68607

Исследование генераторов постоянного тока

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Цель работы Приобретение практических навыков работы с генератором постоянного тока ГПТ и исследование основных характеристик ГПТ. Снятие внешних характеристик ГПТ при независимом и параллельном возбуждении. Снятие регулировочных характеристик ГПТ при независимом и параллельном возбуждении.

Русский

2014-09-24

113 KB

9 чел.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ   АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

                                                            Кафедра "Электротехника и электроника"

Исследование генераторов постоянного тока

Методические указания по выполнению лабораторной работы  №12

по дисциплине  «Электротехника  и электроника »

                                                          Ростов-на-Дону

2008

Составители   к.ф-м.н.,  доцент В.В.Мадорский,  ассистент  Б.Б.Кулагин

УДК. 681.3-181.4.06(07)

Исследование генераторов постоянного тока.

Методические указания по выполнению лабораторной работы №12 по дисциплине "Электротехника и электроника"/ Ростов-на-Дону, Издательский центр ДГТУ, 2007, 8с.

Предназначены для студентов дневного отделения специальностей  120100, 120200, 120300, 120400, 120500, 120600, 171000.

Печатается     но     решению     методической     комиссии     факультета «Автоматизация и информатика»

Научный редактор:         к.т.н., профессор  Б.М.Кулагин

Рецензент    к.т.н., профессор  Б.М. Кулагин

Редактор А.А.Литвинова

_________________________________________________________________

В печать

Объем  0.5 усл.пл.         у.ч.изд.л. Офсет. Формаг 60x84/16.

Бумага тип №3.    Заказ     .Тираж      .       

__________________________________________________________________

Издательский центр ДГТУ.

Адрес университета и полиграфического предприятия:

344010, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1.

  1.  Цель работы

       Приобретение практических навыков работы с генератором постоянного тока (ГПТ) и исследование основных характеристик ГПТ.

2. Содержание работы

2.1. Снятие характеристики холостого хода генератора с независимым возбуждением.                              

2.2.  Снятие внешних  характеристик ГПТ при независимом и параллельном возбуждении.

2.3.   Снятие регулировочных характеристик  ГПТ при независимом и параллельном возбуждении.

2.4. Построение и анализ характеристик ГПТ.

3. Особенности правил и мер техники безопасности при проведении экспериментальных исследований

      Студенты допускаются к выполнению экспериментов только после того, как ознакомятся с расположением всех измерительных приборов и органов управления на панели стенда и чётко усвоят последовательность операций пуска и содержание экспериментов.

      Длительность включения стенда во избежание его перегрева не должна превышать 10 минут.

4. Подготовка к выполнению работы

      Для выполнения работы необходимо:

4.1.  Изучить тему «Машины постоянного тока» ([1], с. 371-396; [2], с.73- 86).

4.2.  Подготовить бланк отчёта, содержащий цель работы, принципиальную схему экспериментальной установки (рис. 1), табл.1-4.

5. Описание лабораторной установки

      Установка для исследований (рис.1) выполнена в виде стенда «АД-ГПТ» (электропривод: асинхронный двигатель - генератор постоянного тока), состоящего из двух электрических машин, валы которых соединены муфтой, и щита управления. Питание АД осуществляется от трёхфазной сети переменного тока линейным напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Обмотка возбуждения ГПТ с помощью переключателя S1 может подключаться как к независимому источнику питания постоянного тока напряжением 125В («незав. возб.»), так и в режиме самовозбуждения параллельно выходу генератора («парал.  возб.»).

     ГПТ служит для преобразования механической энергии, сообщаемой ему приводным двигателем (АД), в электрическую энергию постоянного тока, получаемую в виде э.д.с. на выходных зажимах генератора

E = СЕ*Ф*n

где СЕ - конструктивная постоянная ГПТ;

     Ф -  магнитный поток;

      n  - частота вращения якоря, об/мин.

                           

Рис.1. Упрощенная электрическая принципиальная схема лабораторного стенда электропривода «АД-ГПТ» для исследования генератора постоянного тока.

         Для снятия внешней и регулировочной  характеристики ГПТ  в схеме стенда  (рис.1) предусмотрены сопротивления R1-R4, которые вводятся с помощью переключателей S2-S5.

