Лабораторная работа №1 по электроприводу. ЛР №1 по ЭП. Исследование характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения, построение энергетических диаграмм электродвигателя
 Скачать 438.62 Kb.
|
|
Работа №1. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ Цель работы Исследование характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения, построение энергетических диаграмм электродвигателя. Программа работы 1. Изучить схему для экспериментального исследования электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ), состав и назначение модулей, используемых в работе. 2. Собрать схему для экспериментального исследования ДПТ. Провести пробное включение. 3. Снять естественную механическую и электромеханическую характеристику. 4. Провести обработку экспериментальных данных, составить отчет и сделать заключение по работе. Пояснения к работе 1. В лабораторной работе используются следующие модули: – модуль питания стенда (МПС); – модуль питания (МП); – модуль добавочных сопротивлений №1 (МДС1); – силовой модуль (СМ); – модуль преобразователя частоты (ПЧ); – модуль ввода/вывода (МВВ). 2. Схема для исследования двигателя постоянного тока независимого возбуждения представлена на рис. 1. Якорная цепь ДПТ подключается к выходу нерегулируемого источника постоянного тока МП через датчики тока и напряжения. Обмотка возбуждения подключается к нерегулируемому источнику постоянного тока МП. Выходы ДТ, ДН и ПЧН силового модуля подключаются к входам АDC1, АDC2 и АDC3 соответственно модуля МВВ. Тормозные режимы обеспечивает асинхронный электродвигатель, подключенный к преобразователю частоты, переведенному в режим регулирования момента. 3. Перед проведением лабораторной работы необходимо привести модули в исходное состояние: – переключатель SA1 модуля МДС1 установить в положение «∞». – для проведения работы на персональном компьютере должна быть запущена программа DeltaProfi и выбрана соответствующая работа. Описание программного обеспечения DeltaProfi приведено в приложении Д. – перед началом работы необходимо перевести ПЧ в режим регулирования по моменту (Приложение Б). – после перевода ПЧ в режим регулирования момента установить SA1 МДС1 в положение «0» и не менять до окончания работы.  Рис. 1. Схема для исследования двигателя независимого возбуждения 4. Снятие естественных механической и электромеханической характеристик Естественная механическая характеристика двигателя постоянного тока независимого возбуждения представляет собой зависимость частоты вращения от момента нагрузки при номинальных значениях напряжения якоря, тока возбуждения и отсутствии дополнительного сопротивления в якорной цепи: n = f(МН) при UЯ=const, iВ=const и RДЯ=0. Естественная электромеханическая характеристика двигателя независимого возбуждения представляет собой зависимость частоты вращения от тока якоря при номинальных значениях напряжения на зажимах якоря, тока возбуждения и отсутствии дополнительного сопротивления в цепи якоря: n = f(IЯ) при UЯ=const, iВ=const и RДЯ=0. Опыт проводится в следующей последовательности: – включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП соответственно, запуститься двигатель постоянного тока; – подать разрешение на работу ПЧ (SA3) и, выбрав переключателем SA1 модуля необходимое направление вращения, задавать с помощью потенциометра 9 RP1 тормозной момент. Если частота вращения двигателя увеличивается, поменять направление задания момента. – при проведении опыта контролировать ток якоря. Он не должен превышать 1,5А; – в процессе проведения опыта необходимо снять точку холостого хода, несколько точек двигательного режима. Данные опыта занесли в табл. 1.  Таблица 1
