Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Федеральное агентство по образованию
Филиал государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
Уфимский государственный нефтяной технический университет
(Филиал ГОУ ВПО УГНТУ в г. Салавате)
Электрический привод
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА
Отчет по лабораторной работе № 1
ЭАПП-140610.65-03.01.11 ЛР
Исполнитель:
студент гр. АП-05-21 А. П. Новикова
Руководитель:
доцент Н. К. Буланкин
Салават 2008
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА
Цель работы: исследование статических режимов работы разомкнутых систем электропривода постоянного тока с независимым возбуждением.
1 Описание лабораторной установки
Лабораторная установка представляет собой комплектный реверсивный электропривод постоянного тока КЕМЕК, который состоит из стойки управления и электромеханического агрегата.
В состав стойки управления входят два реверсивных тиристорных преобразователя типа 2РЕВ16.
В состав электромеханического агрегата входят два высокомоментных двигателя постоянного тока типа 1ПИ 12.11-11 202 МОН и тахогенератор. Двигатели и тахогенератор размещены в цилиндрическом корпусе и соединены между собой механическим валом. Один двигатель является рабочим или исследуемым, другой - нагрузочным, с помощью которого создается момент сопротивления.
Измерительные приборы и органы управления расположены на передней панели стойки панели управления.
2 Основные теоретические положения
Электропривод – это электромеханическая система, состоящая из электрического и электромеханического преобразователей, исполнительного механизма и устройства управления.
Статические характеристики электропривода постоянного тока - это его механические и рабочие характеристики.
Механическая характеристика представляет собой зависимость скорости вращения электропривода от момента на его валу. Механические характеристики разомкнутых систем электропривода определяются только свойствами электродвигателей, а механические характеристики замкнутых систем электропривода дополнительно зависят от характеристик обратных связей.
Статическая механическая характеристика электропривода постоянного тока с независимым возбуждением определяется уравнением
, (1)
где – скорость вращения, рад/с;
М - момент на валу двигателя, Нм;
Uя – напряжение якоря, В;
Rя – суммарное сопротивление в цепи якоря, Ом;
k – конструктивный коэффициент;
Ф – магнитный поток, Вб.
Положение механической характеристики и угол её наклона определяются скоростью вращения идеального холостого хода ωо и модулем жёсткости βе соответственно. Эти параметры можно определить по следующим зависимостям
, (2)
. (3)
Произведение
с = kФ (4)
называется коэффициентом ЭДС двигателя постоянного тока. При постоянном магнитном потоке Ф = Фном его можно определить по данным режима идеального холостого хода, когда можно считать, что напряжение на зажимах обмотки якоря равно ЭДС обмотки якоря, то есть Uяо = Ея. Тогда значение величины с определится по зависимости
. (5)
Вращающий момент на валу исследуемого электродвигателя можно определить по формуле
, (6)
где Iя – ток якоря исследуемого двигателя.
3 Выполнение лабораторной работы
Определение значений угловой скорости вращения и соответствующих значений ЭДС исследуемого двигателя выполняли в следующей последовательности:
1) собрали разомкнутую систему электропривода с исследуемым двигателем; 2) установили напряжение питания на исследуемом двигателе, равным 20 В;
3) установили нулевое значение тока исследуемого двигателя;
4) определили значения угловой скорости вращения и соответствующее значение ЭДС исследуемого двигателя по показаниям вольтметра при согласном направлении вращения двигателей;
5) повторили измерения для напряжения питания на исследуемом двигателе 30 В и 40 В;
6) повторили проделанные операции для реверсивного вращения двигателей.
Снятие статических механических характеристик выполняли в следующей последовательности:
3) при встречном направлении вращения двигателей для 7 значений тока якоря исследуемого двигателя сняли значения угловой скорости вращения, добившись изменения направления вращения исследуемого двигателя, тем самым переведя его из двигательного режима в режим торможения противовключением;
4) при согласованном направлении вращения двигателей для 7 значений тока якоря исследуемого двигателя сняли значения угловой скорости вращения, добившись изменения тока якоря исследуемого двигателя и, тем самым переведя его из двигательного режима в режим генераторного торможения.
Эксперименты по пунктам 3, 4 повторили для напряжений на якоре исследуемого двигателя, равных 30 В и 40 В.
Результаты экспериментов приведены в таблицах 1…3.
