Д. Техника безопасности при выполнении лабораторных работ

При выполнении работ в лаборатории электрических машин студенты обязаны строго соблюдать правила техники безопасности. Следует помнить, что испытание электрических машин про­водится при напряжении до 380 В, а в некоторых случаях – и до 660 В. При неблагоприятных же условиях опасные поражения то­ком могут произойти даже при напряжении 36 В. Поэтому во время работы требуется быть предельно внимательными, аккуратными.

1. Категорически запрещается касаться руками неизолированных проводов, закреплять зажимы, менять проводники или приборы, когда схема включена под напряжение.

2. Всякое изменение в схеме должно выполняться при сня­тии напряжения. Повторное включение под напряжение измененной схемы производится только с разрешения преподавателя или лаборанта.

3. Особую осторожность следует соблюдать при работе с цепями переменного тока, содержащими катушки, конденсаторы, поскольку в этих цепях напряжение на зажимах катушек и конден­саторов может быть значительно больше, чем напряжение сети.

4. При работе с измерительными трансформаторами не сле­дует размыкать цепи вторичных обмоток, когда по первичным протекает ток.

5. Запрещается прикасаться к вращающимся частям машины. Опасно подходить к вращающейся машине, имея свободно повязан­ный шарф, платок, косынку, так как даже совсем гладкий вал способен захватить их.

6. Категорически запрещается тормозить вал или шкив ру­кой, ногой, даже в том случае, если машина отключена и вра­щается по инерции.

7. При измерении скорости вращения механическим тахо­метром необходимо соблюдать большую осторожность.

Перед началом занятий в лаборатории преподаватель обя­зан провести инструктаж по технике безопасности. Ознакомившись с правилами безопасности, студенты должны рас­писаться в специальном журнале и при работе неукоснительно их выполнять.

Лабораторная работа № 1
ИСПЫТАНИЕ ГЕНЕРАТОРА НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Цель работы: ознакомление с устройством генератора по­стоянного тока и изучение его свойств посредством снятия характеристик.

Содержание работы

Генератор, у которого обмотка возбуждения получает питание от постороннего источника постоянного тока (батарея аккумуляторов, возбудители и т. д.), называется генератором независимого возбуждения (рис. 1.1). Генератор приводится во вращение асинхронным двигателем (АД), частота вращения которого при увеличении или уменьшении нагрузки изменяется незначительно и при испытании может считаться постоянной.

Рис. 1.1 Схема генератора независимого возбуждения

Свойства генератора определяются его характеристиками: холостого хода, нагрузочной, внешней и регулировочной.

Характеристикой холостого хода называется зависимость эдс генератора, от тока возбуждения. Она снимается при отключенной внешней нагрузке и постоянной частоты вращения якоря.

В этом случае (n = const) эдс генератора Е определяется толь­ко изменением магнитного потока, как это видно из выражения Е = С_еnФ, следовательно, характеристика Е = f(i_в) подобна кривой намагничивания стали (рис. 1.2).

Показания вольтметра при отключенной обмотке возбуждения
(2–5 В) соответствуют величине эдс E_o от остаточного магнитного потока Ф_ост.

Характеристика холостого хода снимается путем измене­ния тока возбуждения с помощью регулировочного реостата.

Нагрузочная характеристика представляет собой зависимость на­пряжения генератора от тока возбуждения при условии, что ток якоря и частота вращения его постоянны, т. е. U = f(i_в) при I_a = const и n = const. Для поддержания тока якоря постоян­ным следует при регулировании нагрузки соответственно изменять ток возбуждения генератора. Примерный вид характеристи­ки приведен на рис. 1.3.

Внешней характеристикой называется зависимость напряже­ния на зажимах генератора от тока нагрузки (якоря) при пос­тоянном токе возбуждения и скорости вращения якоря, т. е. U = f(I_а) при i_в = const и n = const.

Напряжение генератора

U = E – I_aR_a= С_еnФ – I_aR_a,

где R_a – сопротивление обмотки якоря (якорной цепи); С_е – постоянная машины.

С повышением нагрузки напряжение генератора снижается вследствие увеличения падения напряжения в якорной цепи и уменьшения эдс в результате размагничивающего действия ре­акции якоря.

Примерный вид внешней характеристики представлен на рис. 1.4.

Рис. 1.4. Внешняя характеристика

Регулировочной характеристикой называется зависимость тока возбуждения генератора от тока нагрузки при условии, что напряжение и частота вращения генератора постоянны, т. е. i_в = f(I_a) при U = const и n = const. Эта характеристи­ка показывает как следует изменять ток возбуждения генератора при увеличении или уменьшении нагрузки, чтобы напряжение на его зажимах оста­валось постоянным. Примерный вид регулировочной характерис­тики показан на рис. 1.5.

, А

, А

Для снятия регулировочной ха­рактеристики нужно установить но­ми­нальное напряжение и, постепенно увеличивая нагрузку, изменять ток возбуждения так, чтобы напряжение осталось постоянным.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с устройством генератора, записать его паспортные данные.

2. Собрать рабочую схему (см. рис.1.1).

3. Снять рассмотренные выше характеристики, произведя для каждой на них 6–8 измерений. Результаты внести в табл. 1.1–1.4.

Таблица 1.1

Результаты опыта холостого хода

I = 0 n = const

Е, В
iВ, А

Таблица 1.2

Данные для построения нагрузочной характеристики

I = I_н = const n = const

U, В
iВ, А

Таблица 1.3

Данные для построения внешней характеристики

i_В = const n = const

U, В
I, А

Таблица 1.4

Данные для построения регулировочной характеристики

U = U_н = const n = const

iВ, В
I, А

4. По данным таблиц построить характеристики.

5. Сформулировать краткие выводы.

Рекомендуемая литература: [1, §9.3; 2, §5.9].

Лабораторная работа № 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПАРАЛЛЕЛЬНОГО
ВОЗБУЖДЕНИЯ

Цель работы: изучение свойств генератора параллельного возбуждения.

Содержание работы

Возбуждение генератора

Генератор, у которого обмотка возбуждения подключена к якорю парал­лельно нагрузке, называется генератором параллельного возбуждения (шунтовым) (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Схема генератора параллельного возбуждения

Напряжение на зажимах генератора параллельного возбуждения соз­дается в процессе самовозбуждения, которое основано на том, что в ма­шине практически всегда существует поток остаточного магнетизма – Ф_ост. Если привести якорь во вращение с номинальной скоростью, то под действием этого потока в якоре возникнет эдс Е_ост., и по обмотке возбуждения пойдет ток, который будет создавать магнитный поток ма­шины Ф. Направление этого потока должно совпадать с потоком оста­точного магнетизма и усиливать его, в противном случае результирующий магнитный поток практически может стать равным нулю, машина «размаг­нитится» и не будет создавать эдс.

При согласном направлении потоков Ф и Ф_ост. результирующий поток увеличивается, что приводит к росту наводимой в якоре эдс и, в свою очередь, вызывает дальнейшее повышение тока возбуждения и магнит­ного потока машины до тех пор, пока не наступит равновесие между эдс якоря и падением напряжения в цепи возбуждения. Подробно о про­цессе возбуждения см. [1, с. 186].