Генератор постоянного тока с независимым возбуждением

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (вариант 1).

· Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3 и выключателей А6 и А8 установите в положение "РУЧН.".

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 установите в положение "0"

· В трехфазной трансформаторной группе А2 установите номинальное напряжение вторичных обмоток трансформаторов равным 230 В.

· Установите в каждой фазе реостата А3 сопротивление 8 Ом.

· Включите выключатель «СЕТЬ» выключателей А6 и А8, блока мультиметров Р1, указателя частоты вращения Р3.

· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.

· Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ».

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Включите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе напряжение равным 20 В.

· Включите выключатель А6 кнопкой «ВКЛ». При этом двигатель М1 должен начать вращаться.

· Нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3. Двигатель М1 при этом должен перейти из асинхронного в синхронный режим работы с сетью. Частота его вращения n должна достичь 1500 мин^-1.

· Отключите выключатель А8 кнопкой «ОТКЛ».

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.

· Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите и поддерживайте неизменным в ходе эксперимента ток возбуждения I_f, равным, например, 0,1 А.

· Перемещая регулировочные рукоятки нагрузки А10, изменяйте ток Iякорной обмотки генератора G4 и заносите показания амперметра Р1.1 (ток I) и вольтметра Р1.2 (напряжение U якорной обмотки генератораG4) в таблицу 2.4.1.

Таблица 2.4.1.

I, A
U, B

· Верните регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 в положение "0".

· Установите путем регулирования тока возбуждения I_f напряжение Uякорной обмотки генератораG4, равным, например, 140 В.

· Перемещая регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 по часовой стрелке и поддерживая путем регулирования тока возбуждения I_f напряжение U якорной обмотки неизменным и равным 140 В, изменяйте ток I якорной обмотки генератора G4 и заносите показания амперметров Р1.1 (ток I) и Р1.3 (ток I_f) в таблицу 2.4.2.

Таблица 2.4.2.

I, A
I_f, А

· Меняя положение регулировочных рукояток активной нагрузки А10 и поддерживая путем регулирования тока возбуждения I_f ток I якорной обмотки неизменным и равным, например, 0,15 А, изменяйте напряжение U якорной обмотки генератора G4 и заносите показания вольтметра Р1.2 (напряжение U) и амперметра Р1.3 (ток I_f) в таблицу 2.4.3.

Таблица 2.4.3.

I_f, А
U, В

· По завершении эксперимента у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите выключатель А6 нажатием кнопки "ОТКЛ.". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатель "СЕТЬ" возбудителя G3, выключателей А6 и А8, блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3.

· Используя данные табл. 2.4.1…2.4.3 постройте:

- внешнюю характеристику U = f ( I ) при n = const, I_f= const (табл. 2.4.1.);

- регулировочную характеристику I_f = f ( I ) при n = const, U = const (табл. 2.4.2.);

- нагрузочную характеристику U = f ( I_f ) при n = const, I = const (табл. 2.4.3.).

Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (вариант 2).

· Переключатели режима работы возбудителя G3 и выключателей А6 и А8 установите в положение "РУЧН.".

· Регулировочные рукоятки возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 установите в положение "0".

· Установите в каждой фазе реостата А3 сопротивление 8 Ом.

· Установите суммарное сопротивление реостата А13, равным 200 Ом и закоротите его проводником.

· Включите выключатель «СЕТЬ» выключателей А6 и А8, блока мультиметров Р1, указателя частоты вращения Р3.

· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.

· Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ».

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Включите выключатель А6 кнопкой «ВКЛ». При этом двигатель М1 должен начать вращаться и стрелка указателя частоты Р3 должна отклониться вправо.

· Отключите выключатель А8 кнопкой «ОТКЛ». В результате генератор постоянного тока G4 должен самовозбудиться.

· Перемещая регулировочные рукоятки нагрузки А10 по часовой стрелке, изменяйте ток Iякорной обмотки генератора G4 и заносите показания амперметра Р1.1(ток I) и вольтметра Р1.2 (напряжение U якорной обмотки генератораG4) в таблицу 2.4.4.

· Перенесите закоротку с реостата А13 на активную нагрузку А10.

· Уменьшая сопротивление реостата А13 до нуля, продолжайте заносить показания амперметра Р1.1(ток I) и вольтметра Р1.2 (напряжение U якорной обмотки генератораG4) в таблицу 2.4.4.

