( Pм1 +

Pм2) +( Pст+ Pмх+

Pд) =Pϑ +

PС,

(П 7.1)

где P – переменные потери, Вт;

 

 

 

ϑ

 

 

 

 

PC – постоянные потери, Вт.

При изменении нагрузки двигателя, уровня напряжения все составляющие меняются. При этом потери в обмотках (меди) статора и ротора пропорциональны квадрату тока и называются перемен-

ными Pϑ . При нагрузке в пределах от холостого хода до номинальной нагрузки следует учитывать только потери в стали статораPст , так как при обычных частотах в роторе (1…5 Гц) потери в его стали малы. При увеличении нагрузки сумма потерьPст + Pмх

несколько уменьшается вследствие уменьшения основного магнитного потока, а также уменьшения скорости вращения. Обычно это уменьшение не превышает 4...8 %, поэтому данные потери относят

к постоянным потерям двигателя PС . Потери в сталиPст зави-

сят от напряжения и в первом приближении прямо пропорциональны ему. Так называемые постоянные потери составляют в электри-

103

studfiles.net

Учреждение образования «Гомельский государственный технический университет имени п.О. Сухого»

Министерство образования Республики Беларусь

Кафедра «Автоматизированный электропривод»

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД

Лабораторный практикум

по одноименной дисциплине

для студентов дневного отделения специальностей

1-43 01 03 01 «Электроснабжение промышленных предприятий»,

1-43 01 03 05«Электроснабжение предприятий АПК»,

1-43 01 07 «Техническая эксплуатация энергооборудования организаций»

Гомель 2010

УДК 62-83

ББК 31.291

Рекомендовано научно-методическим советом факультета автоматизированных и информационных систем ГГТУ им. П. О. Сухого

Авторы-составители: В. В. Логвин, Л. В. Веппер, М. Н. Погуляев

Рецензент: канд. техн. наук, доц. каф. «Электроснабжение» ГГТУ им. П. О. Сухого О. Г. Широков

Электрический привод : лаб. практикум по одноим. дисциплине для студентов специальностей 1-43 01 03 01 «Электроснабжение промышленных предприятий», 1-43 01 03 05«Электроснабжение предприятий АПК», 1-43 01 07 «Техническая эксплуатация энергооборудования организаций» днев. форм обучения / авт.-сост.: В. В. Логвин, Л. В. Веппер, М. Н. Погуляев. – Гомель : ГГТУ им. П. О. Сухого, 2010. – 43 с.

В лабораторном практикуме рассмотрены теоретические вопросы, необходимые для выполнения лабораторных работ; предлагаются доступные к пониманию конкретные примеры, которые иллюстрируют подход к выполнению лабораторных работ.

Для студентов дневного отделения специальностей 1-43 01 03 01 «Электроснабжение промышленных предприятий», 1-43 01 03 05«Электроснабжение предприятий АПК», 1-43 01 07 «Техническая эксплуатация энергооборудования организаций»

УДК 62-83

ББК 31.291

© Учреждение образования «Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого», 2010

Лабораторная работа №1 Комплектный тиристорный электропривод для механизмов подач металлорежущих станков

Цель работы: изучить особенности построения приводов подач металло­режущих станков и работу СИФУ тиристорного преобразо­вателя.

Содержание работы

К электроприводам подач предъявляются высокие требования в отношении диапазона регулирования, статизма характеристик, точности остановки и т.д. Все это обусловило широкое применение замкнутых систем электроприводов на постоянном токе.

Небольшой диапазон требуемых мощностей привел к созданию и выпуску комплектных тиристорных приводов со специальными электродви­гателями. Одной наиболее распространенной серией является серия приводов ПТЗ с широким диапазоном регулирования 1:200 – 1:2000 и точ­ностью регулирования 5 – 10%

Общий диапазон мощностей двигателей серии от 0,6 кВт до 10 кВт, что удовлетворяет практически все привода подач токарных, фрезер­ных и расточных станков.

Основное исполнение - нереверсивное (с динамическим торможе­нием) и диапазоном регулирования до 1:200. Будучи наиболее простым и надежным данное исполнение удовлетворяет требованиям, предъявляе­мым к приводам тяжелых станков токарной группы.

Второе исполнение - реверсивное с наличием двух групп управ­ляемых выпрямителей, обеспечивающих рекуперативное торможение. Диапазон регулирования 1:300. Основное назначение - привод подачи продольно-фрезерных станков, где требуется интенсивное торможение и реверс.

Третье исполнение - реверсивный привод с диапазоном регулиро­вания до 1:2000. Область применения - приводы подачи тяжелых и средних станков расточной группы.

studfiles.net

Методические указания к лабораторным работам

ОБЩИЕ ПРАВИЛА ОРГАНИЗАЦИИ И ПРОВЕДЕНИЯ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Правила организации лабораторных занятий

Для успешного выполнения лабораторных работ нужно усвоить теорию изучаемого курса, знать дисциплины, изучаемые на предыдущих семестрах (физику, математику, электротехнику, гидравлику и др.).

Студенты должны понять физическую сущность исследуемых процессов, их теоретическое описание, ознакомиться с устройством и принципом действия элементов автоматики, а также лабораторных стендов.

Лабораторные работы выполняются бригадой из 3-4 человек.

На вводном занятии преподаватель проводит инструктаж по технике безопасности, после чего студенты расписываются в журнале выполнения лабораторных работ, который хранится до конца семестра.

Каждый студент при подготовке к выполнению лабораторной работы должен внимательно ознакомиться с программой работы, методикой проведения опытов, оборудованием и измерительной аппаратурой, изучить соответствующие разделы учебников /1-9/ и лекций, подготовить необходимые таблицы. После проверки готовности к выполнению лабораторной работы преподаватель допускает бригаду студентов  к её выполнению.

При сборке электрических схем лабораторных стендов вначале рекомендуется собрать силовые цепи, затем вспомогательные, в последнюю очередь - цепи управления.

После включения лабораторного стенда необходимо проверить соответствие направления вращения валов электрических и рабочих машин требуемому направлению, правильность показаний измерительных приборов, работоспособность пускорегулирующей аппаратуры, элементов автоматики и т.п. Убедившись в готовности стенда к работе, приступают к проведению опытов.

Результаты опытов сравнивают с аналогичными опытами, известными из учебников. Если они отличаются, то необходимо опыт повторить и самостоятельно разобраться в причинах ошибок, при необходимости обратиться к преподавателю.

Расчёты выполняют после проверки преподавателем результатов всех измерений.

После получения удовлетворительного результата эксперимента схему разбирают.

                      Содержание и правила оформления отчётов выполненных

лабораторных работ

Отчёт о лабораторной работе составляет каждый студент индивидуально. Он должен содержать:

а) порядковый номер, название и цель выполняемой работы;

б) технические данные рабочих и электрических машин, аппаратов автоматического управления (регулирования), измерительных приборов;

в) краткие сведения о выполнении всех пунктов программы работы, включающие в себя технологические, кинематические схемы рабочих машин, электрические схемы, таблицы результатов измерений, расчётные формулы, результаты расчётов, необходимые графики;

г) основные выводы по работе, обобщающие материалы исследования или материалы, указывающие на основные особенности изучаемой системы и её элементов.

Схемы, таблицы и графики вычерчивают по линейке, окружности - циркулем. Отчёт необходимо выполнять аккуратно. Допускается оформлять отчёт в отдельной лекционной тетради  или на отдельных листах. Обозначения и графическое выполнение элементов схем должно соответствовать  государственным отраслевым стандартам. Допускается оформление отчётов на ЭВМ.

Порядок выполнения лабораторных работ

1.Необходимо заранее подготовить бланк отчёта, оформленный согласно изложенным выше требованиям (со схемами, таблицами).

2. Получить у преподавателя допуск к работе. Для этого надо ответить на соответствующие вопросы, изложенные в учебниках и конспекте лекций  по теме лабораторной работы (прежде всего на контрольные вопросы, приведенные в конце описания каждой лабораторной работы).

3. Проделать лабораторную работу с выполнением всех пунктов программы - от сборки схемы и проведения испытаний до обработки результатов, выполнения расчетов и требуемого оформления таблиц, графиков, схем и т.д.

4. Показать готовый отчёт преподавателю и получить зачет.

Правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ

При выполнении лабораторных работ приходится работать с открытыми контактами электрических схем, с вращающимися валами электрических и рабочих машин, с установками промышленного и высокого напряжения, представляющими при неправильном обращении с ними определённую опасность.

При работе в лаборатории каждый студент должен строго соблюдать следующие правила:

1.Верхние клеммы рубильников, пускателей, автоматов и т.п. устройств, установленных на рабочих местах и  предназначенных для подачи напряжения, всегда находятся под напряжением, поэтому касаться их строго запрещается.

2.Каждый студент обязан знать местонахождение рубильника, отключающего напряжение во всей лаборатории.

3. При сборке электрических схем провода, подающие напряжение к схеме, необходимо подключать в последнюю очередь при выключенном пусковом аппарате.

4. Провода в схеме нужно располагать так, чтобы они меньше перекрещивались, путались и легко можно было бы установить, к какому аппарату присоединён каждый провод.

5. Крепление проводов к контактам аппаратов и щитков должно быть плотным и надежным.

vunivere.ru

Методические указания по выполнению лабораторной работы «Наладка релейно-контакторной системы управления электроприводов с асинхронным двигателем»

ОГА ПОУ «Яковлевский политехнический техникум»

Методические указания

по выполнению лабораторной работы

«Наладка релейно-контакторной системы управления

электроприводов с асинхронным двигателем»

Разработал : мастер п/о

Винников А.А.

г. Строитель

Методические указания по выполнению лабораторной работы предназначены для обучающихся по профессии 21.01.10 «Ремонтник горного оборудования».

