Лабораторная работа по дисциплине «Электротехника». Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения.

Лабораторная работа по дисциплине «Электротехника».

Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения.

Цель работы. Изучить устройство генератора постоянного тока параллельного возбуждения и приобрести практические навыки в сборке схемы и опытном исследовании генератора по определению его основных характеристик; получить экспериментальное подтверждение теоретическим сведениям о свойствах генераторов постоянного тока параллельного возбуждения.

Программа работы

1. Ознакомиться с конструкцией генератора и приводного двигателя; записать их паспортные данные и данные измерительных приборов.

2. Собрать схему по рис. 16.1 и после проверки ее преподавателем выполнить пробный пуск генератора; проверить соблюдение

Рис. 16.1. Схема включения генератора постоянного тока параллельного

возбуждения

условий самовозбуждения, возможность регулировки и нагрузки генератора.

1. Снять данные и построить характеристику самовозбуждения генератора.

2. Снять данные и построить внешнюю характеристику генератора и определить номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки.

3. Составить отчет и сделать заключение о проделанной работе.

Подготовка к работе

1. Повторить теоретический материал: условия самовозбуждения генераторов постоянного тока; генератор параллельного возбуждения - схема соединений, основные характеристики (самовозбуждения, внешняя, регулировочная).

2. Подготовить в рабочей тетради таблицы для занесения результатов опытов и координатные сетки для построения графиков.

Порядок выполнения работы

Схема соединений и условия самовозбуждения. Представленная на рис. 16.1 схема соединений предусматривает применение двигателя постоянного тока параллельного возбуждения в качестве приводного двигателя. Обмотка возбуждения исследуемого генератора включена параллельно обмотке якоря, а для регулировки тока возбуждения в цепи этой обмотки имеется регулировочный реостат г_рг. Работа генератора основана на принципе самовозбуждения.

После сборки схемы и проверки ее преподавателем автоматом QF включают приводной двигатель и устанавливают номинальную частоту вращения. Затем приступают к проверке условий самовозбуждения. При разомкнутых рубильнике QS1 и ключе QS2 вольтметром РV измеряют напряжение на выходе генератора. Если вольтметр РV показывает небольшое напряжение, созданное электродвижущей силой остаточного магнетизма, то это свидетельствует о соблюдении первого условия самовозбуждения - магнитная система генератора обладает остаточным магнетизмом. Если же магнитная система размагнитилась, то ее можно намагнитить, подключив обмотку возбуждения на некоторое время к источнику постоянного тока.

Затем устанавливают на реостате г_рг наибольшее сопротивление, замыкают ключ QS2 и, постепенно уменьшая сопротивление г_рг, наблюдают за показаниями вольтметра PV. При этом возможны три случая: а) напряжение генератора остается неизменным, что свидетельствует об обрыве цепи возбуждения (найти место обрыва и устранить его); б) напряжение генератора уменьшается, что указывает на неправильное подключение обмотки возбуждения к цепи обмотки якоря, при котором МДС обмотки возбуждения действует встречно магнитному потоку остаточного магнетизма и размагничивает машину; этот дефект можно устранить, изменив направление тока в обмотке возбуждения, т.е. поменять местами провода, подключенные к зажимам обмотки 1111 и Ш2;

в) напряжение генератора увеличивается - начинается процесс самовозбуждения.

Характеристика самовозбуждения представляет собой зависимость напряжения на зажимах генератора в режиме холостого хода U_Q = Е_ь от частоты вращения якоря п при неизменном сопротивлении цепи возбуждения (г_рг = const). Установив номинальное напряжение генератора при отключенном рубильнике QS1 и номинальной частоте вращения, повышают частоту вращения до п = 1,2п_ном, а затем постепенно уменьшают ее и снимают пять показаний вольтметра PV и тахометра (либо другого измерителя частоты вращения). По этим показаниям строят характеристику самовозбуждения (рис. 16.2). Для уменьшения частоты вращения до весьма малых значений необходимо на время этого опыта подключить приводной двигатель к источнику постоянного тока с регулируемым напряжением. На некотором участке характеристики самовозбуждения при небольшой частоте вращения показания вольтметра PV не зависят от частоты вращения. Соответствующая этому явлению частота вращения называется критической п_кр. Из этого следует, что самовозбуждение генератора возможно лишь при частоте вращения, превышающей критическую. Величина зависит от сопротивления цепи возбуждения; с увеличением этого сопротивления величина 7\_р возрастает. В этом можно убедиться при выполнении опыта.

Внешняя характеристика представляет собой зависимость напряжения на выходе генератора U от тока нагрузки I при неизменных частоте вращения п = п_ном, сопротивлении цепи возбуждения Е₀ г_рг = const.

Включив приводной двигатель (автомат QF), подключают нагрузку (замыкают QS1) и замыкают цепь возбуждения (включают QS2). Регулируя сопротивление нагрузки R_Hr и сопротивление регулировочного реостата г_рп устанавливают номинальный режим работы генератора (частота вращения при этом должна быть номинальной и оставаться такой в течение всего опыта). Сняв показания вольтметра Р V и амперметра1 Рис. 16.2. Характеристика самовозбуждения, уменьшают нагрузку (увеличивают сопротивление R_Hr), сопротивление г_рг должно оставаться при этом неизменным. Разгружая генератор вплоть до режима холостого хода, снимают не менее пяти показаний приборов и заносят их в таблицу, аналогичную табл. 15.3, а затем строят внешнюю характеристику генератора.

Номинальное изменение напряжения генератора при сбросе нагрузки

</ определяется выражением . A U,",м = ^E» ~ ^U"™ too.

Анализ результатов лабораторной работы

Анализируя результаты лабораторной работы, устанавливают соответствие номинальных данных генератора, полученных опытным путем, его паспортным. При анализе характеристики самовозбуждения необходимо указать полученное значение критической частоты вращения. Для внешней характеристики генератора нужно перечислить причины, вызывающие уменьшение напряжения на выходе генератора при увеличении его нагрузки.

Контрольные вопросы

1. Каковы условия, необходимые для процесса самовозбуждения генератора постоянного тока?

2. Какое условие самовозбуждения нарушено, если при замыкании цепи возбуждения ЭДС генератора уменьшается до нуля?

3. Что представляет собой характеристика самовозбуждения?

Почему внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения имеет более падающий вид, чем внешняя характеристика генератора независимого возбуждения

5