Таблица 2.4.4.

I, A
U, B

· Отключите выключатель А6 нажатием кнопки "ОТКЛ.". Двигатель М1 должен остановиться.

· Нажмите кнопку "ОТКЛ." возбудителя G3.

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (вариант 3).

· Установите сопротивления реостата возбуждения А11 и реостата А13, равными 0 Ом.

· Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ».

· Установите, изменяя сопротивления реостата возбуждения А11 и реостата А13, напряжение Uякорной обмотки генератораG4, например,на уровне 90 В.

· Перемещая регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 и поддерживая путем изменения сопротивления реостата возбуждения А11 и реостата А13 напряжение U якорной обмотки неизменным и равным 90 В, изменяйте ток I якорной обмотки генератора G4 и заносите показания амперметров Р1.1 (ток I) и Р1.3 (ток I_f) в таблицу 2.4.5.

Таблица 2.4.5.

I, A
I_f, А

· Меняя положение регулировочных рукояток активной нагрузки А10 и поддерживая путем изменения сопротивления реостата возбуждения А11 и реостата А13 ток I якорной обмотки неизменным и равным, например, 0,15 А, изменяйте напряжение U якорной обмотки генератора G4 и заносите показания вольтметра Р1.2 (напряжение U) и амперметра Р1.3 (ток I_f) в таблицу 2.4.6.

Таблица 2.4.6.

I_f, А
U, В

· По завершении эксперимента отключите выключатель А6 нажатием кнопки "ОТКЛ.". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатель "СЕТЬ" возбудителя G3, выключателей А6 и А8, блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3.

· Используя данные табл. 2.4.4…2.4.6 постройте:

- внешнюю характеристику U = f ( I ) при n = const, I_f= const (табл. 2.4.4.);

- регулировочную характеристику I_f = f ( I ) при n = const, U = const (табл. 2.4.5.);

- нагрузочную характеристику U = f ( I_f ) при n = const, I = const (табл. 2.4.6.).

Регистрация и отображение на компьютере тока короткого
замыкания генератора постоянного тока
с параллельным возбуждением

- Электрическая схема соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрической схемы соединений

- Указания по проведению эксперимента

Электрическая схема соединений (продолжение)

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~ 400 В / 16 А
G3	Возбудитель синхронной машины	209.2	- 0…40 В / 3,5 А
G4	Машина постоянного тока	101.2	90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение)
G5	Преобразователь угловых перемещений	104	6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот
М1	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин^-
А2	Трёхфазная трансформаторная группа	347.1	3´80 В×А / 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В
А4	Коннектор	330	8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов / выходов
А5	Персональный компьютер	550	IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E)
А6, А8	Трехполюсный выключатель	301.1	~ 400 В / 10 А
А12	Блок датчиков тока и напряжения	402.3	3 датчика напряжения ±100; 1000 В / ±5 В; 3 датчика тока ±1; 5 А / ±5 В
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин^-1

Описание электрических схем соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока М1, работающей в режиме синхронного двигателя.

Преобразователь угловых перемещений G5 генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения Р3 электромашинного агрегата.

Машина (синхронный двигатель) М1 получает питание от источника G1 через трехфазную трансформаторную группу А2 и выключатель А6.

Реостат А9 выполняет роль резистора синхронизации и подключается выключателем А8 к обмотке возбуждения синхронного двигателя М1 на этапе пуска последнего.

Датчик тока в блоке А12 обеспечивает гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразует ток короткого замыкания испытуемого генератора G4 в пропорциональное ему нормированное напряжение.

Через аналоговые входы АСН0-АСН8 коннектора А4 напряжение, пропорциональное току короткого замыкания испытуемого генератора G4 вводится в компьютер А5.

Указания по проведению эксперимента

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр.14).

· Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» трехфазного источника питания G1.

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

· Переключатели режима работы возбудителя G3 и выключателей А6 и А8 установите в положение «РУЧН.».

· Регулировочную рукоятку возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Установите в каждой фазе реостата А3 суммарное сопротивление 8 Ом.

· Включите выключатель «СЕТЬ» выключателей А6, А8, указателя частоты вращения Р3 и блока А12 датчиков тока и напряжения.

· Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5 и запустите прикладную программу “Многоканальный осциллограф”. Настройте программу для запоминания, например, последних 5 секунд процесса.