Лабораторная работа проводится с целью:

систематизации и закрепления полученных теоретических знаний студентов;

углубления и расширения теоретических знаний;

развития познавательных способностей и активности обучающихся, самостоятельности, ответственности и организованности;

формирования самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации.

Безопасность труда и электробезопасность при выполнении  лабораторных работ

   Лабораторные стенды являются действующими электроустановками и при определенных условиях могут стать источником опасности поражения человека электрическим током. Поэтому при работе в лаборатории необходимо строго соблюдать установленные правила безопасности труда, электробезопасности и пожаробезопасности.

   Каждый обучающийся, находясь в лаборатории,  обязан быть дисциплинированным, внимательным, чувствовать ответственность при выполнении практических работ, начиная с подготовки к их выполнению и заканчивая оформлением отчета и сдачей зачета.

    До начала работ в лаборатории обучающиеся должны повторить материал по специальным дисциплинам, пройти инструктаж по безопасности труда, электробезопасности и пожаробезопасности.

   Приступая к выполнению лабораторно-практических работ, студенты должны соблюдать следующие правила.

Находясь в лаборатории и приступая к практической работе на лабораторном стенде, студент должен помнить об опасности поражения электрическим током и быть осторожным.

На лабораторном стенде можно размещать только предметы, необходимые для выполнения данной работы.

После получения задания практической работы,  студенты должны разобраться в приведенной в ней электрической схеме, продумать последовательность выполнения работы.

Осмотреть на лабораторном стенде электрооборудование и приборы, убедиться в их исправности, проверить состояние изоляции соединительных проводов. Нельзя пользоваться проводами без наконечников. При неисправности электрооборудования обязательно обратиться к преподавателю.

Прежде чем приступить к сборке схемы на стенде, проверить каким выключателем подается напряжение, какой величины. Убедиться, что контакты автоматов защиты разомкнуты и указатели положения элементов регулирования лабораторных источников питания расположены в положении «нуль». Все выключатели должны находиться в отключенном положении.

При сборке схемы необходимо избегать пересечения проводов, обеспечивать надежность контактов всех разъемных соединений. Неиспользованные провода не оставлять на лабораторном стенде.

В собираемой схеме аппараты включать на напряжение, соответствующее источнику питания, а электроизмерительные приборы с пределами измерения – на ожидаемые измеряемые величины.

Схему собирать строго в той последовательности, которая указана в задании практической работы.

Сборка схемы разрешается только в объеме выполняемой работы.

Включение собранной схемы и первое её опробование возможно только с разрешения преподавателя.

Запрещается размыкать цепь вторичной обмотки трансформатора тока, если его первичная обмотка включена в сеть.

Прежде чем разобрать электрическую схему или произвести любые изменения в ней, необходимо убедиться, что выключатели (автоматы) защиты, источники питания отключены.

Обнаружив любую неисправность в схеме до включения автомата, немедленно сообщить о неисправности преподавателю.

       

Критерии оценивания лабораторных работ

    Оценка «Отлично» ставится, если студент:

выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов, измерений или работ по монтажу или составлению технологических карт;

самостоятельно и рационально выбрал необходимое оборудование, инструменты;

в отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, схемы и сделал вывод;

соблюдал технику безопасности, электробезопасности.

Оценка «Хорошо» ставится в том случае, если студент выполнил требования к        оценке «отлично», но:

опыт проводился в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерений;

было допущено 2-3 недочета или одна грубая ошибка.

Оценка «Удовлетворительно» ставится, если  работа выполнена не полностью, объем выполненной части таков, что позволяет получить правильный результат и выводы, и если в ходе работы студентом допущены следующие ошибки:

опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большой погрешностью;

две ошибки не принципиального значения для данной работы, но повлиявших на результат выполнения;

не выполнен или выполнен неверно вывод по работе.

     Оценка «Неудовлетворительно» ставится, если обучающийся:

выполнил работу не полностью и объем выполненной части не позволяет сделать вывод;

произвел опыты, измерения, расчеты, наблюдения или работы не правильно;

в ходе работы или отчета не соблюдал требования безопасности труда, электробезопасности.

Лабораторная работа 1

Наладка релейно-контакторной системы управления электроприводов с асинхронным двигателем.

Цель работы: Получение навыков по наладке электропривода с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором.

I. Порядок выполнения работы

1. Анализ работы электропривода по принципиальной схеме, проверка соблюдения необходимой очередности в работе аппаратуры, отсутствие ложных и обходных (путей) цепей, обеспечение всех технологических требований, наличие необходимых защит и блокировок, выявление схемных ошибок.

2. Проверяется соответствие установленного электрооборудования проекту, паспортизация электрической машины, других аппаратов» их паспортные данные:

Таблица 1 Паспортные данные

Тип оборудования

Технические характеристики

3. Составить монтажные схемы, внутренних и внешних соединений,

4. По принципиальной схеме проверить монтажные схемы, правильность маркировки на принципиальной схеме, соответствие маркировке на монтажной схеме.

5. Внешний осмотр двигателя.

6. Ознакомление с номинальными данными по заводской табличке на корпусе.

а) Записать номинальное значение механической мощности на валу электродвигатели, которое может быть передано приводному механизму.

б) Посчитать значение активной мощности потребляемой от питающей сети:

Рфак=Рп/ η, кВт

в) Посчитать значение полной мощности;

S=Р/соs φ, кВА

7. а) прозвонить обмотки двигателя, с целью проверки на отсутствие обрыва,

б) Определить выводы принадлежащие одной и той же обмотке, о помощью тестера или вольтметра и выводы прономеровать 1-1; 2-2; 3-3 как показано на рисунке 1.

hello_html_m407a6b3a.png

Рисунок 1. Схема выводов обмоток

в) Определить начало и конец обмоток;

первую обмотку статора подключить к источнику переменного тока, на зажимах второй и третьей обмотки измерить напряжение, как показано на рисунке 2.

hello_html_4acfcbf3.png

Рисунок 2. Схема опыта

Если вольтметр показал отсутствие напряжения, то следует пере соединить 2 и 3 обмотки как показано на рисунке З, При наличии напряжения промаркировать конец начало обмоток.

hello_html_71405615.png

Рисунок 3. Схема опыта

г) собрать цепь снова и подключить к источнику питания третью обмотку (рисунок 4) а первую и вторую обмотки соединить между собой последовательно и измерить напряжение на обоих обмотках. При наличии напряжения произвести маркировку конца и начала обмоток с учетом предыдущих обозначений конца или начала обмотки. Если показания вольтметра отсутствуют или очень малы то, необходимо произвести пересоединение обмоток аналогично первого опыта.

hello_html_70733430.png

Рисунок 4. Схема опыта

8. Проверить исправность изоляции двигателя, т.е. измерить Rиз, Кабс

Rдоп>0,5МОм Измерения производится мегомметром

Ka6c=R60/Rl5

При пробое или увлажнении изоляции образуются дополнительные пути для тока утечки между проводниками обмотки (витковое замыкание) или между обмоткой и корпусом (замыкание на корпус).

Ток утечки создает местный нагрев, который может привести к полному выходу машины из строя , а то и к пожару. Двигатели с витковыми замыканиями нужно отправить в ремонт, а отсыревшие высушить.

9. Определить чередование фаз.

Ни маркировка обмоток, ни схема их соединений не дают представление о том, в какую сторону будет вращаться двигатель при подключения к сети.

Чередование фаз до ГОСТу о трехфазной системе маркируется латинскими буквами А, В и С. За нормальное чередование фаз принято A-B-C. Последовательность чередования фаз проверяется фазоуказатеяем. Если подключить сеть с чередованием А-В-С к соответствующим зажимам фазоуказателя (От С1-С2-С3). При прямом токе в сети вращение диска будет в правую сторону, при обратном - в левую.

10. Проверка пуска двигателя,

1) Проверка механической части привода. Перед пуском надо окончательно убедиться в исправности механической части привода, надежности крепления всех деталей, отсутствии посторонних предметов на вращающихся частях и на валу двигателя. Желательно провернуть двигатель от руки» убедиться, легко ли он вращается (может отсутствовать смазка в подшипниках, крылья вентилятора могут задевать кожух), Включается асинхронный двигатель с помощью магнитных пускателей.

2) Проверка магнитного пускателя.

Магнитный пускатель - трехфазный аппарат, снабженный тепловым реле для защиты электродвигателя от перегрузок. Необходимо, чтобы все три силовых контакта магнитного пускателя замыкались одновременно и надежно.

Вывод: «Механическая часть электродвигателя в нормальном состоянии». Магнитный пускатель проверен и готов к работе.

3) Опробование тепловых реле:

Испытания начинают с опробования механизма реле от руки и проверки соответствия элемента номинальному току двигателя. После установки нагревательного элемента в реле регулировочный рычаг ставят в среднее положение (по заводской риске).

Согласно нормам, предварительно нагретое номинальным током в течении двух часов реле должно срабатывать не позднее, чем через 20 минут с момента повышения тока до 120% номинального. Если этого не произойдет, то нужно передвинуть регулировочный рычаг и добиться срабатывания реле.

Вывод: Тепловое реле выбрано и настроено,

4) Проверка схем управления:

После испытания электродвигателя, тепловых реле» магнитного пускателя измеряют Rиз схемы в сборе. Rиз должно быть не менее 0,5 МОм.

Нажатием кнопки "Пуск" включают пускатель, который должен оставаться включенным и после отпускания кнопки. Если же он отключается, то надо проверить вспомогательный контакт пускателя, шунтирующий кнопку "Пуск".

Затем проверяют действие кнопки "Стоп" и контактов тепловых реле» а так же других контактов схемы, Размыкание любого из этих контактов должно приводить к отключению пускателя, последний не должен включаться от кнопки" Пуск", если разомкнут хотя бы один из них.

