Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Студенческий документ № 046115 из МГСУ НИУ (МГСУ-МИСИ)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)"

Подлежит возврату

№ 0000

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

для студентов специальностей

230201 "Информационные системы и технологии",

230401 "Прикладная математика",

220201 "Управление и информатика в технических системах"

МОСКВА 2007

Составители: С.Н.Ковалев, В.Л.Лотоцкий, В.Т.Лузинский, И.П.Проворова, В.Н.Цыпкин

Редактор В.А.Мордвинов

Настоящие методические указания относятся к проведению лабораторных работ, связанных с исследованиям параметров и характеристик ряда электротехнических устройств, на персональных компьютерах с использованием электронных лабораторно-исследовательских модулей.

Материалы предназначены студентам специальностей 230201 "Информационные системы и технологии" (а также направления подготовки бакалавров 230200 "Информационные системы"), 230401 "Прикладная математика", 220201 "Управление и информатика в технических системах".

Печатаются по решению редакционно-издательского совета технического университета.

Рецензенты: В.С.Попов

И.П.Дешко

(c) МИРЭА, 2007

Литературный редактор .............

Подписано в печать ......... . Формат 60x84 1/16.

Бумага офсетная. Печать офсетная.

Усл. печ. л. .... Усл. кр. - отт. .... Уч.-изд. л. ....

Тираж ... экз. Заказ .... Бесплатно

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Московский государственный институт радиотехники,

электроники и автоматики (технический университет)"

119454, Москва, просп. Вернадского, 78

ВВЕДЕНИЕ

В современных автоматических и управляющих системах, в радиоэлектронной аппаратуре и средствах связи, в информационно-измерительной и вычислительной технике, а также во множестве других технических изделиях промышленного и бытового назначения широко используются электромагнитные статические, электромеханические, в том числе и электромашинные устройства (дроссели, трансформаторы, электродвигатели, генераторы, различного рода преобразователи и т.д.).

Настоящие методические указания относятся к лабораторным исследованиям параметров и характеристик некоторых распространенных электротехнических устройств из приведенного ряда. Работы проводятся на IBM-совместимых персональных компьютерах (ПК) с использованием блока электронных лабораторно-исследовательских модулей, разработанных на кафедре технических и информационных средств систем управления (ТИССУ) МИРЭА.

Материалы предназначены студентам ряда специальностей, осваивающим соответствующие дисциплины: 230201 "Информационные системы и технологии" (а также направления подготовки бакалавров 230200 "Информационные системы") - "Электротехника и электроника", 230401 "Прикладная математика" - "Общая электротехника и электроника", 220201 "Управление и информатика в технических системах" - "Элементы и устройства систем управления".

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Лабораторно-исследовательские модули функционируют под управлением ОС Windows.

После загрузки программы, реализующей работу одного из лабораторно-исследовательских модулей (пути доступа к файлам узнайте у ведущего преподавателя или лаборанта), на экране монитора появляется специальное (основное) окно, отводимое для дальнейшей работы с модулем и имеющее традиционный для Windows вид (рис.1).

В строке заголовка данного окна расположено название модуля. Ниже размещается строка главного меню, содержащего однотипные пункты: "Конструкция", "Параметры", "Схема", "Эксперимент", "Характеристики", "О программе", "Выход". При обращении к пункту главного меню модуля либо открывается дополнительное окно, обеспечивающее выполнение какого-либо этапа исследований, либо появляется ниспадающее подменю (см. рис.1), а затем уже, после обращения к требуемому пункту подменю, - соответствующее дополнительное окно.

При работе с некоторыми дополнительными окнами может возникнуть необходимость введения справочных данных на исследуемое устройство. Для этого предусмотрены имеющие белый фон окна ввода численных значений соответствующих величин (рис.2). Для изменения значения в таком окне следует щелкнуть мышкой внутри окна и после появления в нем мигающего курсора ввода набрать новое значение, используя обычные для приложений Windows приемы. При введении действительных чисел целую и дробную части следует разделять точкой.

