Исследование генератора постояннго тока

Содержание

Введение
Электрическая схема соединений тепловой защиты машины переменного тока
Подготовка и проведение измерений с помощью электронного мультиметра
Лабораторная работа № 1 Исследование генератора постояннго тока
Лабораторная работа № 2 Исследование двигателей постоянного тока параллельного возбуждения
Лабораторная работа № 3 Исследование режимов работы однофазного трансформатора.
Лабораторная работа № 4 Исследование работы АД с фазным ротором

Введение

Лабораторные работы по разделу курса «Электротехника» Электрические машины позволяют эксперимен­тально проверить основные положения теории, приобрести навыки по сборке схем. выработать у студентов навыки по методике проведения опытов и обработке их результатов.

Предварительная подготовка студентов к лабораторной работе и понимание ее цели и содержания важнейшее условие. Поэтому сначала студент должен изучить содержание работы и порядок ее выполнения, повторить теоретический материал, связанный с выполнением данной работы, подготовить таблицы для занесения результатов наблюдений и вычислений.

Лабораторная работа завершается составлением отчета и сдачей зачета по ней.

Отчет должен содержать необходимые схемы, таблицы и графики, выполненные правильно и аккуратно. Студент должен знать назначение всех элементов схемы, уметь объяснить порядок действий при выполне­нии любого эксперимента в лабораторной работе, знать ответы на кон­трольные вопросы, которые приводятся в конце каждой лабораторной работы.

Электрическая схема соединений тепловой защиты машины
переменного тока

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
А1	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / 230 В ~ / 1500 мин-
G1	Трехфазный источник питания	201.2	400 В ~ / 16 А

Подготовка и проведение измерений с помощью электронного мультиметра

Для измерения трех базовых электрических величин (тока, напряжения и омического сопротивления) используется мультиметр. До его подключения к цепи необходимо выполнить следующие операции:

установить род тока (постоянный/переменный);

выбрать диапазон измерений соответственно ожидаемому результату измерений;

правильно подсоединить зажимы мультиметра к измеряемой цепи.

Присоединение мультиметра (как вольтметра) для измерения напряжения

Присоединение мультиметра (как амперметра) для измерения тока

Присоединение мультиметра( как омметра) для измерения омического сопротивления

Лабораторная работа № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННГО ТОКА

Цель работы:

1. Изучить конструкцию генератора постоянного тока.

2. Научится экспериментальным путем определять основные характе­ристики генератора независимого возбуждения.

Теоретическое введение

Генератором постоянного тока называется электрическая машина, в которой механическая энергия, поступающая со стороны вала от приводного двигателя, преобразуется в электрическую энергию постоянного тока.

Генератор состоит из неподвижной части – индуктора и вращающейся части – якоря. В тех случаях, когда обмотка основных полюсов питается от постороннего источника посто­янного тока, генератор называется генератором независимого возбуждения. Если источником питания этих обмоток служит сама машина, то ее называют самовозбуждающимся генератором.

У самовозбуждающихся генераторов обмотки возбуждения, на­ходящиеся на основных полюсах, соединяются с обмоткой якоря в зависимости от их конструкции параллельно или последовательно.

Обмотка с большим числом витков, имеющая значительное сопротивление подключается па­раллельно, а обмотка с малым числом витков, обладающая малым сопротивлением включается пос­ледовательно.

Генераторы, имеющие обмотку возбуждения первого типа, называются генераторами параллельного возбуждения, а машины с обмотками второго типа – генераторами последовательного возбуждения.

При одновременном использовании обеих обмоток машина называется генератором смешанного возбуждения, причем эти обмотки могут включаться как сог­ласно, так и встречно.

Соединение, при котором намагничивающие силы обмоток возбуждения складываются, называется согласным; иногда применяется встречное соединение, при котором последовате­льная обмотка своей намагничивавший силой ослабляет поток, создаваемый параллельной обмоткой. Такое соединение целесооб­разно в тех случаях, когда машина работает в условиях частых коротких замыканий (дуговая сварочная машина), тогда при ко­ротком замыкании последовательная обмотка почти размагничивает машину и понижает ток короткого замыкания до значения, безо­пасного для генератора. В зависимости от принятой системы воз­буждения основных полюсов генераторы постоянного тока приобре­тают те или иные свойства.

Способ возбуждения генератора определяет его свойства, которые проще всего выражаются графическим путем, т.е. в виде кривых, так называемых характеристик, устанавливающих зависимо­сть между основными величинами, определяющими работу генера­тора. Такими величинами являются:

1) напряжение на зажимах генератора U;

2) ток нагрузки I;

3) ток возбуждения I_В. Так как генератор обычно работает при постоянной скорости вращения, то все характеристики получают при n = const.

Основными характеристиками являются:

1. Характеристика холостого хода – это зависимость Е = f (I_в)при I_а = 0 и n = const.

2. Внешняя характеристика - это зависимость U_а = f (I_а) при постоянном напряжении в цепи обмотке возбуждения U_В = const и n = const.

3. Регулировочная характеристика - это зависимость I_В = f (I_a)при U_a = const и n = const.

Все характеристики могут быть определены как эксперимен­тальным, так и расчетным путем.

Описание установки

Экспериментальная установка включает в себя: синхронный приводной двигатель генератора (М1); генератор постоянного тока G4; источники питания обмотки возбуждения генератора G2; источники питания обмотки возбуждения синхронного двигателя G3; датчик скорости G5; трехфазную трансформаторную группу для согласования напряжения сети с напряжением двигателя М1; измерительные приборы (блок мультиметров Р1) и указатель угловых перемещений Р3, а также вспомогательное оборудование – сопротивления, используемые в цепи возбуждения СД – М1 при его пуске (А13); сопротивления нагрузочные в цепи якоря генератора G4 (А10) используемые при снятии внешней и регулировочной характеристик.

(А13)

А2

Рисунок 1.1 – Принципиальная схема исследования характеристик генератора

Данные по оборудованию приводятся в таблице 1.1.

Перечень аппаратуры.

Таблица 1.1

Обозначение	Наименование	Код № блока	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~400 В / 16 А
G2	Источник питания обмотки возбуждения генератора	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
G4	Генератор постоянного тока	101.2	90 Вт / 220 В / 0,56 А (якорь) / 2×110 В / 0,25 А (возбуждение)
G5	Преобразователь угловых перемещений (датчик скорости)		6 вых. каналов / 2500 импульсов за оборот
М1	Синхронный двигатель	102.1	100 Вт / ~230 В / 1500 мин-
А2	Трёхфазная трансформаторная группа	347.1	3´80 В×А / U1=220 В/ U2=230 В/ U3=123В
А6, А8, А9	Трехполюсный выключатель	301.1	~400 В / 10 А
А12	Реостат для цепи ротора машины переменного тока	307.1	3 ´10 Ом / 1 А
А10	Активная нагрузка	306.1	220 В / 3´0…50 Вт;
А11	Реостат возбуждения машины постоянного тока	308.1	0…2000 Ом / 0.3 А
А13	Реостат	323.2	2×0…100 Ом / 1 А
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
А14	Блок питания стенда однофазным переменным током I		220 В

Рисунок 1.2 – Схема соединений

Описание электрической схемы соединений

Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты. Источник питания двигателя постоянного тока G2 используется для питания регулируемым напряжением обмотки возбуждения машины постоянного тока G4, работающей в режиме генератора с независимым возбуждением. 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. С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток возбуждения I_в и э.д.с. E₀ испытуемого генератора G4.

Указания по проведению опытов

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