Тема: Исследование генераторов и двигателей постоянного тока различных типов возбуждения
материал

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

Тема: Исследование генераторов и двигателей постоянного тока различных типов возбуждения

Цель работы: Изучить принцип действия, конструктивные особенности и рабочие характеристики генераторов постоянного тока (независимого, параллельного и смешанного возбуждения), а также двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.

Оборудование:

Лабораторный стенд с машинами постоянного тока (испытуемая машина и приводной двигатель).

Вольтметры и амперметры (магнитоэлектрической системы).

Регулируемые источники постоянного напряжения (для питания обмоток возбуждения).

Нагрузочные реостаты (для имитации нагрузки).

Соединительные провода.

Краткие теоретические сведения

Генератор постоянного тока преобразует механическую энергию в электрическую. В зависимости от способа питания обмотки возбуждения (ОВ), генераторы делятся на:

Независимого возбуждения: ОВ питается от постороннего источника постоянного тока.

Параллельного (шунтового) возбуждения: ОВ подключена параллельно обмотке якоря.

Смешанного (компаундного) возбуждения: На каждом полюсе есть две обмотки: параллельная и последовательная.

Двигатель постоянного тока преобразует электрическую энергию в механическую. В двигателях последовательного возбуждения обмотка возбуждения соединена с якорем последовательно. Их главная особенность — огромный пусковой момент, но они категорически не допускают работы в режиме холостого хода (без нагрузки), так как это приводит к «разносу» (резкому увеличению частоты вращения и разрушению двигателя).

Порядок выполнения работы:

Работа состоит из четырех опытов. Зарисуйте принципиальную электрическую схему для каждого опыта перед его началом!

Опыт 1. Исследование генератора независимого возбуждения

Соберите схему: обмотка возбуждения (ОВ) подключена к отдельному источнику питания, обмотка якоря (ОЯ) — к нагрузочному реостату через амперметр.

Запустите приводной двигатель и установите номинальную частоту вращения якоря.

Установите ток возбуждения Iв, равный номинальному значению.

Снимите показания при холостом ходе (нагрузка отключена, Iя​=0). Запишите напряжение U0​ (ЭДС генератора).

Постепенно увеличивайте нагрузку (уменьшая сопротивление реостата). Снимите 4–5 показаний тока якоря Iя​ и напряжения U на зажимах генератора.

Постройте график внешней характеристики: U=f(Iя).
Примечание: Ток возбуждения Iв​ при изменении нагрузки должен оставаться неизменным.

Опыт 2. Исследование генератора параллельного возбуждения

Соберите схему: обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке якоря.

Запустите приводной двигатель. Генератор возбудится за счет остаточного магнетизма.

С помощью реостата в цепи возбуждения установите номинальное напряжение при холостом ходе.

Постепенно увеличивайте нагрузку. Снимите 4–5 показаний Iя​ и U.

Постройте график внешней характеристики U=f(Iя).

Опыт 3. Исследование генератора смешанного возбуждения

Соберите схему, где используются обе обмотки возбуждения (параллельная и последовательная).

Запустите двигатель, установите номинальное напряжение при холостом ходе.

Постепенно увеличивайте нагрузку. Снимите 4–5 показаний Iя​ и U.

Постройте график внешней характеристики U=f(Iя).

Сравните графики, полученные в опытах 1, 2 и 3. Сделайте вывод о том, у какого генератора напряжение падает меньше всего при росте нагрузки.

Опыт 4. Исследование двигателя последовательного возбуждения

ВНИМАНИЕ! Перед подачей напряжения убедитесь, что двигатель соединен с нагрузкой (механическим тормозом или генератором). Работа без нагрузки запрещена!

Соберите схему: обмотка возбуждения соединена последовательно с обмоткой якоря.

Подайте напряжение на двигатель при максимальной нагрузке. Запишите пусковой ток Iпуск​.

Постепенно уменьшайте механическую нагрузку. Снимите 4–5 показаний тока якоря Iя и частоты вращения n (с помощью тахометра).

Постройте график скоростной характеристики: n=f(Iя).

Сделайте вывод о том, как изменяется частота вращения двигателя при снижении нагрузки.

Таблицы для записи результатов

Таблица 1. Генератор независимого возбуждения

Таблица 2. Генератор параллельного возбуждения

Таблица 3. Генератор смешанного возбуждения

Таблица 4. Двигатель последовательного возбуждения

Контрольные вопросы:

Почему генератор параллельного возбуждения не может возбудиться, если он подключен не в ту сторону (неверная полярность) или если пропал остаточный магнетизм?

Постройте и объясните вид внешних характеристик для генераторов независимого и параллельного возбуждения. Почему у параллельного генератора напряжение падает быстрее?

В чем главное преимущество генератора смешанного возбуждения перед остальными?

Почему двигатель последовательного возбуждения нельзя оставлять без нагрузки?

Где на практике применяются двигатели последовательного возбуждения, учитывая их характеристики?

Вывод (заполняется студентом):

(Напишите здесь, какие характеристики вы построили, как они зависят от нагрузки и где могут применяться исследованные вами машины).

Работу выполнил: _______________
Группа: ___________
Дата: ___________