После работы с дополнительным окном его необходимо закрыть, иначе дальнейшие действия будут невозможны. Закрыть дополнительное окно можно, щелкнув мышкой по присутствующей в данном окне кнопке "ОК", а при окончании работы с модулем - кнопки "Да" в диалоговом окне, открывающемся при вызове пункта главного меню "Выход". Впрочем, все окна, в том числе и основное окно модуля можно закрыть традиционным для Windows способом - щелчком мышью по кнопке "Х" в правом верхнем углу окна.

При обращении к пункту главного меню "Эксперимент" на экране появляется дополнительное окно, имитирующее стенд для проведения экспериментальных исследований. Помимо самого объекта исследований в стенде присутствуют приборы и элементы, которые требуются при натурном эксперименте (рис.3). Приборы, задающие конкретные режимы работы исследуемого устройства, снабжены подобными описанным выше (и тоже имеющими белый фон) окнами ввода численных значений величин, принудительно варьируемых пользователем в ходе проведения

эксперимента (см. рис.3а). На приборах и элементах могут быть расположены индикаторные окна (имеющие серый фон), в которых отражаются значения величин, также характеризующих режим работы объекта исследований (см. рис.3б и 3в). В случае наличия в стенде реостата (см. рис.3в) изменять значение его активного сопротивления можно путем буксировки мышкой движка реостата. Переключения коммутирующих элементов (см. рис.3г) можно осуществлять аналогичным образом - буксировкой мышкой рычажков переключателей. При этом о замкнутом состоянии каких-либо контактов свидетельствует красная линия между ними. После введения требуемых значений во все окна ввода, завершающегося нажатием клавиши "Enter" на клавиатуре ПК, и, если это нужно, установки состояний реостатов и переключателей в окнах ввода и индикаторных окнах (т.е. во всех информационных окнах стенда) будут высвечиваться все численные данные, необходимые для анализа заданного режима работы исследуемого устройства. При наличии в схеме стенда осциллографа (рис.3д) активизировать его экран (открыть дополнительное окно с соответствующей осциллограммой) можно двойным щелчком мышки на изображении прибора.

В случае задания опасных для устройства режимов работы открывается окно, содержащее сообщение об этом и рекомендации по изменению условий проведения опыта. Продолжить эксперименты можно только после закрытия этого окна одним из указанных выше способов.

Пункт главного меню "О программе" непосредственно в исследованиях не используется. При его вызове можно получить информацию о разработчиках лабораторно-исследовательского модуля, о средствах реализации программы, о требуемом аппаратном и программном обеспечении ПК.

Более подробные методические указания содержатся ниже, в соответствующих разделах, связанных с исследованиями параметров и характеристик конкретных электротехнических устройств.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основной

1. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины и микромашины: Учеб. для электротехн. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1990. - 528 с.

2. Волков Н.И., Миловзоров В.П. Электромашинные устройства автоматики: Учеб. для вузов по спец. "Автоматика и телемеханика". - М.: Высш. шк., 1986. - 335 с.

Дополнительный

1. Справочник по электрическим машинам: В 2-х т. Т.2 / Под общ. ред. И.П.Копылова, Б.К.Клокова. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 688 с.

2. Электротехнический справочник: В 3-х т. Т.2. Электротехнические устройства / Под общ. ред. В.Г.Герасимова и др. - М.: Энергоиздат, 1981. - 640 с.

3. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. - М.: Мир, 2000 - 863 с.

Лабораторная работа №1. ИССЛЕДОВАНИЕ

ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК

ТРАНСФОРМАТОРА МАЛОЙ МОЩНОСТИ

Программа работы

1. Получите у преподавателя задание на исследование конкретного типоразмера серийного трансформатора малой мощности.

2. Ознакомьтесь с конструктивным устройством трансформаторов той серии, в состав которой входит подлежащий исследованию типоразмер. Нарисуйте в тетради для лабораторных работ упрощенную конструктивную схему трансформатора.

3. Впишите в тетрадь и введите в лабораторно-исследовательский модуль обозначение типоразмера исследуемого трансформатора.