· Включите выключатель А8 кнопкой «ВКЛ».

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Включите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе напряжение, равное 20 В.

· Включите выключатель А6 кнопкой «ВКЛ». При этом двигатель М1 должен начать вращаться и стрелка указателя Р3 должна отклониться вправо.

· Нажмите кнопку «ВКЛ.» возбудителя G3. Двигатель М1 при этом должен перейти из асинхронного в синхронный режим работы с сетью.

· Отключите выключатель А8 кнопкой «ОТКЛ».

· Нажмите кнопку «ВКЛ» включения сканирования первого канала виртуального осциллографа.

· Закоротите проводником якорную обмотку генератора G4 и через 3с остановите сканирование данных программой «Многоканальный осциллограф» нажатием на виртуальную кнопку «Остановить».

· Отключите выключатель А6 нажатием кнопки «ОТКЛ.». Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб, и последующим отключением ключа – выключателя. Отключите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3, выключателей А6 и А8, указателя частоты вращения Р3 и блока А12 датчиков тока и напряжения.

· Используя возможности программы “Многоканальный осциллограф”, проанализируйте полученную временную зависимость тока короткого замыкания генератора постоянного тока параллельного возбуждения.

3. ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Пуск в ход двигателя постоянного тока с независимым /
параллельным / последовательным возбуждением
с регистрацией и отображением
режимных параметров на компьютере

- Электрические схемы соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрических схем соединений

- Указания по проведению эксперимента

Электрическая схема соединений (продолжение)

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~ 400 В / 16 А
G2	Источник питания двигателя постоянного тока	206.1	- 0…250 В / 3 А (якорь) / - 200 В / 1 А (возбуждение)
G3	Возбудитель синхронной машины	209.2	- 0…40 В / 3,5 А
G5	Преобразователь угловых перемещений	104	6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот
G6	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин^-
М2	Машина постоянного тока	101.2	90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение)
А4	Коннектор	330	8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов / выходов
А5	Персональный компьютер	550	IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E)
А6	Трехполюсный выключатель	301.1	~ 400 В / 10 А
А10	Активная нагрузка	306.1	220 В / 3´0…50 Вт;
А12	Блок датчиков тока и напряжения	402.3	3 датчика напряжения ±100; 1000 В / ±5 В; 3 датчика тока ±1; 5 А / ±5 В
А13	Реостат	323.2	2×0…100 Ом / 1 А
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин^-1

Описание электрических схем соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

Источник питания G2 двигателя постоянного тока используется для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с независимым возбуждением и для питания регулируемым напряжением якорной обмотки и обмотки возбуждения машины постоянного тока М2, работающей в режиме двигателя с параллельным / последовательным возбуждением.

Возбудитель G3 служит для питания обмотки возбуждения машины переменного тока G6, работающей в режиме синхронного генератора.

Синхронный генератор G6 питает активную нагрузку А10, выступая в качестве нагрузочной машины.

Реостат А13 ограничивает пусковой ток двигателя М2.

Выключатель А6 предназначен для шунтирования реостата А13 после разгона двигателя М2.

Датчики тока и напряжения в блоке А12 обеспечивают гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразуют ток и напряжение якорной обмотки испытуемого двигателя М2 в пропорциональные им нормированные напряжения.

Через аналоговые входы АСН0-АСН8, АСН1-АСН9, АСН2-АСН10, АСН3-АСН11 коннектора А4 напряжения, пропорциональные току и напряжению якорной обмотки, току обмотки возбуждения и частоте вращения испытуемого двигателя М2, вводятся в компьютер А5.

Указания по проведению эксперимента

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14).

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (вариант 1 для исследования двигателя с независимым возбуждением) / (вариант 2 для исследования двигателя с параллельным возбуждением) / (вариант 3 для исследования двигателя с последовательным возбуждением).

· Переключатели режима работы источника G2, возбудителя G3 и выключателя А6 установите в положение «РУЧН.».

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Установите суммарное сопротивление реостата А3 равным, например, 100 Ом.

· Установите в каждой фазе активной нагрузки А10 суммарную ее величину 100 %.

· Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5, и запустите прикладную программу «Регистратор режимных параметров машины постоянного тока».

· Включите выключатель «СЕТЬ» выключателя А6, блока датчиков тока и напряжения А12, указателя частоты вращения Р3.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Включите выключатель «СЕТЬ» источника G2 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе «ЯКОРЬ» напряжение, например, равное 200 В.

