Лабораторные работы по электротехнике

Физика, электротехника
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
ПОСТОЯННОГО ТОКА
АНАЛИЗ ЦЕПЕЙ ОДНОФАЗНОГО
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ТРЕХФАЗНАЯ ЦЕПЬ
ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО
ТРАНСФОРМАТОРА
ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА
ТРЕХФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ
ДВИГАТЕЛЬ
Исследование работы
выпрямительных схем
ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ
ПОСТОЯННОГО ТОКА
Цепи постоянного тока
Контрольная работа
Контрольная работа № 2.
Контрольная работа № 3.
Лабораторный практикум
Резонанс в последовательном
колебательном контуре
 
 
 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ (ШУНТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР)

I. Цель работы:

Ознакомиться с устройством машины постоянного тока, изучить основные особенности генератора с параллельным возбуждением, снять его основные характеристики; приобрести навыки управления генератором

 


Рис .6-1

II. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ

Машины постоянного тока применяют в качестве электродвигателей и генераторов. Генераторы постоянного тока широко использовались для питания электродвигателей и как источники электрической энергии для электроснабжения различных потребителей летательных аппаратов. Свойства генератора постоянного тока обусловлены в основном способом питания обмотки возбуждения. Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением обмотки возбуждения подсоединена через регулировочный реостат параллельно нагрузке, т.е. используется принцип самовозбуждения, при котором обмотка возбуждения получает питание непосредственно от обмотки якоря генератора.

 Номинальный ток в параллельной обмотке генератора весьма мал по сравнению с номинальным током в обмотке якоря

Ток нагрузки , т.е. он совпадает с током якоря.

Конструкция ГПТ смешена с закрепленными на ней главными и добавочными полюсами; вращающийся якорь с обмоткой, с коллектором и щеточным аппаратом. На главных полюсах располагаются обмотки возбуждения. Для ГПД с параллельным возбуждением, обмотка возбуждения имеет большое число витков, изготовлена из провода малого сечения.

Генератор с параллельным возбуждением имеет особенную внешнюю характеристику.

1 – внешняя характеристика ГПТ параллельным возбуждением

2 –характеристика ГПТ

с независимым возбуждением

т.о. генератор может быть нагружен только до некоторого максимального тока. При дальнейшем снижении сопротивления нагрузки RH ток  начинает уменьшаться, т.к. напряжение U падает быстрее, чем уменьшается RH . На участке аб – работа неустойчива; в этом случае машина переходит в режим короткого замыкания. Внешняя характеристика снимается при неизмененном сопротивлении регулировочного резистора. При перегрузках поле генератора с параллельным возбуждением опрокидывается и установившийся ток при К3  может быть меньше. К3 таких генераторов опасны из-за того, что (переходный ток К3) значителен. При  может возникнуть круговой огонь на коллекторе.

Основные характеристики ГПТ.

1). Характеристика основного тока

2). Внешняя 

3). Регулировочная 

III. Программа исследований.

1. Ознакомиться с устройством машины постоянного тока и отдельных ее частей по разборному образцу.

2. Ознакомиться со стендом, определить все входящие в схему соединения части машины (зажимы якоря, обмотки возбуждения, реостаты, приборы, и т.д.) и записать паспортные данные машины.

3. Собрать электрическую цепь, изображенную на рис.6-1.

4. Включить асинхронный двигатель АД, и проверить работу генератора, наблюдая за показаниями вольтметра при полностью введенном регулировочном реостате Rр. В якоре появится небольшая ЭДС Е0 за счет потока остаточного намагничивания Фост . Если схема генератора собрана правильно, то при постепенном уменьшении сопротивления реостата показания вольтметра будет увеличиваться, т.е. машина возбуждается.

 Если показания вольтметра, наоборот уменьшаются, то это значит, что создаваемый током возбуждения Iв магнитный поток направлен навстречу потоку остаточного намагничивания - машина возбуждается. В этом случае необходимо остановить агрегат и изменить направление тока Iв, для чего меняют местами провода присоединения к зажимам обмотки возбуждения.

 Убедившись в том, что генератор возбуждается до ЭДС равной (1,1 ¸ 1,25) Uн , следует вновь ввести регулировочный реостат Rр, полностью снизив, таким образом, ЭДС в якоре до минимальной величины.

 5. Снять характеристику холостого хода при монотонном увеличении тока возбуждения от 0 до такой величания, когда напряжение на зажимах генератора будет равно (1,2 ¸ 1,25) Uн . Снять ту же характеристику в обратном напряжении. Нулевое значение тока возбуждения получается при размыкании ключа К в цепи возбуждения (рис. 6-1)

 Если увеличивая ток возбуждения, случайно перекинуть движок реостата дальше, то нужно записать получившуюся точку, и ни в коем случая не переводить движок реостата в обратном направлении (в этом случае получится "выпавшая" точка, принадлежащая нисходящей части петли гистерезиса магнитной цепи машины).

 6. Снять внешнюю характеристику генератора. При разомкнутой внешней цепи (включатель П) возбудить генератор до напряжения (1,05 -1 ): Записать величину тока возбуждения. Включить включатель П , и изменить ток нагрузки от 0 до 1 (1,1 ¸ 1,2)  (снять 5-6 точку), фиксируя при этом изменения напряжения на зажимах генератора и величину тока возбуждения. Сопротивление цепи возбуждения остается неизменным.

 Результаты измерений записать в таблицу 6-2. Вычислить номинальную потерю напряжения.

 7. Снять регулировочную характеристику. При отключенной нагрузке установить с помощью регулировочного реостата Rр напряжение на зажимах генератора, равное номинальному Uн . Включить выключатель П1 , изменить ток нагрузки в таких пределах, что и в п. 6. Изменением сопротивления регулировочного реостата Rр в цепи возбуждения добиваться обеспечения постоянного напряжения генератора (Uн=const)

 Данные наблюдений записать в таблицу 6-3. Определить относительное увеличение тока возбуждения

 8. Построить все характеристики генератора.

 9. Сделать вывод по работе:

а) объяснить какими физическими процессами определяются особенности каждой характеристики;

б) объяснить причину изменения тока возбуждения при снятой внешней характеристики. 

Таблица 6-2 1

 Iу, А

 U®, B

 U¬, B

 2

 I, A

 U®, B

 Ib. A

3

 I, A

 Iу, А

IY. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

 1. Каковы основные части машины постоянного тока.

 2. Почему при вращении якоря в его обмотке индуктируется ЭДС.

 3. Как получается постоянное напряжение на зажимах генератора постоянного тока.

 4. Чем отличается напряжение на зажимах генератора от его ЭДС.

 5. Каковы условия самовозбуждения генератора с параллельным возбуждением.

 6. Почему в генераторах с независимым возбуждением при снятии внешний характеристика ток возбуждения не изменяется, а в данной работе он падает.

 7. Какие кривые характеризуют свойства генератора постоянного тока. Нарисуйте их принципиальные схемы.

Лабораторные и контрольные работы по электротехнике