4. Впишите в тетрадь (при необходимости введите также в модуль) основные технические (справочные) данные на исследуемый типоразмер трансформатора.

5. Ознакомьтесь со схемой для исследования параметров и характеристик трансформатора и нарисуйте ее в тетради.

6. Снимите и постройте в тетради следующие характеристики исследуемого трансформатора:

- характеристики холостого хода (ХХ) - зависимости от напряжения на первичной обмотке трансформатора U1 потребляемых первичной обмоткой тока IО = f(U1 ) и активной составляющей мощности PО = f(U1 ), а также коэффициента мощности cos??О = f(U1 ) при разомкнутой вторичной обмотке; в процессе снятия этих характеристик проведите опыт ХХ;

- характеристики короткого замыкания (КЗ) - зависимости от напряжения на первичной обмотке трансформатора U1 потребляемых первичной обмоткой тока IК = f(U1 ) и активной составляющей мощности PК = f(U1 ), а также коэффициента мощности cos?К = f(U1 ) при замкнутой накоротко вторичной обмотке; при снятии характеристик проведите опыт КЗ.

4. По результатам опыта ХХ определите ориентировочное значение коэффициента трансформации k.

5. Нарисуйте в тетради схему замещения трансформатора с последовательным соединением элементов ветви намагничивания и по результатам опытов ХХ и КЗ рассчитайте ее параметры - r1 , x1 , , , rm и xm - для режимов работы трансформатора при номинальном напряжении на первичной обмотке, т.е. при U1 = U1Н .

6. Рассчитайте значение аварийного тока КЗ исследуемого трансформатора IК ав .

7. Снимите и постройте в тетради внешнюю характеристику трансформатора - зависимость напряжения на вторичной обмотке от тока в нагрузке U2 = f(I2 ), а также зависимости от тока в нагрузке тока в первичной обмотке I1 = f(I2 ) и КПД ? = f(I2 ) при номинальном напряжении на первичной обмотке и чисто активном характере нагрузки, т.е. при U1 = U1Н и cos??Н = 1 соответственно. Обозначьте на внешней характеристике точку, соответствующую номинальному режиму работы трансформатора.

8. Сравните полученные характеристики трансформатора со справочными.

Указания по выполнению работы

Ознакомиться с конструктивным устройством трансформаторов малой мощности серии ТС можно, обратившись к пункту главного меню "Конструкция". О конструкциях трансформаторов других серий можно узнать из соответствующих учебных или справочных материалов.

При обращении к пункту ниспадающего подменю "Выбор трансформатора" пункта меню "Параметры" открывается диалоговое окно, в котором можно выбрать либо трансформатор типоразмера ТС-31-1, данные о котором встроены в модуль, либо отметить пункт "Произвольный тип" (в этом случае обозначение типоразмера трансформатора в модуль не вводится).

Технические (справочные) данные на трансформатор ТС-31-1 можно наблюдать в окне, открывающемся при выборе пункта подменю "Технические данные трансформатора" пункта главного меню "Параметры". Если же ранее выбран "Произвольный тип", технические данные на трансформатор вводятся в модуль самостоятельно в том же окне (с использованием справочных материалов).

Пункт меню "Схема" позволяет ознакомиться со схемой для исследования параметров и характеристик трансформатора.

Окно, имитирующее стенд для проведения экспериментальных исследований трансформатора, открывается при выборе пункта меню "Эксперимент" (см. рис.4).

Стенд реализует следующие возможные режимы работы трансформатора (в зависимости от положений переключателей):

- режим холостого хода (при разомкнутой вторичной обмотке) - оба переключателя в положении "Выкл";

- режим короткого замыкания (при замкнутой накоротко вторичной обмотке) - левый переключатель в положении "Вкл", правый - в произвольном положении;

- режим работы трансформатора под нагрузкой (в цепь вторичной обмотки включено сопротивление нагрузки) - левый переключатель в положении "Выкл", правый - в положении "Вкл".