· Включите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3 и, вращая его регулировочную рукоятку, установите на его выходе напряжение, например, равное 10 В.

· Нажмите на виртуальную кнопку «Запустить» на экране компьютера.

· Нажмите последовательно кнопки «ВКЛ.» возбудителя G3, источника G2, спустя, например, 2 с выключателя А6 и не позднее, чем через 10 с, остановите сбор данных нажатием на виртуальную кнопку «Остановить». В результате должен осуществиться двухступенчатый пуск нагруженного двигателя постоянного тока М2 и должны записаться в компьютер данные о режимных параметрах на интервале пуска.

· Остановите запись процессов, нажав на виртуальную кнопку «Остановить».

· Нажмите кнопку «ОТКЛ.» источника G1.

· Отключите выключатель «СЕТЬ» возбудителя G3, источника G2, выключателя А6, блока датчиков тока и напряжения А12 и указателя частоты вращения Р3.

· Используя возможности программы «Регистратор режимных параметров машины постоянного тока», проанализируйте отображенные на мониторе компьютера механическую характеристику и временные зависимости тока якорной обмотки, электромагнитного момента, частоты вращения двигателя постоянного тока при пуске его в ход.

Определение механической характеристики n=f(М)
двигателя постоянного тока с независимым
/ параллельным / последовательным возбуждением

- Электрические схемы соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрических схем соединений

- Указания по проведению эксперимента

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~ 400 В / 16 А
G2	Источник питания двигателя постоянного тока	206.1	- 0…250 В / 3 А (якорь) / - 200 В / 1 А (возбуждение)
G3	Возбудитель синхронной машины	209.2	- 0…40 В / 3,5 А
G5	Преобразователь угловых перемещений	104	6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот
G6	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин^-
М2	Машина постоянного тока	101.2	90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение)
А10	Активная нагрузка	306.1	220 В / 3´0…50 Вт;
Р1	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин^-1

Описание электрических схем соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

Синхронный генератор G6 питает активную нагрузку А10, выступая в качестве нагрузочной машины.

С помощью мультиметров блока Р1 контролируются напряжение и ток якорной обмотки двигателя М2.

Указания по проведению эксперимента

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14).

· Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1.

· Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 установите в положение "РУЧН.".

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Установите в каждой фазе активной нагрузки А10 суммарную ее величину 100 %.

· Включите выключатель «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и указателя частоты вращения Р3.

· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.

· Вращая регулировочную рукоятку источника G2, разгоните двигатель М2 до частоты вращения n, например, равной 1500 мин^-1.

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.

· Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток якоря I (ток не должен превышать значения 1,0 А)двигателя М2 и заносите показания амперметра Р1.1 (ток I),вольтметра Р1.2 (напряжение U якоря двигателя М2) и указателя Р3 (частота вращения n) в таблицу 3.2.1.

Таблица 3.2.1.

I, A
U, В
n, мин^-¹

· По завершении эксперимента сначала у возбудителя G3, а затем у источника G2 поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки до упора, нажмите кнопку "ОТКЛ." и отключите выключатель "СЕТЬ". Отключите источник G1 нажатием на кнопку – гриб.

· Используя данные таблицы 3.2.1, для каждого значения частоты вращения nвычислите по формуле

[H ^.м]

и занесите в табл. 3.2.2 значения электромагнитного момента двигателя М2.

Таблица 3.2.2.

n, мин^-¹
М, Н·м

· Используя данные таблицы 3.2.2 постройте искомую статическую механическую характеристику n=f(М) двигателя постоянного тока.

Определение рабочих характеристик n=f(Р₂), М=f(Р₂), η=f(Р₂)
двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

- Электрическая схема соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрической схемы соединений

- Указания по проведению эксперимента

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~ 400 В / 16 А
G2	Источник питания двигателя постоянного тока	206.1	- 0…250 В / 3 А (якорь) / - 200 В / 1 А (возбуждение)
G3	Возбудитель синхронной машины	209.2	- 0…40 В / 3,5 А
G5	Преобразователь угловых перемещений	104	6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот
G6	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин^-
М2	Машина постоянного тока	101.2	90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение)
А10	Активная нагрузка	306.1	220 В / 3´0…50 Вт;
Р1	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм
Р2	Измеритель мощностей	507.2	15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2;0,5 А.
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин^-1

Описание электрической схемы соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

Синхронный генератор G6 питает активную нагрузку А10, выступая в качестве нагрузочной машины.

