Исследование двигателей постоянного тока

Исследование электрических машин

Методические указания к самостоятельной и лабораторным работам

по дисциплине «Электрические машины»

для студентов направлений 140200 и 140600

Часть 1

Владивосток

УДК 621.313

И88

И88 Исследование электрических машин: метод. указания. Ч.1 /сост. В.Д. Сергеев, С.С. Проскуренко, А.С. Чернышова. – Владивосток: Изд–во ДВГТУ, 2009. – 74 с.

Приведены краткие сведения о двигателях постоянного тока, асинхронных и синхронных, а также о трансформаторах; программа, методические указания и рекомендации по выполнению опытов на универсальных стендах и составлению отчета. Краткие сведения необходимы для самостоятельной работы студентов ввиду того, что согласно рабочим программам лекции читаются в 5-м и 6-м семестрах, а лабораторные работы проводятся по всем разделам дисциплины только в 5-м семестре.

Методические указания предназначены для студентов электротехнических, электроэнергетических и электромеханических специальностей.

УДК 621.313

Одобрено научно – методическим советом университета

© ДВГТУ, изд–во ДВГТУ, 2009

Содержание

Лабораторная работа № 2. Исследование двигателей

постоянного тока с электромагнитным возбуждением. . . . . . . . . . . . 5

2.1. Программа лабораторной работы . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.2. Краткие теоретические сведения о двигателях

постоянного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.2.1. Принцип действия и устройство двигателя . . . . 5

2.2.2. Системы электромагнитного возбуждения

и обозначения выводов обмоток двигателей . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2.3. Основные уравнения двигателей . . . . . . . . . . . . 9

2.2.4. Пуск двигателей в ход . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.2.5. Скоростные и механические характеристики . . 11

2.3. Объект исследования и необходимое оборудование . . . . . . . . . 12

2.4. Разработка принципиальной электрической схемы опытов . . . 14

2.5. Методические указания к выполнению работы . . . . . . . . . . . . . 14

2.5.1. Запуск двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.5.2. Снятие естественных рабочих, скоростной

и механической характеристик . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.5.3.Снятие искусственных скоростных и механических

характеристик . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.6. Заключение по работе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.7. Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Лабораторная работа №4. Исследование трехфазного

асинхронного двигателя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4.1. Программа лабораторной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4.2.Принцип действия и устройство асинхронных

двигателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4.3. Объект исследования и необходимое оборудование . . . . . . . . . 23

4.4. Разработка принципиальных электрических схем опытов . . . . 24

4.5. Измерение сопротивления изоляции обмоток . . . . . . . . . . . . . . . 24

4.6. Определение коэффициента трансформации . . . . . . . . . . . . . . . .25

4.7. Опыт холостого хода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

4.8. Естественные рабочие характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.9. Механические характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.10. Заключение по работе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

4.11. Контрольные вопросы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Лабораторная работа № 6. Исследование двухобмоточного

трёхфазного трансформатора в установившихся симметричных

режимах работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

6.1. Программа лабораторной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

6.2. Краткие теоретические сведения о трансформаторах . . . . . . . . 32

Назначение, устройство и принцип действия . . . . . . . . . 32

Уравнения и схемы замещения трансформатора . . . . . . .34

Характеристики холостого хода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

6.2.4. Характеристики трёхфазного короткого замыкания . . . . 38

6.2.5. Изменение напряжения трансформатора при нагрузке . . 41

6.2.6. Коэффициент полезного действия трансформатора . . . . 43

6.2.7. Схемы и группы соединения обмоток

трансформаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

6.3. Методические указания к выполнению лабораторной

работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

6.3.1. Объект исследования и необходимое оборудование . . . . .48

6.3.2. Разработка принципиальных электрических схем

для опытов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

6.3.3. Опыт холостого хода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

6.3.4. Опыт трёхфазного короткого замыкания . . . . . . . . . . . . . 51

6.3.5. Снятие внешней характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

6.3.6. Экспериментальная проверка группы соединения

обмоток . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52

6.4. Теоретические расчеты и построения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53

Заключение по работе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53

6.6. Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54

Лабораторная работа № 12. Исследование трёхфазного

синхронного двигателя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55

12.1. Программа лабораторной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

12.2. Принцип действия и устройство синхронных

двигателей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

12.3. Способы пуска синхронного двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

12.3.1. Пуск при помощи вспомогательного двигателя методом

точной синхронизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

12.3.2. Асинхронный пуск синхронного двигателя . . . . . . . . . . 60

12.4. V-образные характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

12.5. Объект исследования и необходимое оборудование . . . . . . . . . 63

12.6. Разработка принципиальной электрической схемы

для опытов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 12.7. Пуск синхронного двигателя при помощи вспомогательного двигателя методом точной синхронизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

12.8. Асинхронный пуск синхронного двигателя . . . . . . . . . . . . . . . .67 12.9. Снятие V-образных характеристик . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

12.9.1. Снятие характеристик при холостом ходе . . . . . . . . . . 68

12.9.2. Снятие характеристик при нагрузке . . . . . . . . . . . . . . . 69

12.10. Снятие рабочих и механической характеристик синхронного двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

12.11. Заключение по работе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

12.12. Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Лабораторная работа № 2

Исследование двигателей постоянного тока