Напряжение, подаваемое на первичную обмотку трансформатора, задается в окне ввода "?UВЫХ " регулятора переменного напряжения, питающего данную обмотку (ввод значения напряжения заканчивается нажатием клавиши "Enter"). Сопротивление нагрузки в цепи вторичной обмотки изменяется перемещением ползунка на реостате (текущее значение сопротивления высвечивается в соответствующем индикаторном окне). После задания конкретного режима работы трансформатора в информационных окнах стенда высвечиваются значения всех величин, характеризующих этот режим.

При проведении исследований учитывайте, что задание режимов с U1 ? 1.2U1Н или I2 ? 1.2I2Н не допускается, так как такие режимы являются опасными или даже аварийными для трансформатора.

Перед началом исследования характеристик ХХ подготовьте в тетради таблицу для записи экспериментальных и расчетных данных на 8 ? 10 точек (см. табл.1.1).

Таблица 1.1

U1 , В Экспе- IО , А римент PО , Вт . . . U2О , В Расчет cos?О

Значения U1 целесообразно задавать в диапазоне от 0.2U1Н

до величины, близкой к 1.2U1Н , уменьшая интервалы изменения напряжения по мере его увеличения. Напряжение на вторичной обмотке U2О можно зафиксировать только при проведении опыта ХХ, т.е. в режиме ХХ при U1 = U1Н .

При расчетах используйте формулу:

. Перед началом исследования характеристик КЗ подготовьте в тетради таблицу для записи экспериментальных и расчетных данных на 6 ? 8 точек (см. табл.1.2).

Таблица 1.2

Экспе- U1 , В римент IК , А . . . PК , Вт Расчет cos?К

Значения U1 целесообразно задавать примерно с равными интервалами в диапазоне от 0.2UК до величины, близкой к 1.2UК , где UК - напряжение короткого замыкания, определяемое по формуле:

, В,

причем uК % - напряжение короткого замыкания, выраженное в процентах от U1Н .

Опыт КЗ теоретически необходимо проводить при I1 = I1Н, что практически должно примерно соответствовать заданию U1 = UК .

При расчетах используйте также формулу:

. Ориентировочное значение коэффициента трансформации можно определить по результатам опыта ХХ, используя выражение:

. Значения параметров ветви намагничивания в схеме замещения трансформатора определяются по результатам опыта ХХ с использованием следующих формул:

, Ом; , Ом, где , Ом.

Значения параметров ветвей первичной и вторичной обмоток в схеме замещения трансформатора определяются по результатам опыта КЗ с использованием формул:

, Ом, где , Ом;

, Ом, где , Ом,

причем , Ом.

Значение аварийного тока КЗ определяется из выражения:

, %. Перед снятием зависимостей U2 = f(I2 ), I1 = f(I2 ) и ? = f(I2 ) подготовьте таблицу для записи экспериментальных и расчетных данных на 6 ? 8 точек (см. табл.1.3).

Таблица 1.3

U1 = U1Н = ... В; cos?Н = 1 RН , Ом I1 , А Экспе- Р1 , Вт римент U2 , В . . . I2 , А 0 Р2 , Вт 0 Расчет ? , %

При проведении эксперимента целесообразно задавать режимы работы трансформатора с примерно равными интервалами изменения I2 в диапазоне от 0 (режим ХХ) до величины, близкой к 1.2I2Н , подбирая соответствующие значения RН . Учтите при этом, что ориентировочное значение RН , при котором I2 будет иметь требуемое значение, можно определить из выражения:

, Ом,

где U2Н - номинальное напряжение на вторичной обмотке, которое можно принять равным U2ХХ .

При расчетах используйте также формулу:

, %. Сравнить полученные характеристики трансформатора со справочными можно, используя соответствующие пункты подменю "Характеристики холостого хода", "Характеристики короткого замыкания" и "Внешняя характеристика" пункта главного меню "Характеристики".

Вопросы для самоконтроля

1. Расскажите о назначении, конструктивном устройстве и принципе действия однофазного двухобмоточного трансформатора.

2. Почему при изменении нагрузки магнитный поток в сердечнике трансформатора практически не изменяется по величине?

