Лабораторная работа №25

Исследование электромагнитной муфты скольжения

Цель работы

Изучение свойств электромагнитной муфты скольжения.

План выполнения работы

1. Ознакомиться с установкой и записать паспортные дан­ные машин, реостатов и измерительных приборов. Собрать схему со­гласно рис. 27.1.

Рис. 27.1. Схема экспериментальной установки.

2. Запустить в ход асинхронный двигатель.

3. Снять механические характеристики муфты n = f(M) при I_в = const для 5-7 значений ее тока возбуждения.

После запуска в ход асинхронного двигателя установить номи­нальные токи возбуждения генератора I_вг и муфты I_в. Затем, поддерживая неизменными токи возбуждения муфты и генератора, уве­личивать ток якоря генератора от нуля до максимального, но не бо­лее 1,5 I_н за счет уменьшения сопротивления в цепи якоря. Дан­ные измерений занести в табл. 27.1.

Таблица 27.1.

№ п.п.

Опытные данные

Расчетные данные

Рд, Вт

Iв, А

nд, об/мин

nг, об/мин

Uг, В

Iг, А

DРг, Bт

М, Нм

Р2, Вт

Р1г, Вт

h

s

Здесь Р_д, n_д – мощность и частота вращения двигателя; U_г, I_г, n_г – напряжение, ток якоря и частота вращения генератора.

Затем, не изменяя ток возбуждения генератора, установить другой ток возбуждения муфты, меньший номинального, и аналогично предыдущему случаю снять механическую характеристику и для этого тока возбуждения муфты.

Методические указания

Электромагнитная муфта скольжения имеет две вращающиеся час­ти, одна из которых имеет обмотку возбуждения, как и синхронная машина, а другая – короткозамкнутую обмотку типа "беличья клетка" (обмотка якоря). Одна из этих частей (ведущий вал) связана с дви­гателем нерегулируемой частоты вращения (в нашей случае асинхрон­ный двигатель), а другая (ведомый вал) – с механизмом (в нашем случае генератор постоянного тока), частоту вращения которого на­до регулировать. Это достигается за счет изменения тока возбужде­ния муфты.

Мощность на ведомом валу муфты равна потребляемой мощности генератора

Р_1г = Р_2г + DР = U_г × I_г + DР,

где DР = DР₀ + I_г² × R_г + I_вг² × R_вг + DU_щ × I_г – потери генератора, состоящие из потерь холостого хода (потери в стали и механические), электрических потерь в якорной цепи, потерь на возбуждение генератора и в щеточном контакте.

R_г, R_вг – сопротивление якорной цепи и цепи возбуждения ге­нератора.

Потери холостого хода берутся из графика в зависимости от частоты вращения. Падение напряжения в щетках принимаем равным (DU_щ = 2В).

Вращающий момент на валу муфты

,

где Р₁ – в Вт, n – в об/мин.

КПД установки

,

где R_в – сопротивление обмотки возбуждения.

Потери в установке

DР_S = Р_д – Р_1г + I_в² × R_в.

Скольжение муфты

,

где n_д – скорость вращения асинхронного двигателя,

n_г – скорость вращения генератора.

Содержание отчета

1. Паспортные данные электрических машин, реостатов и приборов.

2. Схема установки, таблица измеренных и вычисленных величин.

3. Механические характеристики муфты, снятые при 5-7 различных токах возбуждения.

4. Регулировочные характеристики n_г = f(I_в) при М = const для 5 значений момента, которые строятся с по­мощью механических характеристик.

5. Зависимости n_г = f(n_г) и DР_S = f(n_г) при М = const для 5 значений момента.

Контрольные вопросы

1. Чем объясняется резкое увеличение потерь с уменьшени­ем частоты вращения?

2. Как примерно измеряется результирующий магнитный по­ток в зависимости от скольжения у муфты и асинхронного двигателя?

3. Может ли ведомый вал вращаться синхронно с ведущим?

4. Для каких механизмов целесообразнее использовать муфту с точки зрения потерь?

5. Объяснить создание вращающего момента у муфты, рас­сматривая ее как синхронный генератор в режиме короткого замыка­ния.

6. Пояснить, как изменятся свойства муфты при изменении соотношения между активным и индуктивным сопротивлением обмотки якоря.