Опыт холостого хода.
Рис. 5. Схема замещения трансформатора на холостом ходу
Так как в опыте холостого хода вторичная обмотка замкнута на вольтметр
с высоким сопротивлением, можно считать, что ток вторичной обмотки I20=0,
падение напряжения во вторичной обмотке также равно нулю, а ЭДС вторичной
обмотки равна показанию вольтметра, т.е. Е2=U20. Ввиду малого тока холостого
хода, падением напряжения в первичной обмотке можно пренебречь и считать
что 
, тогда отношение электродвижущих сил
в формуле (3) можно заменить отношением напряжений. Схема замещения трансформатора
на холостом ходу (рис. 5) содержит только элементы намагничивающей цепи
R12 и x12. Для нее известны измеренное экспериментально напряжение U10,
мощность P0 и ток холостого хода I10.
Эти данные легко позволяют, пользуясь законами Ома, Джоуля-Ленца и треугольником сопротивлений, определить сопротивления намагничивающей цепи: полное - z12, активное - R12, реактивное - х12 и коэффициент мощности, также как это делали при выполнении работы ”Последовательная цепь переменного тока”.
i0 - ток холостого хода, выраженный в процентах от номинального - эта величина заносится в паспорт трансформатора.
2. Опыт короткого замыкания.
Рис. 6. Схема замещения трансформатора при коротком замыкании
Так как в опыте короткого замыкания напряжение, подводимое к первичной обмотке, много меньше номинального, магнитный поток в сердечнике также будет очень мал.
Схема замещения трансформатора (рис. 6) будет содержать только элементы, учитывающие потери в обмотках (RК) и индуктивное падение напряжения (хК). Измеренные значения напряжения короткого замыкания U1к, мощность потерь короткого замыкания РК и тока I1H, позволяют определить параметры схемы замещения (RК - активное сопротивление, хК - индуктивное сопротивление, zК - полное сопротивление, а также коэффициент мощности при коротком замыкании), точно также, как это делали при обработке экспериментальных данных опыта холостого хода, и при выполнении работы ”Последовательная цепь переменного тока”.
uК - напряжение короткого замыкания, выраженное в процентах от номинального, обычно заносится в паспорт трансформатора.
3. Опыт нагрузки.
Коэффициентом загрузки - называется отношение тока, протекающего в обмотках трансформатора, к номинальному току той же обмотки. Активная мощность Р2 передаваемая в нагрузку равна активной мощности Р1, измеренной экспериментально, за вычетом всех потерь мощности.
Преобразование энергии в трансформаторе сопровождается потерями энергии на перемагничивание сердечника и нагрев обмоток.
Потери в сердечнике для данного трансформатора постоянны, не зависят от нагрузки и определяются в опыте холостого хода, т.е.:
|
|
(7) |
.Потери в медных обмотках пропорциональны квадрату коэффициента загрузки:
|
|
(8) |
.Коэффициент мощности - cos1 определяется соотношением активной мощности Р1 к полной U1I1. Коэффициент полезного действия - отношение активной мощности передаваемой в нагрузку к активной мощности, получаемой трансформатором из сети.
7. Содержание отчета
Наименование и цель работа.
Технические данные оборудования и электроизмерительных приборов.
Схема экспериментальной установки.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7
Испытание двигателя постоянного тока
Цель работы:
Изучить принцип действия и устройство двигателя постоянного тока с параллельным (независимым) возбуждением.
Ознакомиться с особенностями и порядком пуска двигателя.
Снять и построить рабочие и механическую характеристики.
Освоить способы регулирования частоты вращения двигателя.
Указания к работе
Используя рекомендованную литературу, ознакомьтесь с принципом действия, конструкцией и назначением основных частей двигателя. Обратите внимание на конструкцию таких элементов, как якорь, коллектор, обмотка возбуждения.
Основной задачей при испытании двигателя является получение характеристик, по которым можно судить об эксплуатационных и регулировочных свойствах двигателя.
Из уравнения равновесия напряжений якорной цепи
|
|
(1) |
определяется ток обмотки якоря:
|
|
(2) |
|
где |
(3) |
,
;ke - конструктивная постоянная;
RЯ - 0,002¸5 Ом, сопротивление обмотки якоря.
Непосредственный пуск двигателя при номинальном напряжении недопустим, вследствие большого пускового тока
|
|
(4) |
.Пусковой ток может превысить номинальный в 20-40 раз. Это опасно для коллектора, щеток и обмотки якоря. Для уменьшения пускового тока в цепь якоря на период пуска вводят пусковой резистор RП. С помощью RП величину пускового тока ограничивают до (2-2,5)-кратных значений от номинального тока якоря.
Рабочее задание
1. Ознакомьтесь с оборудованием и приборами. Внесите в таблицы 1 и 2 паспортные данные двигателя и основные сведения об измерительных приборах.
Таблица 1
|
Тип двигателя |
РН, кВт |
UH, B |
IH, A |
nH, об/мин |
, % |
Заводской номер |
Таблица2
|
Наименование и марка прибора |
Система измерения |
Класс точности прибора |
Диапазон измерения прибора |
2. Подготовьте лабораторную установку для снятия рабочих характеристик. Схема установки приведена на рисунке 1. Обозначения на схеме:
|
Д |
— испытуемый двигатель постоянного тока, типа 2ПН90МУХЛ4; |
|
ОВД |
— обмотка возбуждения двигателя; |
|
Ш1-Ш2 |
— выводы обмотки возбуждения; |
|
АД |
— асинхронный двигатель. Работает в тормозном режиме и служит нагрузкой для двигателя Д. С этой целью в статорную обмотку АД подается постоянный ток; |
|
|
— выводы обмотки статора. (Расположены на съемной панели в центральной части стенда); |
|
RH |
— нагрузочные резисторы; |
|
Т1¸Т9 |
— тумблеры нагрузочных резисторов; |
|
RП |
— пусковой резистор. Ограничивает ток якоря при пуске двигателя Д; |
|
RP |
— регулировочный резистор в цепи ОВД. Расположен рядом с двигателем; |
|
V |
— вольтметр переносный Э533; 300 В. Измеряет напряжение на якоре Д; |
|
А1 |
— амперметр переносной Э 514 (Э 526), 5 А. Измеряет ток якоря IЯ двигателя Д; |
|
А2 |
— амперметр переносной Э 513 (Э 525), 0,5 А; 1 А. Измеряет ток IВ обмотки возбуждения ОВД; |
|
А3 |
— амперметр переносной Э 514 (Э 526), 5 А. Измеряет ток I3 нагрузочных резисторов; |
 |
Рис. 1. Схема лабораторной установки
|
0 ± 250 В |
— клеммы источника регулируемого напряжения постоянного тока для подключения обмотки возбуждения генератора. Расположены на панели питания в правой части стенда; |
|
|
— клеммы источника постоянного тока с неизменным напряжением (расположены на съемной панели в центральной части стенда). |
220 ВДля измерения частоты вращения двигателя используется электронный тахометр. Значения n (об/мин) высвечиваются на цифровом индикаторе. Отсчет показаний производится в момент остановки цифр и повторяется не менее 2-3х раз для каждого измерения.