3. Напишите систему основных уравнений трансформатора. Что такое приведенный трансформатор? Напишите систему уравнений приведенного трансформатора.

4. Что такое схема замещения трансформатора? Каков физический смысл входящих в нее сопротивлений?

5. Как проводятся опыты ХХ и КЗ?

6. Как экспериментальным путем определить коэффициент трансформации трансформатора?

7. Как по результатам опытов ХХ и КЗ определить параметры схемы замещения трансформатора?

8. Как снимаются характеристики ХХ трансформатора? Поясните вид этих характеристик.

9. Как снимаются характеристики КЗ трансформатора? Поясните вид характеристик КЗ.

10. Какие виды потерь мощности имеют место в трансформаторе и как они влияют на его КПД?

11. Как выглядят внешние характеристики трансформатора малой мощности при различном характере нагрузки?

Лабораторная работа №2. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО КОЛЛЕКТОРНОГО МИКРОДВИГАТЕЛЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Программа работы

1. Получите у преподавателя задание на исследование конкретного типоразмера серийного микродвигателя постоянного тока (МДПТ).

2. Ознакомьтесь с конструктивным устройством микродвигателей той серии, в состав которой входит подлежащий исследованию МДПТ. Нарисуйте в тетради для лабораторных работ упрощенную конструктивную схему МДПТ.

3. Впишите в тетрадь и введите в лабораторно-исследовательский модуль обозначение типоразмера исследуемого МДПТ.

4. Впишите в тетрадь (при необходимости введите также в модуль) основные технические (справочные) данные на исследуемый типоразмер МДПТ.

5. Ознакомьтесь со схемой для исследования характеристик МДПТ и нарисуйте ее в тетради.

6. Снимите и постройте в тетради следующие характеристики исследуемого МДПТ:

- рабочие характеристики - зависимости от момента нагрузки на валу M частоты вращения n = f(M), потребляемого тока I = f(M), потребляемой мощности P1 = f(M), полезной мощности на валу P2 = f(M) и КПД ? = f(M) при номинальном напряжении питания, т.е. при U = UН = const;

- семейство механических характеристик n = f(M) при U = 0.4UН = const, U = 0.6UН = const, U = 0.8UН = const, U = UН = const и U = 1.2UН = const;

- семейство регулировочных характеристик n = f(U) при M = 0 = const, M = 0.2MП = const (где MП - пусковой момент), M = 0.4MП = const, M = 0.6MП = const, а также при M = MН = const.

7. Сравните построенные характеристики со справочными.

Указания по выполнению работы

Ознакомиться с конструктивным устройством микродвигателей серий ДПР и ДПМ можно, обратившись к пункту главного меню "Конструкция" и выбрав соответствующий пункт ниспадающего подменю ("Серия ДПР" или "Серия ДПМ"). О конструкциях МДПТ других серий можно узнать из соответствующих учебных или справочных материалов.

Типоразмер исследуемого МДПТ вводится в модуль в диалоговом окне, открывающемся при выборе пункта подменю "Выбор двигателя" пункта меню "Параметры". Поставив ?? напротив наименования соответствующей серии ("ДПР" или "ДПМ"), можно выбрать один из пяти типоразмеров МДПТ указанной серии, данные о которых встроены в модуль. Если же типоразмера нет в предлагаемом списке или он входит в состав других серий, следует поставить ? у пункта "Произвольный тип" (в этом случае обозначение типоразмера МДПТ в модуль не вводится).

Технические (справочные) данные на выбранный серийный МДПТ можно наблюдать в окне, открывающемся при выборе пункта подменю "Технические данные МДПТ" пункта главного меню "Параметры". Если же ранее выбран "Произвольный тип", технические данные на МДПТ вводятся в модуль самостоятельно в том же окне (с использованием справочных материалов).

Пункт меню "Схема" позволяет ознакомиться со схемой для исследования характеристик МДПТ.

Окно, имитирующее стенд для проведения экспериментальных исследований МДПТ, открывается при выборе пункта меню "Эксперимент" (см. рис.5).

