Лабораторная работа №24

Исследование трехфазного коллекторного двигателя параллельного возбуждения (двигатель Шраге-Рахтера)

Цель работы

Приобретение навыков в обращении с 3-х фазным кол­лекторным двигателем параллельного возбуждения и изучение его свойств.

План выполнения работы

1. Ознакомиться с данными двигателя, тормоза и измери­тельных приборов.

2. Собрать схему согласно рис. 26.1.

Рис. 26.1. Схема экспериментальной установки.

3. Включить двигатель в сеть.

4. Изменяя положение щеток на коллекторе (перемещением щеточных траверс), проследить за изменением частоты вращения ро­тора.

5. Снять рабочие характеристики P₁, n, М, h, cosj = f(P₂) для двух положений щеток:

1) соответствующего максимальной частоте вращения;

2) соответствующего минимальной частоте вращения.

Рабочие характеристики снимаются путем изменения момента на его валу, изменяя ток возбуждения электромагнитного тормоза от ну­ля до значения, соответствующего номинальному току двигателя.

Данные измерении и вычислений занести в табл. 26.1.

Таблица 26.1.

№ п.п.	Опытные данные	Расчетные данные
U1, В	I1, А	P1, Вт	n, б/мин	М, Нм	Р2, Вт	cosj	s

Методические указания

Асинхронные двигатели обладают существенным недостатком – имеют плохие регулировочные свойства.

Коллекторные двигатели переменного тока позволяют регулиро­вать частоту вращения введением во вторичную цепь добавочной ЭДС. Эти двигатели позволяют регулировать также и коэффициент мощности.

Наибольшее распространение получил трехфазный коллекторный двигатель параллельного возбуждения с питанием от сети через ротор (система Шраге-Рахтера).

На валу ротора имеются 2 обмотки: 3-х фазная обмотка, соеди­ненная с тремя контактными кольцами, к которым подается напряжение сети, и дополнительная обмотка с коллектором. Эти обмотки не имеют электрической связи между собой.

Обмотка статора (вторичная цепь) двигателя Шраге-Рахтера вы­полнена аналогично обмотке статора 3-х фазного асинхронного дви­гателя. Обмотки статора соединяются со щетками. Начала обмоток присоединены к одному комплекту щеток, а концы – к другому. Комп­лекты щеток соединены со щеточкой траверсой. Обе траверсы могут перемещаться одна относительно другой в противоположные стороны.

Во вторичную цепь при помощи коллектора вводится добавочная ЭДС частоты скольжения. Величина добавочной ЭДС меняется переме­щением щеток относительно друг друга.

При введении во вторичную цепь добавочной ЭДС частоты сколь­жения общая ЭДС вторичной цепи изменяется, что вызывает изменение тока во вторичной цепи. Следовательно, изменяется вращающий момент двигателя и возникает разница между вращающим и тормозным моментом двигателя. Под действием этой разницы моментов происходит измене­ние частоты вращения ротора двигателя, пока не наступит равнове­сие между вращающим и тормозным моментами. Это равновесие будет при другой частоте вращения.

Если щетки совмещены, то добавочная ЭДС равна нулю. Машина работает как обычный асинхронный двигатель. Ротор вращается про­тив поля, так как двигатель обращенный.

Рабочие характеристики двигателя строятся на основании данных табл. 26.1 по следующим уравнениям:

; ;

I₁ = k × I_A; ,

где k – коэффициент трансформации трансформатора тока;

I₁ – ток двигателя;

I_A – показания амперметра.

Содержание отчета

1. Паспортные данные исследуемого двигателя, тормоза и измерительных приборов.

2. Схема установки.

3. Данные измерений и вычислений.

4. Рабочие характеристики в одной системе координат.

Контрольные вопросы

1. Как устроен двигатель Шраге-Рахтера?

2. Назначение коллектора в двигателе Шраге-Рахтера.

3. Как можно повысить cosj исследуемого двигателя?

4. Достоинства и недостатки двигателя Шраге-Рахтера.

5. Чем ограничивается диапазон регулирования частоты вращения?

6. Пояснить роль коллектора как преобразователя частоты.

7. Почему во вторичную обмотку двигателя нужно вводить ЭДС скольжения, а не любой другой частоты?

8. Как изменяется критический момент двигателя в зави­симости от положения щеток?