После проведения опыта установили все переключатели модулей в исходное состояние. Расчетные формулы: Мощность, подводимая к двигателю, Вт  Потери в якорной цепи ДПТ, Вт  где rЯ – сопротивление якорной цепи ДПТ (Приложение В), Ом. Мощность на валу двигателя:  где ΔPМЕХ.ДПТ – механические потери электродвигателя (Приложение В), Вт. Коэффициент полезного действия для двигательного режима  Частота вращения двигателя, 1/с  Момент на валу двигателя, Н∙м  2) Мощность, подводимая к двигателю, Вт  Потери в якорной цепи ДПТ, Вт  где rЯ – сопротивление якорной цепи ДПТ (Приложение В), Ом. Мощность на валу двигателя:  где ΔPМЕХ.ДПТ – механические потери электродвигателя (Приложение В), Вт. Коэффициент полезного действия для двигательного режима  Частота вращения двигателя, 1/с  Момент на валу двигателя, Н∙м  3) Мощность, подводимая к двигателю, Вт  Потери в якорной цепи ДПТ, Вт  где rЯ – сопротивление якорной цепи ДПТ (Приложение В), Ом. Мощность на валу двигателя:  где ΔPМЕХ.ДПТ – механические потери электродвигателя (Приложение В), Вт. Коэффициент полезного действия для двигательного режима  Частота вращения двигателя, 1/с  Момент на валу двигателя, Н∙м  4) Мощность, подводимая к двигателю, Вт  Потери в якорной цепи ДПТ, Вт  где rЯ – сопротивление якорной цепи ДПТ (Приложение В), Ом. Мощность на валу двигателя:  где ΔPМЕХ.ДПТ – механические потери электродвигателя (Приложение В), Вт. Коэффициент полезного действия для двигательного режима  Частота вращения двигателя, 1/с  Момент на валу двигателя, Н∙м  5) Мощность, подводимая к двигателю, Вт  Потери в якорной цепи ДПТ, Вт  где rЯ – сопротивление якорной цепи ДПТ (Приложение В), Ом. Мощность на валу двигателя:  где ΔPМЕХ.ДПТ – механические потери электродвигателя (Приложение В), Вт. Коэффициент полезного действия для двигательного режима  Частота вращения двигателя, 1/с  Момент на валу двигателя, Н∙м  По данным табл. 1 построили механическую, электромеханическую характеристики, а также зависимость) f(MВ), f(IЯ).   6. Построение энергетических диаграмм Энергетические диаграммы представляют собой графическое отображение распределения потерь и показывают направление потоков мощностей в электроприводе. Диаграмма отображается в масштабе для конкретного режима работы и для конкретной точки. Направление потоков мощностей показывается стрелками с указанием величин потерь. Диаграмма для двигательного режима представлен на рис. 2  Рис. 2. Энергетическая диаграмма ДПТ для двигательного режима Контрольные вопросы Как изменить направление вращения ДПТ? Ответ: Чтобы изменить направление вращение ДПТ с последовательным возбуждением необходимо поменять направления тока в ОВ или обмотке якоря. Практически, это делается изменением полярности: меняем плюс с минусом местами. Если же поменять одновременно полярность в цепях возбуждения и якоря, тогда направление вращения не изменится. Аналогично делается реверс и для моторов, работающих на переменном токе. Почему у ДПТ возрастает ток якоря при увеличении нагрузки на его валу? Ответ: Возрастание тока якоря напрямую связано с увеличением нагрузки на вал двигателя, следовательно, скоростная характеристика отражает зависимость частоты вращения от нагрузки на вал двигателя. Почему при уменьшении тока возбуждения частота вращения ДПТ возрастает? Ответ: Потому, что у ДПТ скорость пропорциональна напряжению питания и ОБРАТНО-ПРОПОРЦИОНАЛЬНА потоку возбуждения. Соответственно уменьшая ток возбуждения, увеличивается скорость. Если резко сбросить ток возбуждения (обрыв обмотки возбуждения) двигатель идет в разнос. Как должен изменяться ток якоря при уменьшении тока возбуждения и постоянном моменте сопротивления на валу двигателя? Ответ: При уменьшении тока возбуждения уменьшается магнитный поток Фв. Следовательно, уменьшается ЭДС якоря. Из уравнения электрического равновесия видно, что напряжение на выходе генератора уменьшится. Если напряжение уменьшается, то уменьшается и ток нагрузки и, следовательно, ток якоря. Электромагнитный момент уменьшается еще в большей степени, так как зависит и от тока возбуждения и от тока якоря. Как изменится вид механической характеристики двигателя, если ввести в цепь якоря добавочное сопротивление RДЯ? Ответ: При введении в цепь ротора AD добавочного активного сопротивления увеличивается критическое скольжение, максимум критического момента смещается в сторону больших скольжений, а величина его не меняется, т. к. он не зависит от активного сопротивления роторной цепи. Введение в цепь ротора добавочного активного сопротивления используется для ограничения пускового тока и увеличения пускового момента. 6. Нарисовать приблизительный вид энергетический диаграммы в точке короткого замыкания (моментного тормоза).  |