Напряжение, подаваемое на МДПТ, можно задавать в окне ввода "-U" питающего двигатель источника постоянного тока, а момент нагрузки на валу - в соответствующем окне ввода "М" моментомера. После задания требуемых значений указанных величин (заканчивающегося нажатием клавиши "Enter") в информационных окнах стенда высвечиваются значения всех величин, характеризующих режим работы МДПТ, в том числе потребляемого двигателем тока и частоты вращения.

При проведении исследований учитывайте, что задание значений U ? 1.2UН или M ? MП не допускается, так как это приводит к созданию опасных или даже аварийных условий работы МДПТ.

Перед началом исследования рабочих характеристик подготовьте в тетради таблицу для записи экспериментальных и расчетных данных на 8 ? 10 режимов работы (см. табл.2.1).

Значения M целесообразно задавать примерно с равными интервалами в диапазоне от 0 до величины, близкой к пусковому моменту MП . Обязательно снимите показания при M = MН .

При расчетах используйте следующие формулы:

, Вт; , Вт; , %.

Таблица 2.1

U = UН = ... В Экспе- M , мН.м 0 римент I , А n , об/мин . . . P1 , Вт Расчет P2 , Вт ? , %

Перед снятием семейства механических характеристик подготовьте таблицу для записи экспериментальных данных на 6 ? 8 режимов работы при каждом значении напряжения (см. табл.2.2).

Таблица 2.2

U = 0.4UН = ... В M , мН.м 0 n , об/мин . . . U = 0.6UН = ... В M , мН.м 0 n , об/мин . . . . . . . . . U = 1.2UН = ... В M , мН.м 0 . . . n , об/мин

При каждом значении U снимайте показания примерно с равными интервалами изменения M в диапазоне от 0 до вели-чины, при которой двигатель близок к остановке.

До снятия семейства регулировочных характеристик подготовьте таблицу для записи экспериментальных данных на 6 ? 8 режимов работы при каждом значении момента нагрузки на валу (см. табл.2.3).

При каждом значении M снимайте показания примерно с равными интервалами изменения U в диапазоне от величины, обеспечивающей запуск двигателя, примерно до 1.2UН .

Таблица 2.3

M = 0 U , В n, об/мин . . . M = 0.2MП = ... мН.м U , В n , об/мин . . . . . . . . . M = MН = ... мН.м U , В . . . n , об/мин

Сравнить полученные характеристики МДПТ со справочными можно, используя соответствующие пункты подменю "Рабочие характеристики", "Механические характеристики" и "Регулировочные характеристики" пункта главного меню "Характеристики".

Вопросы для самоконтроля

1. Расскажите о конструктивном устройстве, принципе действия и областях применения исполнительных коллекторных МДПТ.

2. Какие системы возбуждения применяются в исполнительных МДПТ?

3. Расскажите о конструктивных исполнениях якоря, в том числе якорной обмотки в МДПТ серий ДПР и ДПМ. Двигатели с каким якорем обеспечивают более высокое быстродействие?

4. Какие способы управления применяются для МДПТ с электромагнитным возбуждением и с возбуждением от постоянных магнитов?

5. Как снимаются рабочие характеристики МДПТ? Поясните вид рабочих характеристик.

6. Как снимаются механические и регулировочные характеристики МДПТ? Поясните вид этих характеристик.

7. Расскажите о конструктивных особенностях вентильных МДПТ?

Лабораторная работа №3. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО АСИНХРОННОГО МИКРОДВИГАТЕЛЯ

С ПОЛЫМ РОТОРОМ

Программа работы

1. Получите у преподавателя задание на исследование конкретного типоразмера серийного асинхронного двигателя с полым ротором (АДПР).

2. Ознакомьтесь с конструктивным устройством микродвигателей той серии, в состав которой входит подлежащий исследованию АДПР. Нарисуйте в тетради для лабораторных работ упрощенную конструктивную схему АДПР.

3. Впишите в тетрадь и введите в лабораторно-исследовательский модуль обозначение типоразмера исследуемого АДПР.

4. Впишите в тетрадь (при необходимости введите также в модуль) основные технические (справочные) данные на исследуемый типоразмер АДПР, в том числе обмоточные данные и параметры схемы замещения.