Для реверсивной схемы проверяют, кроме того» действие электрической блокировки: при включенном пускателе "вперед" не должен включаться пускатель "назад" и наоборот.

Затем, подав напряжение на силовую цепь, запускают двигатель, он должен вращаться с частотой близкой к синхронной.

После обкатки в течении 15-20 мин измеряют Iхх ( токоизмерительными клещами типа Ц-91) значение которого не должно отличаться от указанного в паспорте двигателя более чем на 10%.

12. Составляется таблица установок защитных и функциональных реле.

II. Электрическая схема опыта

hello_html_m2f9d1c2b.png

Рисунок 5. Электрическая схема опыта

III Отчет по работе

Записать технические данные исследуемых элементов.

Начертить схемы опытов.

Сделать вывод.

Контрольные вопросы

1. Как производится проверка и испытание электрических машин электропривода?

2. Для чего необходимо измерение сопротивления постоянному току?

3. Как производится проверка соответствия монтажа внешних соединений в принципиальной схеме?

infourok.ru

Оформление отчета о лабораторной работе

Отчет о выполненной лабораторной работе должен содержать:

  1. Принципиальную электрическую схему лабораторной установки с указанием конкретных номеров используемых электрических машин и приборов.

  2. Технические данные используемых электрических машин и приборов, приведенные в табличном виде.

  3. Таблицы с экспериментальными и расчетными данными (см. табл. 1.1). Каждая таблица должна иметь название и порядковый номер.

  4. Построенные по экспериментальным данным в масштабе в одной системе координат статические электромеханические характеристики ω(Iя).

  5. Предварительно рассчитанные по экспериментальным данным и построенные в масштабе в одной (другой) системе координат статические механические характеристики ω(M) .

  6. Расчеты параметров исследуемого электропривода (см. обработка результатов эксперимента).

Контрольные вопросы

  1. Схема лабораторной установки для исследования статических характеристик ДНВ, основные элементы и принцип работы.

  2. Расскажите методику снятия статических электромеханических характеристик ДНВ в двигательном режиме работы.

  3. Расскажите методику снятия статических электромеханических характеристик ДНВ в тормозных режимах работы.

  4. Что называется естественной и искусственной электромеханической (механической) характеристиками ДНВ?

  5. Что называется жесткостью статической механической характеристики, какая жесткость по знаку и модулю у ДНВ?

  6. Нарисуйте и поясните искусственные статические электромеханические (механические) характеристики при изменении добавочного сопротивления в цепи якоря ДНВ?

  7. Нарисуйте и поясните искусственные статические электромеханические (механические) характеристики при изменении напряжения подводимого к якорю ДНВ.

  8. Нарисуйте и поясните искусственные статические электромеханические и механические характеристики при изменении магнитного потока ДНВ.

  9. Как осуществляется реверсирование двигателя независимого возбуждения?

  10. Схема включения двигателя, механические характеристики и условия, при которых производится генераторное торможение с рекуперацией энергии в сеть ДНВ.

  11. Схема включения двигателя, механические характеристики и условия, при которых производится торможение противовключением ДНВ.

  12. Схема включения двигателя, механические характеристики и условия, при которых производится электродинамическое торможение ДНВ.

Лабораторная работа № 2 Исследование статических характеристик электропривода с двигателем постоянного тока последовательного возбуждения

Цель работы: экспериментальное исследование статических электромеханических ω(Iя) и механических ω(M) характеристик электропривода с двигателем последовательного возбуждения в двигательном и тормозных режимах работы.

План работы

  1. Ознакомиться с электрооборудованием лабораторного стенда, выбрать требуемые электрические машины и приборы, записать в рабочую тетрадь паспортные данные последних. Номера выбранных машин и приборов проставить на схеме в рабочей тетради. Собрать схему для выполнения работы (рис 2.2).

  2. Запустить схему установки.

  3. Снять электромеханические ω(Iя) характеристики привода в двигательном и тормозных режимах работы:

а) естественную;

б) реостатную при наличии в цепи якоря машины М1 добавочного сопротивления Rд = Rд1;

в) реостатную при наличии в цепи якоря машину М1 добавочного сопротивления Rд2>Rд1 с получением режима противовключения;

г) две характеристики в режиме динамического торможения с самовозбуждением при Rт = Rт1, и Rт2 > Rт1;

На каждой характеристике снимать 7–8 экспериментальных точек.

ПРИМЕЧАНИЕ: В качестве добавочных и тормозных сопротивлений в цепи якоря машины М1 использовать ползунковый реостат (200 Ом, 0.5 А). Величины этих сопротивлений задаются преподавателем.

  1. Обработать результаты эксперимента, оформить и защитить отчет.

Электромеханические характеристики ω(Iя) электропривода постоянного тока в общем виде показаны на рис. 2.1.

Рис 2.1. Статические электромеханические характеристики привода с ДПВ.

studfiles.net

Указания к проведению и оформлению работ

  1.  Перед началом занятий в лаборатории студент изучает руководство по проведению намеченной работы и соответствующую литературу.

  2.  Необходимо ознакомиться с устройством и паспортными данными испытаний машины, проверить соответствие приборов и аппаратуры паспортным данным и записать эти данные в рабочую тетрадь.

  3.  Приборы и аппараты подбирают по паспортным данным машины в зависимости от тех характеристик, которые будут сниматься.

Сначала выясняют, какие величины во время опыта должны оставаться постоянными, а какие должны изменяться. Для измерения постоянных величин подбирают приборы с максимальным значением шкалы на 20-25% больше измеряемых величин. Для величин, изменяющихся в больших пределах, подбирают приборы по максимальному значению измеряемой величины только в том случае, если для нижних пределов требуется особая точность. В противном случае выбирают прибор с разными пределами измерения и во время опыта переключают прибор с одного предела на другой.

  1.  Сборку схемы производят в следующем порядке. Сначала собирают главную токовую цепь, затем в соответствующих местах присоединяют параллельные цепи (обмотки параллельного возбуждения, цепи вольтметре и т.д.).

  2.  Закончив сборку схемы, проверяют ее правильность, приглашают преподавателя или лаборанта для окончательной проверки и получают у него разрешение на включение схемы под напряжением.

Категорически запрещается включать схему после сборки ее или каких-либо переключений в ней без проверки и разрешения преподавателя.

  1.  Начав опыт, перед регистрацией отдельных точек любой характеристики рекомендуется предварительно (без записей) быстро провести опыт, чтобы определить ее границы и интервалы между отдельными замерами. Число точек должно быть достаточным для построения и исследования изучаемой характеристики.

  2.  Все схемы, таблицы с опытными данными, графики и результаты исследований записываются и вычерчиваются каждым студентом в своей рабочей тетради и предъявляются руководителю по окончании работы.

  3.  Разобрать схему можно лишь после просмотра руководителем черновых записей и получения от него разрешения.

  4.  По каждой работе составляется отчет по установленной форме и представляется преподавателю каждым студентом в отдельности. Отчеты, признанные руководителем неудовлетворительными, возвращаются для переделки и исправления.

10. Отчеты должны быть лаконичными, выполнены чернилами или оформлены с применением компьютерной техники чисто и аккуратно.

Графики и кривые вычерчивают на миллиметровой бумаге или клетчатой бумаге по линейке и лекалу или строятся в специальных компьютерных программах. По осям координат наносят равномерные шкалы измеряемых величин в удобных масштабах и их размерность. Чертежи и графики наклеиваются на листы отчета в соответствии с текстом.

Правила техники безопасности

  1.  Каждый работающий в лаборатории должен ясно себе представлять, что несоблюдение правил техники безопасности при работе с электроустановками может привести к поражению электрическим током, вызывающим тяжелые травмы, а в некоторых случаях и смерть человека.

  2.  При выполнении работ с вращающими машинами запрещается работать в широкой распахивающейся одежде, в расстегнутой куртке, в платках или шарфиках с болтающимися концами.

  3.  Запрещается торможение вала выключенной (а тем более включенной) машины рукой или ногой.

  4.  Наличие напряжения в цепях следует проверять только с помощью индикатора или вольтметра.

  5.  Включить собранную схему под напряжение и начинать эксперимент разрешается только после проверки ее преподавателем или лаборантом.

  6.  Все переключения в схемах и устранение в них недостатков должны производиться при снятом напряжении.

7.  После включения схемы установки под напряжение необходимо проследить за поведением измерительных приборов и в случае ненормальных режимов их работы немедленно отключить схему от источника питания, выявить и устранить в ней недостатки.

  1.  Запрещается касаться руками неизолированных токоведущих частей машин и аппаратов, а также оголенных проводов, находящихся под напряжением.

  2.  Запрещается размыкать цепи возбуждения машин постоянного тока, находящихся в рабочем состоянии, вторичные обмотки трансформаторов тока, когда по первичным протекает ток.

  1.  При повреждении изоляции проводов их следует немедленно заменить, а при повреждении изоляции прибора машины или аппарата установки необходимо немедленно их отключить и о повреждении сообщить преподавателю.

  2.  При испытании агрегатов запрещается стоять против муфт, соединяющих электрические машины.

  3.  На рабочем месте не должны находиться посторонние предметы: книга, чемоданчики, сумка, лишние приборы, провода, реостаты и т.п.

  4.  Следует соблюдать осторожность при измерении скорости машин ручными тахометрами.

  5.  По окончании работа напряжение с пульта управления должно быть снято.

  6.  В случае поражения электрическим током надо немедленно освободить находящихся под током, принять необходимые меры по оказанию помощи пострадавшему и вызвать врача.

  7.  Для освобождения находящегося под током необходимо быстро отключить установку (снять напряжение). Если этого быстро сделать нельзя, пострадавшего освобождают от тока, перерезая провода (кабель) инструментом с изолирующей рукояткой.