Измеритель мощностей Р2 служит для измерения активной мощности синхронного генератора G6.

С помощью мультиметров блока Р1 контролируются интересующие напряжения и токи.

Указания по проведению эксперимента

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14).

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

· Переключатели режима работы источника G2 и возбудителя G3 установите в положение "РУЧН.".

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Установите в каждой фазе активной нагрузки А10 суммарную ее величину 100 %.

· Измерьте одним из мультиметров активное сопротивление r_c статорной обмотки генератора G6 (должно быть примерно равно 21 Ом).

· Включите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и измерителя мощностей Р2.

· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ." возбудителя G3.

· Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, изменяйте ток якоря I_ядвигателя М2 в диапазоне 0…1 А и заносите показания ваттметра измерителя Р2 (активная мощность Р^׳₂, потребляемая одной фазой синхронного генератора G6), амперметра Р1.1 (ток I_я), вольтметра Р1.2 (напряжение U_я якорной обмотки двигателя М2), вольтметра Р1.3 (напряжение возбуждения U_f двигателя М2) и указателя Р3 (частота вращения n) в таблицу 3.3.1.

Таблица 3.3.1.

Р^׳_2,Н∙м
I_я, А
U_я, В
U_f, В
n, мин^-¹

· Используя данные таблицы 3.3.1 и измеренное значение активного сопротивления r_fобмотки возбуждения двигателя М2 для каждого значения частоты вращения nвычислите и занесите в табл. 3.3.2 значения:

- полезной активной мощности двигателя М2 по формуле

, [Вт];

- активной мощности, потребляемой из сети двигателем М2

, [Вт];

- электромагнитного момента двигателя М2 по формуле

, [H ^.м];

- коэффициента полезного действия двигателя М2 по формуле

, [%],

Таблица 3.3.2.

n, мин^-¹
Р₂, Вт
Р₁, Вт
М, Н·м
η, %

· Используя данные таблицы 3.3.2 постройте искомые рабочие характеристики n = f (Р₂), М = f (Р₂), η = f (Р₂) двигателя постоянного тока.

4. ТРЕХФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Пуск в ход трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором с регистрацией и отображением
режимных параметров на компьютере

- Электрические схемы соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрических схем соединений

- Указания по проведению эксперимента

Электрическая схема соединений (продолжение)

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~ 400 В / 16 А
G2	Источник питания двигателя постоянного тока	206.1	- 0…250 В / 3 А (якорь) / - 200 В / 1 А (возбуждение)
G4	Машина постоянного тока	101.2	90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение)
G5	Преобразователь угловых перемещений	104	6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот
М1	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин^-
А2	Трёхфазная трансформаторная группа	347.1	3´80 В×А; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В
А4	Коннектор	330	8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов / выходов
А5	Персональный компьютер	550	IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E)
А6, А8	Трехполюсный выключатель	301.1	~ 400 В / 10 А
А9	Реостат для цепи ротора машины переменного тока	307.1	3 ´ 0…40 Ом / 1 А
А10	Активная нагрузка	306.1	220 В / 3´0…50 Вт;
А12	Блок датчиков тока и напряжения	402.3	3 датчика напряжения ±100; 1000 В / ±5 В; 3 датчика тока ±1; 5 А / ±5 В
А14	Линейный реактор	314.2	3 ´ 0,3 Гн / 0,5 А
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин^-1

Описание электрических схем соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

Источник питания G2 двигателя постоянного тока используется для питания нерегулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока G4, работающей в режиме генератора с независимым возбуждением и выступающей в качестве нагрузочной машины.

Испытуемый асинхронный двигатель М1 получает питание через выключатель А6 и трехфазную трансформаторную группу А2 от трехфазного источника G1.

Выключатель А8 служит для закорачивания реактора А14 при реакторном пуске двигателя М1 с короткозамкнутым ротором либо – реостата А9 при двухступенчатом пуске двигателя М1 с фазным ротором.

Реостат А9 служит для вывода энергии скольжения при испытании двигателя М1 с фазным ротором.