        Работа ГПТ с параллельным возбуждением является предпочтительной, т.к. не требует дополнительного источника питания, однако возможна только при мощностях, потребляемых нагрузкой не выше 0.5-1 кВт, т.к. низкоомная  нагрузка закорачивает высокоомную обмотку возбуждения, что ведет к срыву возбуждения ГПТ.

        В этом случае необходимо использовать ГПТ с независимым возбуждением.

       ГПТ применяются для качественной сварки, зарядки аккумуляторов, для питания обмоток возбуждения синхронных машин, гальванических ванн.

6. Порядок проведения экспериментов

6.1. Снять характеристику холостого хода ГПТ с независимым возбуждением, для чего:

-    переключатель «измер. мощности»  установить в положение «пуск»;

-    переключатель режима возбуждения S1 установить в положение «незав.  возб.»;

-    тумблеры S2-S5 для включения нагрузки RI-R4 отключить;

-    реостат плавной регулировки в цепи возбуждения Rp вывести до нуля, а ступенчатый ввести на максимальное сопротивление, повернув до упора против часовой стрелки.

      Запустить АД и снять зависимость э.д.с. ГПТ от тока возбуждения  IВ при возрастании тока возбуждения от 0 до IBMAX - восходящая ветвь характеристики холостого хода, и при его уменьшении от IBMAX до IВ =0 -нисходящая ветвь.

        Измерения производить, переключая RР на одно деление. Результаты измерений занести в табл. 1.    

                                                                                                              Таблица 1

Характеристика холостого хода

Увеличение А

Э.д.с. ГПТ - Е, В

Уменьшекне I , А

Э.д.с. ГПТ - ЕLВ

^

 

6.2. Снять внешнюю характеристику ГПТ с независимым возбуждением, для чего установить выходное напряжение ГПТ на холостом ходу , равное 110 В, с помощью регулировочного реостата Rp вращением сначала ступенчатого переключателя «напр. ген.», а затем регулятора плавной настройки.

                                                                                                                 Таблица 2

Внешняя  характеристика ГПТ с независимым возбуждением

Парамет  ры ГПТ

Изменение параметров ГПТ от числа резисторов нагрузки

0

1

2

3

4    

Ur.B 

 

 

 

 

 

In, A 

 

 

 

 

 

Ifl,A 

 

 

 

 

 

         Получить зависимости выходного напряжения ГПТ от тока  нагрузки UГ = f(IH), изменяя величину IH включением резисторов нагрузки R1-R4. При этом необходимо регистрировать характер изменения как тока нагрузки IН,  так и тока возбуждения IВ . Результат измерений занести в табл. 2. После эксперимента резисторы нагрузки отключить.

6.3. Снять внешнюю  характеристику ГПТ с параллельным возбуждением, для чего:

-    уменьшить ток возбуждения до нуля с помощью ступенчатого регулятора RP;

-    переключить обмотку возбуждения ГПТ на параллельное возбуждение «парал. возб.»;

-    установить выходное напряжение ГПТ на холостом ходу равным 110 В, таким же, как и для ГПТ с независимым возбуждением;

    Получить зависимости UГ = f(IН)  аналогично предыдущему эксперименту (6.2.1). Результаты измерений занести в табл. 3. После эксперимента отключить нагрузку.

                                                                                               Таблица 3

Внешняя  характеристики ГПТ с параллельным возбуждением

Параметры ГПТ

Изменение

пара» _J[ 

/ICTOOB П П

от

числа резисторов нагрузки

0

1

2

!

3             1

4

Ur, В

 

 

 

 

 

 

 

In, A 

 

--------- И-

 

4— -

 

 

IB, A 

 

т^

|

 

 

6.4. Снять регулировочную характеристику  ГПТ.

6.4.1. Чтобы снять регулировочную характеристику  ГПТ с независимым возбуждением, необходимо:

-    переключатель режима возбуждения S1 установить в положение «незав.  возб.»;

-    тумблеры S2-S5 для включения нагрузки RI-R4 отключить;

-    реостат плавной регулировки в цепи возбуждения Rp вывести до нуля, а ступенчатый ввести на максимальное сопротивление, повернув до упора против часовой стрелки.