  8.  Все работающие в лаборатории должны знать местонахождение аптечки с медикаментами и защитными средствами, необходимыми для оказания первой помощи, а также кнопок аварийного отключения напряжений постоянного тока.

  9.  При возникновении пожара немедленно сообщить об этом преподавателю или лаборанту и приступать к тушению средствами, имевшимися в лаборатории. Напряжение с электроустановок при этом должно быть немедленно снято.

studfiles.net

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МАШИНАМ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ ПРИВОДУ

Транскрипт

1 CÐÅÄÍÅÅ ÏÐÎÔÅÑÑÈÎÍÀËÜÍÎÅ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÅ М. М. КАЦМАН ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МАШИНАМ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ ПРИВОДУ Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов учреждений среднего профессионального образования 7-е издание, стереотипное 1

2 УДК (075.32) ББК 31.26я723 К30 Рецензент Е. П. Рудобаба (Московский государственный техникум технологий, экономики и права им. Л. Б. Красина) К30 Кацман М.М. Лабораторные работы по электрическим машинам и электрическому приводу : учеб. пособие для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования / М. М.Кацман. 7-е изд., стер. М. : Издательский центр «Академия», с. ISBN Книга содержит указания по организации работы студентов в лабораториях электрических машин и электрического привода. В ней приведено содержание лабораторных работ, каждая из которых включает программу работы, указания по подготовке к ней, описания экспериментов и методические указания по их выполнению, а также рекомендации по анализу результатов экспериментов и выполнению отчета о проделанной работе. Учебное пособие может быть использовано при освоении профессионального модуля ПМ.01 «Организация технического обслуживания и ремонта электрического и электромеханического оборудования (МДК.01.01)» по специальности «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования». Для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования. Пособие может быть полезно студентам вузов. УДК (075.32) ББК 31.26я723 Îðèãèíàë-ìàêåò äàííîãî èçäàíèÿ ÿâëÿåòñÿ ñîáñòâåííîñòüþ Èçäàòåëüñêîãî öåíòðà «Àêàäåìèÿ», è åãî âîñïðîèçâåäåíèå ëþáûì ñïîñîáîì áåç ñîãëàñèÿ ïðàâîîáëàäàòåëÿ çàïðåùàåòñÿ ISBN Светова Т.И. наследница Кацмана М. М., 2011 Образовательно-издательский центр «Академия», 2011 Оформление. Издательский центр «Академия»,

3 ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ В учебном процессе наряду с теоретическим обучением значительное место отводится лабораторным работам. Правильное сочетание теоретических знаний с практикой выполнения лабораторных работ обеспечивает высокое качество подготовки специалистов. Книга представляет собой руководство по выполнению лабораторных работ, составленное в соответствии с учебными программами предметов «Электрические машины» и «Электрический привод» для специальностей «Электрические машины и аппараты», «Электроизоляционная, кабельная и конденсаторная техника» и «Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования». Книга содержит правила техники безопасности при работе с электрическими машинами, описание средств и методов нагрузки электрических машин, общие указания по сборке электрических схем, методике измерений и обработке результатов экспериментов. В каждом описании лабораторной работы значительное внимание уделено четкой формулировке программы лабораторной работы, порядку ее выполнения, описанию лабораторных установок и критическому анализу результатов экспериментов при оформлении отчетов по лабораторным работам. Кроме того, описания лабораторных работ раздела «Электрический привод» содержат теоретические сведения («Основные понятия»), необходимые при подготовке к их выполнению. Перечень приведенных в книге лабораторных работ выходит за пределы учебных программ, что дает возможность методическим комиссиям учебных заведений при планировании учебного процесса корректировать намечаемые к выполнению лабораторные работы с учетом специализации студентов. Книга предназначена для студентов электротехнических специальностей учреждений среднего профессионального образования. Она также может быть полезна специалистам, желающим расширить свои познания в области электрических машин и электрического привода. 3

4 ÂÂÅÄÅÍÈÅ 4 B.1. Îðãàíèçàöèÿ è ïîðÿäîê ïðîâåäåíèÿ ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò Лабораторные работы по предметам «Электрические машины» и «Электрический привод» знакомят студентов с устройством трансформаторов, электрических машин, электромашинных элементов электропривода, типовых схем автоматического электропривода и позволяют экспериментально проверить основные положения теории, приобрести навыки по сборке электрических схем, содержащих электрические машины, трансформаторы, пускорегулирующую аппаратуру, измерительные устройства. Непосредственное участие в экспериментах вырабатывает у студентов практические навыки по методике проведения опытов и обработке их результатов. По полученным данным лабораторного исследования студенты должны научиться оценивать свойства электрических машин и систем электропривода. Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы, необходимо: тщательно изучить содержание работы и порядок ее выполнения; повторить теоретический материал; подготовить таблицы для занесения результатов наблюдений и вычислений. Студент должен иметь отдельную рабочую тетрадь для записей, необходимых для составления отчета о проделанной работе. Чтобы избежать возможных ошибок при чтении принципиальных схем и ознакомлении с лабораторными стендами, нужно знать условные обозначения и буквенные коды электротехнических элементов и устройств, соответствующих действующему стандарту (см. прил. 1 и 2). Лабораторные работы выполняются бригадами, обычно из 3 5 человек. Такой количественный состав определяется необходимостью одновременного снятия большого числа показаний измерительных приборов и регулировкой нескольких параметров исследуемого объекта. В процессе работы каждый член бригады выполняет определенные обязанности. В последующих работах эти обязанности должны меняться так, чтобы каждый член бригады смог приобрести навыки по различным видам работ лабораторного исследования. При завершении работы студенты составляют отчет. Лабораторная работа засчитывается, если отчет соответствует предъявляемым требованиям и если студент ответил на вопросы преподавателя. При этом студент должен знать устройство и принцип работы объекта исследования, назначение всех элементов схемы и пони-

5 мать физические процессы, объясняющие полученные результаты, а также уметь объяснить порядок действий при выполнении любого эксперимента в лабораторной работе. Â.2. Òåõíèêà áåçîïàñíîñòè ïðè ðàáîòàõ â ëàáîðàòîðèÿõ ýëåêòðè åñêèõ ìàøèí è ýëåêòðè åñêîãî ïðèâîäà Лабораторные стенды и агрегаты в лабораториях электрических машин и электрического привода являются действующими электроустановками, отдельные элементы которых находятся под напряжением. Поэтому при определенных условиях, возникающих из-за нарушения установленных правил, лабораторные стенды могут стать источником поражения человека электрическим током и других видов травматизма. Положение усугубляется еще и особенностью монтажа элементов лабораторного стенда, предусматривающего максимальную доступность к приборам, машинам и пускорегулирующей аппаратуре, а также создающего дополнительные опасности при выполнении лабораторных работ. Тело человека обладает электропроводимостью, поэтому при соприкосновении с двумя неизолированными элементами установки, находящимися под напряжением (одним из этих элементов может оказаться корпус электрической машины или трансформатора), через тело человека проходит электрический ток. Достигнув опасных значений, этот ток приводит либо к сильным ожогам (электрическая травма), либо к тяжелым поражениям нервной, сердечной и дыхательной систем организма человека (электрический удар). Последствия поражения электрическим током бывают тяжелыми и могут привести к смертельному исходу. Специфика работы с электрическими машинами состоит в том, что при несоблюдении правил техники безопасности студент подвергается не только опасности поражения электрическим током, но и опасности механических ударов вращающимися частями электрических машин и тормозных устройств. Необходимо помнить, что многие элементы схемы лабораторной установки, находящиеся под напряжением, доступны для прикосновения, а вращающиеся части хотя и имеют обычно защитные устройства, все же не исключают «захвата» частей одежды или механического удара. Поэтому студенты в лаборатории должны соблюдать исключительную осторожность и правила техники безопасности: 1) студент, находясь в лаборатории, должен быть предельно дисциплинированным и внимательным; беспрекословно выполнять все указания преподавателей и лаборантов; находиться непосредственно у исследуемой лабораторной установки; 2) запрещается подходить к другим установкам, распределительным щитам и пультам и делать на них какие-либо включения или 5

6 переключения; включать лабораторную установку в сеть, если ктонибудь касается ее неизолированной токоведущей части; производить в ней какие-либо присоединения, если установка находится под напряжением; во время работы электрической машины касаться вращающихся частей или наклоняться к ним близко; оставлять без наблюдения лабораторную установку или отдельные ее приборы под напряжением; 3) при перемещениях движков и рукояток пускорегулирующей аппаратуры необходимо следить за тем, чтобы рука была в соприкосновении только с изолированной рукояткой; 4) одежда не должна иметь свободно свисающих концов шарфов, косынок, галстуков и т. п., а прическа или головной убор должны исключать возможность «свисания» прядей волос; 5) если схема содержит конденсаторы, то после ее отключения необходимо разрядить конденсаторы, замкнув накоротко их выводы; 6) при работе с лабораторной установкой, находящейся под напряжением, студенты должны стоять на изоляционных резиновых ковриках; 7) о всех замеченных случаях неисправности в работе установок и нарушении правил техники безопасности студент должен немедленно доложить преподавателю; 8) если произошел несчастный случай, лабораторную установку следует немедленно отключить, оказать пострадавшему первую помощь, одновременно сообщив об этом преподавателю. Инструктаж по технике безопасности должен быть зафиксирован в специальном журнале, где каждый студент после изучения правил техники безопасности должен расписаться. 6 Â.3. Ïóñêîðåãóëèðóþùàÿ àïïàðàòóðà Пусковые реостаты. Для ограничения тока при пуске электродвигателей служат пусковые реостаты ПР. При пуске асинхронных двигателей с фазным ротором применяют трехфазные пусковые реостаты. Такой реостат состоит из трех ветвей резисторов (рис. В.1, а), каждая из которых присоединяется к выводу одной из фазных обмоток ротора (P1, P2, Р3). При пуске двигателя резисторы этих ветвей замыкаются через подвижные контакты, соединенные «звездой». Каждая из ветвей имеет несколько ответвлений к неподвижным контактам, так что при перемещении рукоятки с подвижными контактами по часовой стрелке осуществляется ступенчатое переключение резисторов пускового реостата. В начальный период пуска двигателя указатель на рукоятке должен находиться против отметки «Пуск», а три подвижных контакта на нулевых неподвижных контактах. В этом случае обмотка ротора двигателя разом-