Датчики тока и напряжения в блоке А12 обеспечивают гальваническую развязку силовой и измерительной цепей и преобразуют ток и напряжение статорной обмотки испытуемого двигателя М1 в пропорциональные им нормированные напряжения.

Через аналоговые входы АСН0-АСН8, АСН1-АСН9, АСН2-АСН10, АСН3-АСН11 коннектора А4 напряжения, пропорциональные току и напряжениям статорной обмотки, а также частоте вращения испытуемого двигателя М1, вводятся в компьютер А5.

Указания по проведению эксперимента

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14).

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (вариант 1 для пуска двигателя с короткозамкнутым ротором) / (вариант 2 для пуска двигателя с фазным ротором).

· Переключатели режима работы источника G2 и выключателей А6, А8 установите в положение «РУЧН.».

· Установите в каждой фазе активной нагрузки А10 ее суммарную величину равную, например, 100 %.

· Установите в каждой фазе реостата А9 сопротивление, например, 18 Ом (при пуске двигателя с фазным ротором).

· В трехфазной трансформаторной группе А2 переключателем установите желаемое номинальное вторичное напряжение трансформатора, например, 133 В.

· Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А5 и запустите прикладную программу «Регистратор режимных параметров машины переменного тока».

· Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Вращением рукоятки на передней панели источника G2 установите напряжение, например, 100 В на его регулируемом выходе «ЯКОРЬ».

· Нажмите на виртуальную кнопку «Запустить» на экране компьютера.

· Нажмите последовательно кнопки «ВКЛ.» источника G2, выключателя А6 и спустя, например, 2 с выключателя А8 и затем не позднее, чем через 10 с, остановите сканирование данных регистратором нажатием на виртуальную кнопку «Остановить». В результате должен осуществиться двухступенчатый пуск нагруженного асинхронного двигателя М1 и должны записаться в компьютер данные о режимных параметрах на интервале пуска.

· Остановите запись процессов, нажав на виртуальную кнопку «Остановить».

· Нажмите кнопку «ОТКЛ.» источника G1.

· Отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

· Используя возможности программы «Регистратор режимных параметров машины переменного тока», проанализируйте отображенные на мониторе компьютера механическую характеристику и временные зависимости тока статорной обмотки, электромагнитного момента, частоты вращения асинхронного двигателя при пуске его в ход.

Снятие и определение характеристик холостого хода I₀=f(U), Р₀=f(U), cosφ₀=f(U) трехфазного асинхронного двигателя
с короткозамкнутым ротором

- Электрическая схема соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрической схемы соединений

- Указания по проведению эксперимента

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~ 400 В / 16 А
G5	Преобразователь угловых перемещений	104	6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот
М1	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин^-
М2	Машина постоянного тока	101.2	90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение)
А2,А7	Трёхфазная трансформаторная группа	347.1	3´80 В×А; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В
А6	Трехполюсный выключатель	301.1	~ 400 В / 10 А
А14	Линейный реактор	314.2	3 ´ 0,3 Гн / 0,5 А
Р1	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм
Р2	Измеритель мощностей	507.2	15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2;0,5 А.
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин^-1

Описание электрической схемы соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

Испытуемый асинхронный двигатель М1 получает питание через выключатель А6 и трехфазные трансформаторные группы А2,А7 от трехфазного источника питания G1.

Линейный реактор А14 служит для дополнительного понижения напряжения, подводимого к испытуемому двигателю М1.

С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток статорной обмотки и линейное напряжение испытуемого двигателя М1.

С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная мощности, потребляемые одной фазой испытуемого двигателя М1.

Указания по проведению эксперимента

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14).

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

· Переключатели режима работы выключателей А6 и А8 установите в положение "РУЧН.".

· В трехфазных трансформаторных группах А2 и А7 установите номинальные вторичные напряжения трансформаторов 127 В и 127 В.

· Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Пустите двигатель М1 нажатием кнопки «ВКЛ.» выключателя А6.

· Меняя положение регулировочных рукояток трехфазных трансформаторных групп А2 и А7, варьируйте подводимое к двигателю М1 линейное напряжение Uв диапазоне 100…250 В и заносите показания вольтметра Р1.1 (напряжение U), амперметра Р1.2 (фазный ток I₀ двигателя М1), а также ваттметра и варметра измерителя Р2 (активная P₀₁ и реактивная Q₀₁ мощности, потребляемые одной фазой двигателя М1) в таблицу 4.2.1.