-   установить выходное напряжение ГПТ на холостом ходу, равное 100 В, с помощью регулировочного реостата Rp вращением сначала ступенчатого переключателя «напр. ген.», а затем регулятора плавной настройки.

       Снять зависимость  IН = f(IВ), изменяя величину IH включением резисторов нагрузки R1-R4. При этом необходимо контролировать напряжение  UГ =100 В, изменения величину тока возбуждения IВ с помощью регулировочного реостата Rp. Результат измерений занести в табл. 4.

6.4.2.   Снять регулировочную характеристику  ГПТ с параллельным возбуждением, для чего                     

-    переключатель режима возбуждения S1 установить в положение ««парал. возб.»;

-    тумблеры S2-S5 для включения нагрузки RI-R4 отключить;

    Аналогично п.6.4.1 ,  установив напряжение  UГ =100 В, снять зависимость  IН = f(IВ). Результат измерений занести в табл. 4.

                                                                                                 

                                                                                                         Таблица 4.

  Регулировочная характеристика ГПТ с различным видом возбуждения.

 

                7. Обработка результатов эксперимента

7.1. Построить характеристику холостого хода ЕЯ = f(IB) при n= const, IН=0.

Эта зависимость (рис.2) аналогична   кривой намагничивания магнитной цепи машины.

Начальный участок её линейный. С началом магнитного насыщения линейность нарушается, замедляется рост  э.д.с.  Нисходящая ветвь идёт выше за счёт гистерезиса магнитной цепи.  Остаточная э.д.с. наводится остаточным магнитным потоком магнитной системы.

Характеристика показывает регулировочные возможности ГПТ.  Номинальный режим выбирают при токе возбуждения, соответствующем началу насыщения.

Рис.2. Характеристика холостого хода ГПТ: 1 - восходящая ветвь, 2 - нисходящая ветвь

7.2.  Построить на одном графике внешние характеристики ГПТ при независимом и параллельном возбуждении UГ = f(IН) при n=const.

7.3.  Построить на одном графике регулировочные  характеристики ГПТ при независимом и параллельном возбуждении IН = f(IВ) при UГ =100 В.

            

                                   8. Контрольные вопросы

8.1.   Изобразите схемы замещения генераторов независимого, параллельного возбуждения и покажите на них токи и ЭДС

8.2.   Поясните устройство и назначение основных  частей генератора постоянного тока

8.3   Как изменится э. д. с. генератора, если число проводников обмотки якоря увеличить в три раза при прочих равных условиях?

84.   Каким путем можно увеличить э. д. с. генератора

8.5.  Каким образом регулируется напряжение генератора и какая характеристика показывает его регулировочные возможности?

8.6.  Как изменится ток возбуждения, напряжение, ток нагрузки генератора с параллельным возбуждением, если увеличить сопротивление в цепи обмотки возбуждения при неизменном сопротивлении нагрузки генератора?

8.7.  Объяснить характер изменения измеренных характеристик ГПТ при различных способах возбуждения.

8.8.  Чем объясняется уменьшение напряжения на выходе генератора для внешней характеристики? Почему у ГПТ с параллельным возбуждением это уменьшение больше?

8.9.   Когда применяют ГПТ с независимым и когда с параллельным возбуждением?

8.10. Объясните характер изменения тока возбуждения при снятии внешней характеристики ГПТ с независимым и с параллельным возбуждением?

    

                                            Литература

1.  Касаткин  А С., Немцов М.В. Электротехника. Учебник для ВУЗов. - М: Изд. центр. «Академия», 2005.- 544 с.