7 Рис. В.1. Пусковые реостаты кнута. После включения в сеть обмотки статора двигателя рукоятку реостата медленно перемещают по часовой стрелке, при этом электрическое сопротивление реостата уменьшается, а частота вращения ротора двигателя увеличивается. После перевода рукоятки на последнюю ступень указатель на рукоятке оказывается в положении против отметки «Работа». При этом сопротивление пускового реостата полностью выведено и обмотка ротора замкнута накоротко. При пуске двигателей постоянного тока обычно применяют трехзажимные пусковые реостаты (рис. В.1, б). Перед пуском двигателя рукоятка Р реостата должна находиться на нулевом неподвижном контакте. После подключения двигателя к сети рукоятку реостата переводят на неподвижный контакт 1 и цепь якоря замыкается. Одновременно через медную шину Ш напряжение подается в параллельную обмотку возбуждения. При этом двигатель возбуждается и его якорь начинает вращение. Постепенно рукоятку реостата поворачивают по часовой стрелке в направлении отметки «Работа» (контакты 2, 3, 4), при котором рукоятка оказывается на не- 7

8 подвижном контакте 5, а сопротивление реостата полностью выведенным. В случае двигателя последовательного возбуждения клемма M пускового реостата не используется. Более совершенен четырехзажимный пусковой реостат типа РЗП (рис. В.1, в). Этот реостат имеет реле максимального тока КА, отключающее двигатель при перегрузке, и реле минимального напряжения КV, отключающий двигатель при чрезмерном понижении напряжения в питающей сети. При пуске двигателя рукоятку Р реостата переводят с контакта 0 на контакт 1. При этом катушка реле минимального напряжения КV оказывается подключенной к сети, его контакты КV замыкаются, в цепях обмоток якоря (Я1, Я2) и возбуждения (Ш1, Ш2) возникают токи и якорь двигателя приходит во вращение. Рукоятку реостата Р следует постепенно перемещать по часовой стрелке. При этом сопротивление ПР будет уменьшаться. При положении рукоятки на крайнем правом неподвижном контакте пусковой реостат ПР полностью выведен, т. е. его сопротивление равно нулю. На этом период пуска двигателя заканчивается и начинается период его работы. Если в процессе работы двигатель окажется перегруженным, то сработает реле максимального тока КА. При этом его контакты КА разомкнутся, отключив катушку реле КV от сети. Это приведет к размыканию контактов КV и отключению двигателя. Резистор r предназначен для ограничения тока в катушке реле КV после срабатывания этого реле и схода рукоятки Р с контакта 1. Чтобы уменьшить габариты пусковых реостатов, их рассчитывают на кратковременное протекание тока. Поэтому во избежание перегорания резисторов рукоятку ПР не следует долго задерживать на промежуточных контактах. Однако при слишком быстром «перебросе» рукоятки ПР из положения «Пуск» в положение «Работа» ротор (якорь) двигателя не успевает разогнаться до необходимой скорости и пусковой ток может достигнуть недопустимо большого значения. В рассмотренных конструкциях пусковых реостатов для двигателей постоянного тока (см. рис. В.1, б и в) напряжение на обмотку возбуждения двигателя подается через шину Ш реостата. Благодаря этому при отключении двигателя от сети цепь обмотки возбуждения не размыкается, а оказывается замкнутой на резисторы пускового реостата. При этом энергия магнитного поля, запасенная в обмотке возбуждения, расходуется на нагрев этих резисторов. Если бы пусковые реостаты не имели указанной шины и при отключении двигателя цепь возбуждения размыкалась, то в ней наводилась бы значительная ЭДС самоиндукции, что создавало бы опасность пробоя изоляции этой обмотки и вызывало на размыкающихся контактах значительную электрическую дугу, разрушающую эти контакты. 8

9 Регулировочные устройства. В цепях возбуждения электрических машин применяются регулировочные реостаты. Эти реостаты могут включаться либо последовательно с обмоткой возбуждения (рис. В.2, а), либо по схеме потенциометра, т. е. делителя напряжения (рис. В.2, б ). Сила тока через реостат, включенный по схеме потенциометра, I р = U 1 /r р + I < I доп, (В.1) где U 1 напряжение на зажимах реостата, В; r р сопротивление реостата, Ом; I сила тока нагрузки (в обмотке возбуждения М1 М2), А; I доп допустимый ток в реостате, А. В лабораториях для исследования обычно применяют электрические машины мощностью 3 5 квт. В цепях возбуждения таких машин широко используют регулировочные реостаты со скользящим контактом (ползунковые проволочные реостаты), в которых подвижный контакт перемещается по неизолированному участку проволоки из сплава с повышенным удельным электрическим сопротивлением, намотанной на керамический цилиндр. Во избежание «пережога» проволочного реостата необходимо следить за тем, чтобы сила тока в нем не превышала допустимого значения (величины электрического сопротивления реостата и допустимого тока указаны на металлической табличке, укрепленной на реостате). При испытаниях электрических машин большей мощности в качестве регулировочных применяют специальные реостаты возбуждения типа РЗВ, имеющие ступенчатую регулировку сопротивления (рис. В.3). Трехфазные регулировочные реостаты, используемые для изменения активного сопротивления обмоток фазного ротора асинхронного двигателя, конструктивно не отличаются от трехфазных пусковых реостатов (см. рис. В.1, а), но в отличие от них эти реостаты рассчитаны на продолжительное протекание тока. При исследовании генераторов в качестве активной электрической нагрузки применяют нагрузочный реостат, представляющий собой несколько металлических резисторов или электрических ламп, соединенных параллельно. При этом каждая параллельная ветвь снабжается ключом. Величина нагрузки генератора регули- Рис. В.2. Схемы включения регулировочных реостатов 9

10 Рис. В.3. Регулировочный реостат типа РЗВ Рис. В.4. Однофазный регулировочный автотрансформатор руется изменением количества замкнутых ключей: чем их больше, тем больше нагрузка генератора. В случае трехфазного трансформатора или генератора в качестве активной нагрузки применяют три нагрузочных реостата, соединенных звездой или треугольником. В цепях переменного тока кроме регулировочных реостатов используют регулировочные автотрансформаторы, позволяющие плавно и в широком диапазоне изменять напряжение на выходе при неизменном напряжении на входе. В цепях однофазного тока наиболее распространены регулировочные однофазные автотрансформаторы серии РНО и ЛАТР, которые при напряжениях сети 127 или 220 В дают возможность плавно изменять напряжение на выходе от 0 до 250 В. Такой автотрансформатор (рис. В.4) состоит из кольцевого магнитопровода 3, от обмотки которого сделано несколько отводов, позволяющих включать ее на два разных напряжения (127 или 220 В). Торцевая поверхность обмотки очищена от изоляции и по образованной таким образом «дорожке» перемещается угольно-графитовая щетка 2. Регулируется напряжение поворотом рукоятки 1. В цепях трехфазного тока для плавного регулирования напряжения используют трехфазные регуляторы напряжения серии РНТ, представляющие собой трехфазные автотрансформаторы. Иногда для регулирования трехфазного напряжения пользуются индукционными регуляторами ИР (см. лабораторную работу 9). В приводимых ниже принципиальных схемах лабораторных работ для регулирования напряжения переменного тока предполага- 10

11 ется включение регулировочных автотрансформаторов серий РНО и РНТ. Если же в лаборатории для регулирования напряжения применяют другие устройства, то в принципиальные схемы лабораторных работ следует внести соответствующие изменения. Â.4. Óñòðîéñòâà äëÿ ìåõàíè åñêîé íàãðóçêè ýëåêòðîäâèãàòåëåé Для механической нагрузки двигателей применяют различного рода тормозные устройства, позволяющие регулировать и одновременно измерять величину нагрузочного (противодействующего) момента на валу двигателя. При исследовании электродвигателей широко используют фрикционные и электромеханические тормозные устройства. Примером фрикционного тормозного устройства может служить ленточный тормоз (рис. В.5, а). Этот тормоз состоит из тормозной ленты 2, охватывающей шкив 1 исследуемого двигателя, двух динамометров 3, винта 6 и штурвала (маховика) 5 с гайкой, навинчиваемой на винт. Тормоз монтируется на стойке 4. Нагрузочный момент M 2 определяют по показаниям F 1 и F 2 динамометров (Н м): M 2 = 0,5D(F 2 - F 1 ), (B.2) где D диаметр шкива, м. Если шкала динамометров отградуирована в килограммах, то в (B.2) нужно ввести множитель 9,81. Во избежание перегрева ленты шкив во время торможения следует охлаждать водой. Но и в этом случае применение ленточных тормозов возможно лишь при мощности двигателя не более 4 квт. Для испытания двигателей малой мощности (не более 40 Вт) предназначен ленточный тормоз с маятником (рис. В.5, б ). На оси жестко закреплены стрелка 3, шкив 4 и противовес 8. Весь этот узел со шкалой 2 расположен на металлической планке 5, помещенной на стойке 9. Вращением гайки 1 создается натяжение шнура, а за счет сил трения между шнуром 6 и шкивом 7 двигателя шкив 4 тормоза поворачивается на некоторый угол a до тех пор, пока отклонившийся противовес 8 не уравновесит силу, действующую на шнур со стороны шкива двигателя. Отклонившаяся при этом стрелка тормоза укажет на шкале 2 величину нагрузочного момента. Предельный нагрузочный момент зависит от величины и положения груза противовеса 8 и диаметра шкива двигателя. Электромеханические тормозные устройства подразделяют на электромагнитные и электродинамические. Электромагнитный тормоз состоит из электромагнита, в магнитном поле которого вращается металлический диск, посаженный на вал исследуемого двигателя. Нагрузочный момент на валу двигате- 11