Таблица 4.2.1

U, В
I₀, А
P₀₁, Вт
Q₀₁, Вт

· Отключите источник G1.

· Отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

· Используя данные таблицы 4.2.1, вычислите соответствующие напряжению U полные активную Р₀и реактивную Q₀ мощности, потребляемые двигателем М1, по формулам:

Р₀=3∙Р₀₁,
Q₀=3∙Q₀₁

и занесите их в таблицу 4.2.2.

Таблица 4.2.2

U, В
P₀, Вт
Q₀, Вт

· Используя данные таблицы 4.2.2, вычислите соответствующие напряжению U значения коэффициента мощности по формуле

и занесите полученные результаты в таблицу 4.2.3.

Таблица 4.2.3

U, В
cos j₀

· При необходимости большей вариативности значений напряжения U, повторите эксперимент при закороченном линейном реакторе А14.

· Используя данные таблиц 4.2.2 и 4.2.3 постройте искомые характеристики холостого хода I₀=f(U), Р₀=f(U), cosφ₀=f(U)трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Снятие и определение характеристик короткого замыкания
I_К=f(U), Р_К=f(U), Z_К= f(U) трехфазного асинхронного двигателя
с короткозамкнутым ротором

- Электрическая схема соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрической схемы соединений

- Указания по проведению эксперимента

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~ 400 В / 16 А
G5	Преобразователь угловых перемещений	104	6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот
М1	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин^-
М2	Машина постоянного тока	101.2	90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение)
А2,А7	Трёхфазная трансформаторная группа	347.1	3´80 В×А; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В
А6	Трехполюсный выключатель	301.1	~ 400 В / 10 А
Р1	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм
Р2	Измеритель мощностей	507.2	15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2;0,5 А.
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин^-1

Описание электрической схемы соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток и напряжение статорной обмотки испытуемого двигателя М1.

С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная мощности, потребляемые испытуемым двигателем М1.

Указания по проведению эксперимента

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Снимите кожух, закрывающий муфту, соединяющую вал машины постоянного тока М2 с валом двигателя М1, и закрепите на ней стопорное устройство.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14).

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

· Переключатели режима работы источника G2 и выключателя А6 установите в положение "РУЧН.".

· В трехфазных трансформаторных группах А2 и А7 переключателем установите номинальные вторичные напряжения трансформаторов 242 В.

· Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Нажатием кнопки «ВКЛ.» выключателя А6 подключите двигатель М1 к электрической сети.

· Быстро (менее чем за 10 с) считайте и занесите в таблицу 4.3.1 показания вольтметра Р1.1 (линейное напряжение U двигателя М1), амперметра Р1.2 (ток I_К статорной обмотки двигателя М1), а также ваттметра измерителя Р2 (активная P_К1 мощность, потребляемая одной фазой двигателя М1) и сразу после этого нажатием кнопки «ОТКЛ» выключателя А6 отключите двигатель М1 от электрической сети.

· Повторите необходимое количество раз процедуру подключения двигателя М1 к электрической сети, считывания показаний измерительных приборов и отключения двигателя М1 от электрической сети при различных более низких номинальных вторичных напряжениях трансформаторов групп А2 и А7.

Таблица 4.3.1

U, В
I_К, А
P_К1, Вт

· Отключите источник G1.

· Отключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

· При необходимости большей вариативности значений линейного напряжения повторите эксперимент с соединением вторичных обмоток трансформаторов группы А7 по схеме «звезда».

· Используя данные таблицы 4.3.1, вычислите соответствующие напряжению U значения полной активной мощности P_К, потребляемой двигателем М1, и полного его сопротивления короткого замыкания Z_K по формулам

P_К= 3P_К1,

Z_K=U/ I_К.

Полученные результаты занесите в таблицу 4.3.2.

