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

3 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

63895. АНАЛИЗ ФИНАНСОВОГО СОСТОЯНИЯ И ФИНАНСОВОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ООО «ИНАВТОСЕРВИС» 453.5 KB
  Финансовое состояние предприятия на момент исследования; тенденции и закономерности в развитии предприятия за исследуемый период; «узкие» места, отрицательно влияющие на финансовое состояние предприятия; резервы, которые предприятие может использовать для улучшения финансового состояния.
63896. Анализ феномена психопатологии на современном этапе развития общества 26.96 KB
  В некоторых вопросах современная медицина в лице психологии и психотерапии с их технологическими нововведениями признают свое бессилие говоря о том что душа человека как и ее свойства нормальные и патологические до конца не изучены. Утверждают что человеческое сознание формируется в результате исторического развития...
63897. Институт детства – что дальше? 36.5 KB
  Если сравнить прошлое и настоящее, детей современности и детей прошлого, детей XX века и детей начала XXI века, то мы заметим многие интересные черты. Предположим, что дети прошлого воспитывались в достаточно традиционной культуре...
63898. Этнические стереотипы и механизмы их становления 22.74 KB
  Мы пришли к выводу что в культуре отдельного народа и этноса можно отнести к стереотипам следующее: вербальное поведение; невербальное поведение мимика жесты телодвижения; национальный характер и представления о нем другими нациями...
63899. Трансформация института семьи 19.67 KB
  Семья базовая ячейка общества один из важнейших социальных институтов государства. В процессе радикальных социальных изменений вызванных модернизацией и глобализацией традиционные семьи находятся на распутье выбирая и балансируя между сохранением традиций...
63900. Образ «за границы» в глазах молодежи 37 KB
  В целом те кто был заграницей оценивают ее по следующим критериям: Климату: Невыносимая жара надоедает существует опасность стихийных бедствий. В России образование хуже чем заграницей. Психоэмоциональным оценкам: Заграницей другие люди.
63901. Стереотипная идентификация: восприятие представителей различных национальностей за границей 20.83 KB
  В первом вопросе предлагалось выбрать от 1 до 3 вариантов ответа в случае подтверждения факта общения с представителями какой либо из 3 национальностей китайцы корейцы японцы и отметить период знакомства указать в 10 летнем периоде или выбрать пункт никогда не сталкивался.
63902. Эмоциональные реакции, маркирующие трансгрессивный переход 36 KB
  Случается ли в бытии человека такая настроенность которая подводит его к самому Ничто и отвечает Ужас приоткрывает Ничто Но действительно ли это настроенность подводит человека к Ничто или всё же ситуация столкновения с Ничто вызывает эту настроенность Мы всё же возьмём ужас...
63903. Трансгрессия глобальной системы международно-правового регулирования 65.5 KB
  Основой глобального права может быть только международное право которое уже приобрело некоторые черты универсального регулятора. Глобализация это состояние мировой экономической системы охватывающей весь спектр человеческой деятельности происходящей от углубленной...