12 Рис. В.5. Ленточные тормоза ля создается взаимодействием вихревых токов, наведенных во вращающемся диске, с магнитным полем электромагнита. Величина этого момента регулируется изменением силы постоянного тока в обмотке электромагнита. На рис. В.6 показано устройство электромагнитного тормоза. Электромагнит, состоящий из четырех полюсов 4, с полюсными катушками 3, соединенными последовательно, расположен на одной стороне оси, имеющей возможность поворачиваться в подшипниках, укрепленных в стойке 2, на другой стороне этой оси расположены стрелка 1 и груз 8. При включении двигателя диск 6 (вместе с его валом 7 ) вращается в магнитном поле электромагнита. При этом в диске наводятся вихревые токи, оказывающие на него тормозящее действие. В результате электромагнитного взаимодействия вращающегося диска с полюсными наконечниками 5 электромагнита ось вместе с электромагнитом и грузом 8 поворачивается на некоторый угол, при котором противодействующий момент, создавае- 12

13 Рис. В.6. Электромагнитный тормоз мый грузом 8, уравновешивает полезный момент двигателя M 2. На такой же угол отклонится стрелка 1 и укажет на шкале 9 величину нагрузочного момента M 2. Количество полюсов в электромагнитном тормозе может быть различным: при небольших нагрузочных моментах их число равно двум, а при значительных четырем или шести. Диск обычно изготовляют из ферромагнитной стали и лишь в небольших тормозах, применяемых для испытания двигателей небольшой мощности (не более 800 Вт), его делают из алюминия. Электромагнитные тормоза удобны в эксплуатации, позволяют плавно изменять нагрузку путем регулировки величины тока в обмотке возбуждения электромагнита, дают непосредственный отсчет величины нагрузочного момента по шкале. Кроме того, эти тормоза дают возможность измерить начальный пусковой момент (при напряжениях, допускающих режим короткого замыкания). С этой целью в специальное отверстие в диске вставляют шпильку, которая зацепляется с полюсным наконечником электромагнита. Величину пускового момента отсчитывают по шкале после прекращения качания полюсной системы электромагнита. Электродинамический тормоз, называемый иногда балансирной машиной, представляет собой генератор постоянного тока независимого возбуждения. Подшипниковые щиты такого генератора должны иметь конструкцию, позволяющую установить его в подшипниках на специальных опорах (рис. В.7). На станине 1 укреплено коромысло, одно плечо 2 которого имеет крюк для подвешивания грузов, а другое плечо 3 стрелку, вставленную между двумя упорами, исключающими вращение статора, но допускающими его по- 13

14 Рис. В.7. Электродинамический тормоз ворот на некоторый угол. Вал якоря механически соединен с валом исследуемого двигателя муфтой, а выводы обмотки якоря присоединены к нагрузочному сопротивлению. При включении исследуемого двигателя якорь тормоза приводится во вращение и на якоре возникает противодействующий вращению электромагнитный момент. При этом станина испытывает усилие, стремящееся повернуть статор в сторону вращения якоря. Это усилие компенсируется грузом, подвешенным к крюку плеча 2 коромысла, и стрелка на плече 3 коромысла устанавливается против отметки 4. Прежде чем пользоваться электродинамическим тормозом, следует проверить точность балансировки: в неработающем тормозе стрелка плеча 3 коромысла должна располагаться против отметки 4. При необходимости балансировка тормоза выполняется подвешиванием дополнительных грузов к плечу 3 или 2 (в зависимости от вида небаланса). Момент, действующий на станину тормоза (Н м), M т = 9,81ml, (В.3) где m масса груза, кг; l длина плеча, м. Момент на валу исследуемого двигателя M 2 = M т + DM, (В.4) где DM поправка, представляющая собой момент, эквивалентный потерям в тормозе. Поправка определяется по тарировочным кривым DM = f(n), снятым для правого и левого вращения якоря тормоза при разных частотах вращения n. Для определения поправки DM поступают таким образом. Балансирную машину включают в сеть постоянного тока и она работает в режиме двигателя. В этом случае статор испытывает усилие со стороны вращающегося якоря и выходит из нейтрального (уравновешенного) состояния. Тогда, подбирая груз массой m 0 на плече 14

15 2 коромысла, возвращают статор в уравновешенное состояние. При этом поправка DM равна (Н м): DM = 9,81m 0 l. (В.5) Поправку определяют для разных частот вращения якоря n, а затем строят кривую поправок DM = f(n), которой пользуются при лабораторном исследовании электродвигателя, нагружаемого электродинамическим тормозом. Для нагрузки двигателя можно использовать генератор постоянного тока независимого возбуждения. Обмотку якоря этого генератора подключают к нагрузочному резистору, а величину тормозящего момента регулируют изменением силы тока в обмотке возбуждения. Измерив напряжение на выходе генератора U г и ток в цепи якоря I г, определяют нагрузочный момент на валу исследуемого двигателя (Н м): M 2 = 9,55I г U г /(nh г ), (В.6) где h г КПД генератора при мощности P г = U г I г. Значения h г для разных P г находят после предварительного испытания генератора для определения его КПД во всем диапазоне возможных нагрузок, а затем строят график h г = f (P г ), которым пользуются при выполнении лабораторной работы. Â.5. Èçìåðåíèå ýëåêòðè åñêèõ âåëè èí Значительное влияние на качество выполняемого эксперимента по исследованию электрических машин и трансформаторов оказывают правильный подбор измерительных приборов и техника измерений. Из большого разнообразия систем электроизмерительных приборов наибольшее распространение в лабораториях электрических машин и электропривода получили магнитоэлектрическая, электромагнитная, электродинамическая и индукционная системы. Магнитоэлектрическая система. Приборы этой системы имеют равномерную шкалу, мало подвержены влиянию внешних магнитных полей. К недостаткам следует отнести чувствительность к перегрузкам и колебаниям температуры. Амперметры и вольтметры магнитоэлектрической системы применяют в цепях постоянного тока. Обычно одна из клемм прибора обозначена знаком плюс или минус, что необходимо учитывать при включении прибора в сеть. При неправильном включении прибора в сеть стрелка отклоняется влево. В этом случае провода, присоединенные к клеммам, следует поменять местами, предварительно отключив установку от сети. Для расширения пределов измерения амперметров магнитоэлектрической системы используют шунты, представляющие собой ка- 15

16 Рис. В.8. Схема включения амперметра постоянного тока с шунтом Рис. В.9. Схема включения амперметра переменного тока с измерительным трансформатором тока либрованные резисторы сопротивлением r ш, включаемые в разрыв цепи (рис. В.8). Измерительный прибор подключают параллельно шунту. Если шкала амперметра не переградуирована, то измеряемый ток I = I п (1 + r п /r ш ), (В.7) где I п ток, проходящий через прибор, т. е. показание прибора, А; r п и r ш электрические сопротивления прибора и шунта, Ом. Электромагнитная система. Приборы этой системы пригодны для измерений как в цепях постоянного, так и переменного токов, но обычно их применяют в цепях переменного тока. Они обладают большой перегрузочной способностью и их чаще всего используют в качестве амперметров и вольтметров. К недостаткам приборов электромагнитной системы следует отнести их чувствительность к внешним магнитным полям и колебаниям частоты переменного тока, а также неравномерность шкалы. Последнее необходимо учитывать при снятии показаний прибора при положении стрелки между делениями. Для расширения пределов измерения амперметров электромагнитной системы в цепях переменного тока применяют измерительные трансформаторы тока ТА (рис. В.9). Клеммы первичной обмотки этого трансформатора обозначены Л1 и Л2. Этими клеммами трансформатор включают в разрыв цепи, по которой проходит измеряемый ток I. Амперметр РА подключают к клеммам трансформатора И1 и И2. Вторичная обмотка трансформатора тока рассчитана на ток не более 5 А. Ток в цепи определяют с учетом коэффициента трансформации трансформатора тока I = k т I п, (В.8) где k т коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока, который указан на корпусе трансформатора. Если по первичной обмотке трансформатора проходит ток, то вторичную обмотку этого трансформатора нельзя размыкать, ина- 16

17 че на выводах этой обмотки возникнет значительное напряжение, опасное для участников эксперимента. Электродинамическая система. Приборы данной системы используют для измерений в цепях постоянного и переменного тока. Обычно амперметры и вольтметры этой системы делают универсальными, т. е. пригодными для измерений как в цепях постоянного, так и переменного тока. Шкала амперметров и вольтметров неравномерная, а ваттметров практически равномерная. Недостатком системы является чувствительность к перегрузкам и внешним магнитным полям. В лабораторных приборах высокого класса точности для ослабления влияния внешних магнитных полей применяют экранирование и астатическое выполнение прибора. Астатические приборы имеют два одинаковых измерительных элемента, расположенных таким образом, что воздействия внешних магнитных полей на эти элементы взаимно компенсируются. В некоторых приборах электродинамической системы на шкалу нанесены деления без обозначения их цены. В этом случае, прежде чем производить измерения, необходимо определить цену деления по формулам: C V = U пред /N; (В.9) C A = I пред /N, (В.10) где U пред и I пред пределы измерения приборов; N число делений шкалы приборов. Расширение пределов измерения амперметров электродинамической системы в цепях переменного тока осуществляется посредством измерительных трансформаторов тока ТА. Наибольшее применение в лабораторной практике получили электродинамические приборы в качестве ваттметров (рис. В.10, а). Неподвижную катушку такого ваттметра, изготовленную из провода большого сечения, включают в цепь последовательно (как ам- Рис. В.10. Схемы включения ваттметров электродинамической системы: а непосредственно в сеть; б через трансформатор тока 17