Таблица 4.3.2

U, В
P_К, Вт
Z_K, Ом

· Используя данные таблиц 4.3.1 и 4.3.2 постройте искомые характеристики короткого замыкания I_К=f(U), Р_К=f(U), Z_K=f(U)трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Определение механической характеристики n=f(M)
трехфазного асинхронного двигателя
с короткозамкнутым / фазным ротором

- Электрическая схема соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрической схемы соединений

- Указания по проведению эксперимента

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~ 400 В / 16 А
G2	Источник питания двигателя постоянного тока	206.1	- 0…250 В / 3 А (якорь) / - 200 В / 1 А (возбуждение)
G4	Машина постоянного тока	101.2	90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение)
G5	Преобразователь угловых перемещений	104	6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот
М1	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / ~ 230 В / 1500 мин^-
А2	Трёхфазная трансформаторная группа	347.1	3´80 В×А; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В
А6	Трехполюсный выключатель	301.1	~ 400 В / 10 А
А9	Реостат для цепи ротора машины переменного тока	307.1	3 ´ 0…40 Ом / 1 А
А10	Активная нагрузка	306.1	220 В / 3´0…50 Вт;
Р1	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм
Р2	Измеритель мощностей	507.2	15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2;0,5 А.
Р3	Указатель частоты вращения	506.2	-2000…0…2000 мин^-1

Описание электрической схемы соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты.

Испытуемый асинхронный двигатель М1 получает питание через выключатель А6 и трехфазную трансформаторную группу А2 от трехфазного источника питания G1.

Реостат А9 служит для вывода энергии скольжения при испытании двигателя М1 с фазным ротором.

Активная нагрузка А10 используется для нагружения генератора G4.

С помощью мультиметра блока Р1 контролируется ток статорной обмотки испытуемого двигателя М1.

С помощью измерителя Р2 контролируются активная мощность, потребляемая испытуемым двигателем М1.

Указания по проведению эксперимента

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока (стр. 14).

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

· Переключатели режима работы источника G2 и выключателя А6 установите в положение "РУЧН.".

· Регулировочные рукоятки реостата А9 поверните против часовой стрелки до упора (при снятии механической характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором).

· Установите суммарное сопротивление каждой фазы реостата А9, например, 20 Ом (при снятии механической характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором).

· Регулировочную рукоятку источника G2 поверните до упора против часовой стрелки, а регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 - по часовой стрелке.

· Установите переключателем в трехфазной трансформаторной группе А2 номинальные напряжения вторичных обмоток трансформаторов, например, 127 В.

· Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

· Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.

· Включите источник G1. О наличии напряжений фаз на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· Пустите двигатель М1 нажатием кнопки «ВКЛ.» выключателя А6.

· Нажмите кнопку "ВКЛ." источника G2.

· Вращая регулировочную рукоятку источника G2 , изменяйте ток I статорной обмотки двигателя М1 и заносите показания амперметра Р1.1 (ток I), ваттметра измерителя мощностей Р2 (активная мощность Pфазы двигателя М1) и указателя Р3 (частота вращения n двигателя М1) в таблицу 4.4.1.

Таблица 4.4.1.

I, А
P, Вт
n, мин^-¹

· По завершении эксперимента отключите выключатель А6 и источник G1.

· Выключите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

· Вычислите электромагнитный момент М двигателя М1 для каждого значения тока Iиз табл. 4.4.1. по формуле

H^.м

и занесите его в таблицу 4.4.2.

Таблица 4.4.2.

М, Н×м
n, мин^-¹

· Используя данные таблицы 4.4.2 постройте искомую механическую характеристику
n=f(M) трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым / фазным ротором.

Определение рабочих характеристик I=f(P₂), P₁=f(P₂), s=f(P₂), h=f(P₂), cosj=f(P₂), M=f(P₂) трехфазного асинхронного двигателя
с короткозамкнутым / фазным ротором

- Электрическая схема соединений

- Перечень аппаратуры

- Описание электрической схемы соединений

- Указания по проведению эксперимента

Перечень аппаратуры

Обозначение

Наименование

Тип

Параметры

Трехфазный источник питания

201.2

~ 400 В / 16 А

Источник питания двигателя постоянного тока

206.1

- 0…250 В /

3 А (якорь) /

- 200 В / 1 А (возбуждение)

Машина постоянного тока

101.2

90 Вт / 220 В /

0,56 А (якорь) /

2×110 В / 0,25 А (возбуждение)

Преобразователь угловых перемещений

104

6 вых. каналов / 2500 импульсов

за оборот

М1

Машина переменного тока

102.1

100 Вт / ~ 230 В /

1500 мин^-

А2

Трёхфазная трансформаторная группа

347.1

3´80 В×А;

230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 363; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12

Мы поможем в написании ваших работ!

© 2014-2024 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.472)