2.   Кулагин Б.М. Электротехника, электроника, электропривод. Часть П. Электроизмерения.   Электромагнитные   цени   и   электромагнитные   аппараты. Электрические машины и основы электропривода. Учеб пособие. Ростов-на-Дону: Изд. центр ДГГУ, 1996г., 148 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26341. Предпосылки и начало промышленной революции в Англии. Её экономические и социальные результаты 24.26 KB
  Предпосылки и начало промышленной революции в Англии. в Англии раньше чем в других странах начался промышленный переворот. Несомненно важным фактором стимулировавшим промышленную революцию в Англии была иностранная конкуренция. Эти капиталы и явились важным источником индустриализации Англии именно они позволили Англии ранее других стран совершить промышленную революцию.
26342. Внутренняя и внешняя политика Англии в XVIII в. Виги и тори 25.82 KB
  Внутренняя и внешняя политика Англии в XVIII в. Внешняя политика: В XVIII веке Англия после двух революций окончательно сформировавшая свой политический строй ведет планомерную политику расширения торговли и колоний. Это была политика найма друзей и натравливания их на своего главного врага каким в XVIII веке для Англии стала Франция. XVIII век время которое создало великую Английскую империю был временем ожесточенного поединка за эту империю между Францией и Англией.
26343. Политическое и социально-экономическое развитие колоний в Северной Америке в XVII – п.п. XVIII в. 15.69 KB
  Политическое и социальноэкономическое развитие колоний в Северной Америке в XVII п. Начало английским владениям на атлантическом побережье Северной Америки было положено в 1607 году когда была основана первая из колоний Виргиния. Постепенно на Атлантическом побережье из захваченных у индейцев земель образовалось 13 колоний. Эта особенность рабовладельческого хозяйства и погоня за наживой толкали плантаторов к непрерывному расширению территории колоний.
26344. Политика Англии в колониях и причины войны за независимость 24.38 KB
  Этой политике соответствовал характер развития южных колоний с их плантационным хозяйством. английский парламент нашел успехи промышленности колоний настолько угрожающими что запретил сооружать в них прокатные станы железорезальные мастерские. Экономическое развитие 13 колоний происходило значительно быстрее чем развитие французской Канады. Так население этих колоний выросло с 275 тыс.
26345. Североамериканская война за независимость и образование США 18.58 KB
  В нем убедительно доказывалось насколько абсурдно бороться за свободу не порывая с метрополией и что только независимость и республиканский образ правления дадут Америке великое будущее. а также на традицию борьбы за свободу американских колонистов. Все люди сотворены равными гласила Декларация независимости все они одарены Создателем некоторыми неотъемлемыми правами к числу которых относятся право на жизнь свободу и стремление к счастью. Говоря о естественных и неотчуждаемых правах человека Джефферсон изменил традиционную...
26346. Политическая борьба в США после окончания Войны за независимость. Американская конституция 1787 г 20.18 KB
  представляла отдельным штатам фактическую самостоятельность вплоть до права объявления войны; конгресс же конфедерации являлся консультативным органом и даже бюджет его составлялся только из добровольных взносов штатов. Уже первая конституция Статьи конфедерации знала институт президента глава которого возглавлял Конгресс своего рода собрание дипломатов тринадцати участвующих штатов. в большинстве отдельных штатов была разработана новая конституция губернаторов сделали чисто исполнительными органами парламентов урезав ссылаясь на...
26347. Франция в п.п. XVII в. Ришелье 20.09 KB
  Ришелье. Ришелье занимал пост первого министра Людовика XIII и был фактическим руководителем государства. Ришелье и политика укрепления абсолютизма. Ришелье многое сделал для укрепления абсолютизма.
26348. Внутренняя и внешняя политика Франции в годы правления Людовика XIV 19.96 KB
  Внутренняя и внешняя политика Франции в годы правления Людовика XIV. Внутренняя политика Людовика XIV Внешний блеск царствования Людовика XIV страшно истощил силы населения которое временами очень бедствовало особенно во вторую половину царствования когда Людовика XIV окружали в основном бездарности или посредственности. Сосредоточивая управление всеми делами в своих руках или в руках министров Людовик XIV окончательно утвердил во Франции систему бюрократической централизации. Стесняя права церкви по отношению к королевской власти и...
26349. Французская абсолютная монархия в XVIII в. – внутренняя и внешняя политика Людовика XV 13.64 KB
  внутренняя и внешняя политика Людовика XV. Система Людовика XIV привела страну к совершённому разорению под бременем тяжёлых налогов громадного государственного долга и постоянных дефицитов. И Людовик XV и Людовик XVI были люди беспечные не знавшие иной жизни кроме придворной; они ничего не сделали для улучшения общего положения дел. В начале царствования Людовика XV который приходился Людовику XIV правнуком за малолетством короля управлял герцог Орлеанский Филипп.