18 перметр), а подвижную катушку, состоящую из провода малого сечения, параллельно элементу цепи, на котором измеряется потребляемая активная мощность. Для ограничения тока в подвижной катушке последовательно включают добавочный резистор сопротивлением r доб, располагаемый в корпусе прибора. Если на шкалу ваттметра нанесены деления без обозначения цены C w, то цену деления можно вычислить по формуле C w = U пред I пред /N. (В.12) Мощность, измеренная ваттметром (показание прибора в Вт), P = C w N, (В.13) где N число делений, отмеченных стрелкой на шкале прибора. Применяют ваттметры, рассчитанные на несколько пределов измерения. В этом случае каждому пределу измерения соответствует своя цена деления. Расширение пределов измерения ваттметров по току осуществляется с помощью измерительных трансформаторов тока ТА (рис. В.10, б). Обычно последовательная (токовая) катушка ваттметра допускает ток не более 5 А. Расширения пределов измерения ваттметра по напряжению в лабораториях электрических машин и электропривода обычно не требуется. Мощность, измеренную ваттметром, включенным через измерительный трансформатор тока, определяют по формуле P = k т P, (В.14) где P показание ваттметра, Вт. Если шкала ваттметра имеет деления без указания их цены, то P = k т C w N. (В. 15) Если ток в электрической цепи меньше 1 А, то последовательную катушку ваттметра необходимо включить через повышающий измерительный трансформатор тока (k т < 1). Таким образом, во всех случаях включения ваттметра необходимо, чтобы ток в его токовой катушке был не более 5 А и не менее 1 А. Одна из клемм последовательной катушки и одна из клемм параллельной катушки отмечены звездочками (*) или точками ( ). Эти клеммы называют генераторными. При сборке схемы с применением ваттметра необходимо эти клеммы соединить между собой и включить в цепь со стороны источника питания. Мощность в трехфазной сети обычно измеряют трехфазным двухэлементным ваттметром (см. рис. 1.5). При отсутствии такого ваттметра для этой цели можно использовать два однофазных ваттметра (см. рис. 8.1). Активная мощность трехфазной системы в этом случае равна сумме показаний двух ваттметров: P = P + P. (В.16) 18

19 Индукционная система. Приборы этой системы прочны и надежны в работе, но точность их невелика. Для измерения фазовых сдвигов в цепях переменного тока служат электродинамические фазометры, у которых угол поворота подвижных катушек пропорционален измеряемому углу сдвига фаз между током и напряжением. Кроме того, возможно применение фазометров ферродинамической системы. Для измерения частоты переменного тока используют частотомеры. Наибольшее применение имеют частотомеры ферродинамической системы. Частотомеры включают в сеть параллельно нагрузке, так же как и вольтметры. Прежде чем включить частотомер в сеть, нужно проверить соответствие напряжения сети номинальному напряжению прибора, указанному на шкале. У частотомеров вибрационной системы чувствительные элементы представляют собой тонкие пластинки, закрепленные одним концом. Каждая пластинка имеет собственную частоту колебаний. Поэтому если вся система пластинок вибрирует с частотой сети, то наибольшая амплитуда колебаний будет у пластины, собственная частота колебаний которой совпадает с вынужденными колебаниями, соответствующими частоте переменного тока в сети. Вибрационные частотомеры чувствительны к внешним толчкам и вибрациям, поэтому в лабораторной практике предпочтительны стрелочные частотомеры. При выборе электроизмерительных приборов для лабораторного исследования следят за тем, чтобы измеряемая величина соответствовала средней части шкалы, а ее наибольшее значение не превышало предела измерения прибора. Это обеспечит нужную точность измерений. Необходимо также, чтобы приборы эксплуатировались в их рабочем положении (вертикально, горизонтально, под углом 60 и т. п.). При нарушении последнего требования погрешность измерения становится недопустимо большой. При снятии показаний стрелочного прибора стрелка должна находиться на уровне глаз наблюдателя. При несоблюдении этого условия возможны ошибки, обусловленные явлением параллакса. При выборе электроизмерительных приборов для исследования устройств небольшой мощности необходимо иметь в виду, что собственное потребление энергии измерительным прибором может оказаться сравнимым с измеряемыми величинами. Это может привести к значительным ошибкам эксперимента. Чтобы избежать этого, следует при исследовании устройств весьма малой мощности применять измерительные приборы специального назначения, у которых собственное потребление намного меньше потребления объекта исследования. Такая необходимость может возникнуть при исследовании электрических машин малой мощности (микро- 19

20 машин), например исполнительных двигателей или тахогенераторов. Для измерения токов до 1А используют полупроводниковые многопредельные амперметры, позволяющие при изменениях тока нагрузки менять предел измерения. Напряжения измеряют вольтметрами PV со значительным внутренним сопротивлением, например электронными вольтметрами. В лабораториях электрических машин и электропривода получили распространение цифровые измерительные приборы. В этих приборах измеряемая величина преобразуется в комбинацию цифр на отсчетном устройстве в установленных единицах измерения. Цифровые приборы используют в качестве вольтметров, омметров, частотомеров, фазометров и т. д. Â.6. Èçìåðåíèå àñòîòû âðàùåíèÿ ýëåêòðè åñêèõ ìàøèí Измерение частоты вращения при лабораторных исследованиях электрических машин и электропривода наиболее ответственный процесс, так как его точность во многом определяет правильность результатов исследования. В лабораторной практике существует несколько способов измерения частоты вращения, среди которых наиболее распространенными являются способы с применением тахометра, тахогенератора и стробоскопический. Измерение частоты вращения тахометром. Тахометры бывают двух видов центробежные и часовые. Основным элементом центробежного тахометра (рис. В.11) является центробежный регулятор 3, соединенный с муфтой 4, способной перемещаться вдоль оси Рис. В.11. Кинематическая схема центробежного тахометра

21 С помощью зубчатой передачи 6 муфта 4 связана со стрелкой 7, указывающей на шкале 8 частоту вращения оси 5. На конец оси 5 надевается наконечник 2, который, будучи вставленным в выточку вала электрической машины 1, приводит ось 5 во вращение. Тахометры выполняют на несколько пределов измерения. При пользовании тахометром не следует сильно прижимать наконечник 2 к валу машины, так как это вносит погрешность в измерение и ведет к преждевременному износу вращающихся частей тахометра. В то же время слишком слабое прижатие наконечника тахометра к валу машины ведет к значительному проскальзыванию наконечника, что также служит причиной значительной ошибки измерения. Соединять ось тахометра с валом машины нужно только на время снятия показания, так как при длительной работе тахометр быстро выходит из строя. Недостатки центробежного тахометра механическая нагрузка, влияющая на работу машин небольшой мощности (< 1кВт). Тахометры часового типа не создают значительной механической нагрузки на вал машины, поэтому их применяют при исследовании электрических машин мощностью от 50 Вт и более. Такой тахометр состоит из счетного и часового механизмов. При сочленении оси тахометра с валом электрической машины счетный механизм отмечает число оборотов вала машины за определенное время, например за 5 с (это время определено часовым механизмом тахометра). За это время стрелка тахометра отклоняется и указывает на шкале частоту вращения. Для выполнения измерения необходимо сочленить ось тахометра с валом машины, а кнопку «Пуск» нажать и отпустить. При этом включается часовой механизм. По окончании измерения и снятия показания тахометра следует нажать кнопку «Стоп» и стрелка прибора вернется в нулевое положение. Измерение частоты вращения тахогенератором. Тахогенератор это датчик частоты вращения, с которого снимают электрический сигнал, пропорциональный частоте вращения. Подав этот сигнал на электроизмерительный прибор (вольтметр), шкала которого отградуирована в единицах частоты вращения (об/мин), получаем возможность непрерывно наблюдать за частотой вращения вала исследуемой машины. Обычно тахогенератор устанавливают на подшипниковом щите электрической машины и его вал с помощью эластичной муфты соединяют с валом машины. Однако тахогенераторы можно успешно применять лишь в машинах, для которых эти тахогенераторы не составляют заметной механической нагрузки. Измерение частоты вращения стробоскопическим способом. Это наиболее универсальный способ измерения, а для машин весьма малой мощности (< 50 Вт) этот способ является единственным. Сущность способа состоит в том, что вращающаяся деталь освещается мигающим с определенной частотой светом неоновой или 21

22 ртутной лампы. Если частота вспышек лампы при этом равна частоте вращения детали, то последняя кажется наблюдателю неподвижной. Если же частота вспышек лампы больше частоты вращения детали, то она кажется вращающейся в направлении, встречном направлению действительного вращения, а если частота вспышек меньше частоты вращения, то деталь кажется вращающейся в направлении действительного вращения. Чем меньше разница в частотах вращения детали и мигания лампы, тем медленнее вращающейся кажется эта деталь наблюдателю. В настоящее время в лабораторной практике широко применяют строботахометры типа СТ (рис. В. 12), состоящие из осветительной неоновой лампы с рефлектором 1, обеспечивающим достаточное освещение вращающейся детали электрической машины, и лампового генератора 2 с регулируемой частотой напряжения на выходе. Ламповый генератор имеет ручки грубой и точной регулировки частоты и стрелку, которая на шкале указывает частоту мигания осветительной лампы (шкала отградуирована в единицах частоты вращения). Свет лампы направляют на вращающуюся деталь машины и, поворачивая ручку настройки частоты генератора, добиваются ярко освещенного неподвижного изображения этой детали. Затем по показанию стрелки на шкале определяют частоту вращения. При пользовании строботахометром необходимо знать ориентировочно измеряемую частоту вращения, чтобы регулятором грубой настройки правильно установить требуемый диапазон. Если же диапазон установлен неправильно, то возможна грубая ошибка при измерении, когда освещаемая неоновой лампой вращающаяся деталь будет казаться неподвижной, но при меньшей освещенности, хотя частота мигания в несколько раз отличается от частоты вращения. Поэтому если ориентировочная частота вращения неиз- 22 Рис. В.12. Строботахометр типа СТ