5 Обработка результатов экспериментов
5.1 Определим значения коэффициента ЭДС двигателя по (5). Данные для расчётов записаны в таблице 1.
Таблица 1 – Значения Еном и ω
|
, В |
20 |
30 |
40 |
|
ω, рад/с |
120 |
140 |
150 |
Подставив числовые значения в (5), получим:
- для 20 В
;
- для 30 В
;
- для 40 В
.
Определим среднее арифметическое значение коэффициента ЭДС исследуемого двигателя
, (7)
.
5.2 Определим значения вращающего момента на валу исследуемого электропривода при встречном включении двигателей М1 и М2 по (6).
Результаты экспериментов и расчётные значения запишем в таблицу 2.
Таблица 2 – Результаты расчётов и экспериментов ()
|
В |
30 В |
40 В |
||||||
|
, A |
, рад/с |
M, H·м |
Iя, A |
, рад/с |
M, H·м |
I, A |
, рад/с |
M, H·м |
|
0,9 |
12 |
0,153 |
1,2 |
25 |
0,024 |
1,9 |
34 |
0,513 |
|
1,5 |
2 |
0,255 |
1,5 |
19 |
0,031 |
2,5 |
26 |
0,675 |
|
4,1 |
-18 |
0,697 |
2,2 |
11 |
0,044 |
3 |
20 |
0,81 |
|
4,5 |
-21 |
0,765 |
4,9 |
-6 |
0,098 |
4,3 |
9 |
1,161 |
|
5 |
-26 |
0,85 |
6,2 |
-18 |
0,124 |
6 |
-2 |
1,62 |
|
6,1 |
-35 |
1,037 |
8,5 |
-32 |
0,17 |
8,5 |
-19 |
2,295 |
|
8,6 |
-51 |
1,462 |
10,5 |
-47 |
0,21 |
10,7 |
-35 |
2,889 |
По полученным значениям построим семейство механических характеристик при включении двигателей М1 и М2 встречно (рисунок 1).
5.3 Определим значения вращающего момента на валу исследуемого электропривода при согласном включении двигателей М1 и М2 по (6).
Рисунок 1 – Семейство механических характеристик при
Результаты экспериментов и расчётные значения запишем в таблицу 3.
Таблица 3 – Результаты расчётов и экспериментов ()
|
В |
30 В |
40 В |
||||||
|
, A |
, рад/с |
M, H·м |
Iя, A |
, рад/с |
M, H·м |
I, A |
, рад/с |
M, H·м |
|
0,9 |
19 |
0,153 |
1,2 |
25 |
0,024 |
1,9 |
28 |
0,513 |
|
0,4 |
31 |
0,068 |
0,8 |
40 |
0,016 |
1,1 |
52 |
0,297 |
|
0 |
42 |
0 |
0,1 |
60 |
0,017 |
0,7 |
64 |
0,189 |
|
-0,2 |
51 |
-0,034 |
0 |
62 |
0 |
0,2 |
80 |
0,054 |
|
-0,5 |
63 |
-0,085 |
-0,2 |
69 |
-0,004 |
0 |
88 |
0 |
|
-0,9 |
78 |
-0,153 |
-0,9 |
93 |
-0,018 |
-0,3 |
99 |
-0,081 |
|
-1 |
85 |
-0,17 |
-1 |
99 |
-0,02 |
-0,6 |
109 |
-0,162 |
По полученным значениям построим семейство механических характеристик при включении двигателей М1 и М2 согласно (рисунок 2).
Рисунок 2 – Семейство механических характеристик при
Вывод
В данной лабораторной работе нами были изучены статические характеристики электропривода постоянного тока, сделаны необходимые вычисления, построены графики механических характеристик при встречном и согласном включении двигателей.
Контрольные вопросы
1 Структура и принцип работы комплектного электропривода постоянного тока КЕМЕК
2 Принцип работы реверсивного тиристорного преобразователя
3 Статические механические характеристики электропривода при изменении напряжения якоря
4 Статические механические характеристики электропривода при изменении сопротивления в цепи якоря
5 Статические механические характеристики электропривода при изменении магнитного потока
6 Статические режимы работы электропривода
7 Характеристика двигательного режима работы
8 Характеристика режима генераторного торможения
9 Характеристика режима динамического торможения
10 Характеристика режима торможения противовключением