23 вестна, то следует проделать измерение несколько раз на разных диапазонах, добиваясь каждый раз эффекта неподвижности вращающейся детали. За действительную частоту вращения следует принять частоту, соответствующую наиболее яркой освещенности наблюдаемой детали. Â.7. Îáùèå óêàçàíèÿ ïî âûïîëíåíèþ ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò Лабораторные работы, связанные с исследованием электрических машин, отличаются большим количеством разнообразных измерений как электрических (ток, напряжение, мощность), так и неэлектрических (момент, частота вращения) величин. Кроме того, в ходе экспериментов выполняют различные регулировки и переключения, связанные с пуском машины, изменением частоты вращения, нагрузочного момента и т. п. Поэтому заданная программа лабораторной работы может быть успешно выполнена в отведенное для этого время только при условии тщательной подготовки и продуманных действий всей бригады студентов при выполнении работы. При этом имеется в виду не только проведение экспериментов, но и обработка полученных результатов и составление отчета по лабораторной работе. Получив разрешение преподавателя, бригада приступает к выполнению лабораторной работы. Вначале необходимо ознакомиться и записать в рабочую тетрадь номинальные данные исследуемого объекта (электрических машин, трансформаторов), а затем выяснить расположение измерительных приборов и пускорегулирующей аппаратуры, предназначенных для выполнения эксперимента. При выборе измерительных приборов необходимо руководствоваться не только соответствием предела измерения прибора наибольшему значению измеряемой величины, но и соответствием системы прибора роду измеряемых токов и напряжений. Пусковые и регулировочные реостаты, необходимые для выполнения работы, расположены на лабораторном стенде или вблизи него, поэтому следует лишь установить назначение каждого из них. При сборке схемы целесообразно придерживаться следующего правила: сначала выполнить все соединения в последовательной (главной) цепи, т. е. соединить все элементы схемы, предназначенные для последовательного включения (амперметры, последовательные катушки ваттметров, последовательные обмотки возбуждения машин постоянного тока, фазные обмотки статоров машин переменного тока и т. п.), а затем присоединить элементы схемы параллельного включения (вольтметры, параллельные катушки ваттметров, параллельные обмотки возбуждения машин постоянного тока с регулировочными реостатами и т. п.). Такой прием по- 23

24 зволяет сознательно подойти к оценке назначения каждого элемента схемы и тем самым избежать ряда ошибок при сборке схемы, например элемент схемы, предназначенный для последовательного включения, присоединить параллельно, и наоборот. Если электрическая схема включает в себя большое количество измерительных приборов и регулировочных реостатов, то одновременно со сборкой схемы следует провести маркировку измерительных приборов и регулировочных реостатов (на бумажных или картонных бирках записать обозначение элементов схемы и прикрепить к ним). Эта мера наиболее целесообразна в начальный период работы студентов в лаборатории электрических машин и электропривода. При сборке схемы нужно по возможности избегать перекрещивания проводов и на один зажим присоединять не более трех проводов. Все соединения проводов должны быть надежными. Следует помнить, что отыскание нарушенного контакта часто отнимает больше времени, чем тщательное присоединение проводов. После сборки схемы ее проверяют, при этом если сборку схемы выполнял один член бригады, то проверять ее должен другой. При этом необходимо рукоятки пусковых и регулировочных реостатов поставить в положение, соответствующее пуску машины: рукоятку пускового реостата установить на отметке «Пуск», а рукоятки регулировочных реостатов в цепи возбуждения поставить в положение, соответствующее наибольшему значению тока возбуждения у двигателей или наименьшему значению этого тока у генераторов. Если в схеме применен регулировочный автотрансформатор, то его рукоятку следует поставить в нулевое положение. Следует также проверить, стоят ли стрелки измерительных приборов на нулевом делении шкалы. При необходимости их положение следует подкорректировать. Собранную схему нужно показать преподавателю и только с его разрешения произвести пробное включение лабораторной установки. При этом необходимо обратить внимание на показания приборов. В цепи постоянного тока при использовании измерительного прибора магнитоэлектрической системы возможно отклонение стрелки влево от нуля. В этом случае, отключив установку, следует поменять местами подходящие к прибору провода. При пробном включении установки необходимо также перемещением ручек регулировочных реостатов проверить, как изменяется регулируемый параметр машины (напряжение на выходе генератора или частота вращения двигателя) и не выходят ли стрелки измерительных приборов за пределы шкалы. Если какой-либо параметр машины не регулируется или прибор «зашкаливает», нужно отключить установку и заменить соответствующий регулировочный реостат или прибор либо изменить условия эксперимента, например увеличить диапазон изменения сопротивления в цепи об- 24

25 мотки возбуждения электрической машины. Если же пробное включение показало, что все элементы схемы работают нормально, то можно приступить к проведению эксперимента. Отчеты по всем измерительным приборам следует вести по возможности одновременно. Для этого между членами бригады должны быть заранее распределены обязанности по снятию показаний измерительных приборов и регулировке параметров. Показания приборов снимают по команде студента, выполняющего регулировку параметров машины. Нельзя делать перерыва в начатой серии наблюдений. Если появились сомнения в правильности показания какого-либо прибора, то необходимо повторить снятие показаний по всем приборам. Показания записывают в заранее заготовленные таблицы с необходимым количеством граф, в точном соответствии с единицами измерений, указанными на шкале прибора. Никаких пересчетов показаний на другие единицы или же учет коэффициента трансформации измерительного трансформатора тока во время опыта делать не следует. Например, если измерение ведется многопредельным измерительным прибором, то в таблицу записывают показания в количестве делений шкалы, отмеченных стрелкой, без умножения показания на цену деления. Если же этого правила не придерживаться, то вероятность ошибки резко возрастает, а при обнаружении ошибки невозможно определить, когда она допущена при снятии показаний прибора или при их пересчете. По окончании эксперимента, не разбирая схемы, выполняют все необходимые расчеты и на заранее заготовленную координатную сетку наносят точки будущих графиков и соединяют их плавной кривой линией. Затем каждый студент должен внимательно проанализировать полученные результаты эксперимента, сравнив их с номинальными данными машины или трансформатора и с основными положениями теории исследуемого устройства, а также проверить реальность полученных результатов. Например, если получено значение коэффициента мощности больше единицы или же значение КПД более 100%, то это свидетельствует о явной ошибке. Если же результаты эксперимента не вызывают сомнения, то их следует показать преподавателю. В зависимости от достоверности этих результатов преподаватель дает указание либо на повторение эксперимента, либо на переход к следующему. Â.8. Îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ ýêñïåðèìåíòà è îôîðìëåíèå îò åòà ïî ëàáîðàòîðíîé ðàáîòå Каждый студент должен самостоятельно обработать результаты выполненных им опытов и составить отчет о проделанной лабораторной работе. 25

26 Этот отчет помимо номера и названия лабораторной работы, индекса учебной группы должен содержать следующие сведения: перечень электрических машин, трансформаторов, пускорегулирующей аппаратуры и измерительных приборов с указанием их паспортных данных; программу лабораторной работы; электрические схемы соединений; таблицы с записью результатов проведенных опытов и выполненных вычислений; расчетные формулы, по которым выполнялись вычисления; диаграммы и графики зависимостей; заключение о проделанной работе. Все схемы, таблицы и графики, приводимые в отчете, должны иметь наименования, например, «Схема опыта холостого хода трансформатора», «Таблица результатов опыта холостого хода трансформатора», «График зависимости КПД трансформатора от нагрузки при cosj 2 = 1». Элементы электрических схем должны изображаться и обозначаться в соответствии с действующим стандартом (см. прил. 1 и 2). При выполнении расчетов рекомендуется пользоваться калькуляторами. Схемы соединений и таблицы следует выполнять карандашом с помощью линейки с обязательным соблюдением требований на условные изображения и обозначения элементов схем и единиц измерения. Особое внимание необходимо уделить выполнению графиков зависимостей. Их следует вычерчивать по координатным сеткам, желательно на миллиметровой бумаге размером не менее мм. По координатным осям наносят деления с одинаковыми интервалами, соответствующие откладываемым значениям в принятых единицах измерения. У каждой координатной оси должны быть указаны условное буквенное обозначение откладываемой величины и единица ее измерения. Если величины на координатных осях отложены в определенном масштабе с указанием числовых отметок, то на концах этих осей стрелок ставить не следует. Если в одних координатных осях строится несколько графиков, представляющих собой функциональные зависимости ряда величин от одной независимой переменной (например, рабочие характеристики двигателя), то параллельно основной оси ординат, пересечение которой с осью абсцисс принято за начало координатных осей, проводят дополнительные оси ординат, каждую со своим масштабом и своими единицами измерения. За начало координат всех величин в этом случае принимают точку пересечения основных осей. При построении точек по результатам опытов на таком совмещенном графике эти точки во избежание ошибок следует отмечать разными условными значками крестиками, кружочками и т. п. 26

docplayer.ru


Смотрите также