5. Ознакомьтесь со схемой для исследования характеристик АДПР и нарисуйте ее в тетради.

6. Снимите и постройте в тетради следующие характеристики исследуемого АДПР:

- рабочие характеристики - зависимости от частоты вращения n момента нагрузки на валу M = f(n) и полезной мощности на валу P2 = f(n) при номинальных напряжениях возбуждения и управления, т.е. при UВ = UВН = const и UУ = UУН = const соответственно;

- семейство механических характеристик M = f(n) при UВ = UВН = const и UУ = 0.2UУН = const, UУ = 0.4UУН = const, UУ = 0.6UУН = const, UУ = 0.8UУН = const, UУ = UУН = const;

- семейство регулировочных характеристик n = f(UУ ) при UВ = UВН = const и M = 0 = const, M = 0.2MП = const (где MП - пусковой момент), M = 0.4MП = const, M = 0.6MП = const, M = 0.8MП = const, а также M = MН = const.

7. Сравните построенные характеристики со справочными.

Указания по выполнению работы

Ознакомиться с конструктивным устройством микродвигателей серии ДИД можно, обратившись к пункту главного меню "Конструкция". О конструкциях АДПР других серий можно узнать из соответствующих учебных или справочных материалов.

При обращении к пункту ниспадающего подменю "Выбор двигателя" пункта меню "Параметры" открывается диалоговое окно, в котором можно выбрать один из пяти типоразмеров АДПР серии ДИД, данные о которых встроены в модуль, либо, если типоразмера нет в предлагаемом списке или он входит в состав другой серии, отметить пункт "Произвольный тип" (в этом случае обозначение типоразмера АДПР в модуль не вводится).

Технические (справочные) данные на выбранный АДПР серии ДИД можно наблюдать в окнах, открывающихся при выборе пунктов подменю "Технические данные АДПР", "Обмоточные данные АДПР" и "Параметры схемы замещения" пункта главного меню "Параметры". Если же ранее выбран "Произвольный тип", технические данные на АДПР вводятся в модуль самостоятельно в тех же окнах (с использованием справочных материалов).

Пункт меню "Схема" позволяет ознакомиться со схемой для исследования характеристик АДПР.

Окно, имитирующее стенд для проведения экспериментальных исследований АДПР, открывается при выборе пункта меню "Эксперимент" (см. рис.6).

Напряжение на обмотке возбуждения АДПР фиксировано и равно номинальному значению. Напряжение, подаваемое на обмотку управления АДПР, можно задавать в окне ввода "?UВЫХ " регулятора переменного напряжения, питающего данную обмотку, а момент нагрузки на валу - в соответствующем окне ввода "М " моментомера. После задания требуемых значений указанных величин (заканчивающегося нажатием клавиши "Enter") в информационных окнах стенда высвечиваются значения всех величин, характеризующих режим работы АДПР, в том числе частоты вращения.

При проведении исследований учитывайте, что задание значений UУ ? UУН или M ? MП не допускается, так как это приводит к созданию опасных или даже аварийных условий работы АДПР.

Перед началом исследования рабочих характеристик подготовьте в тетради таблицу для записи экспериментальных и расчетных данных на 8 ? 10 режимов работы (см. табл.3.1).

Таблица 3.1

UВ = UВН = ... В; UУ = UУН = ... В Экспе- n , об/мин римент M , мН.м 0 . . . Расчет P2 , Вт

Значения M целесообразно задавать примерно с равными интервалами в диапазоне от 0 до величины, близкой к пусковому моменту MП . Обязательно снимите показания при M = MН .

При расчетах используйте формулу:

, Вт.

Перед снятием семейства механических характеристик подготовьте таблицу для записи экспериментальных данных на 6 ? 8 режимов работы при каждом значении напряжения управления (см. табл.3.2).

Таблица 3.2

UВ = UВН = ... В UУ = 0.2UУН = ... В n , об/мин M , мН.м 0 . . . UУ = 0.4UУН = ... В n , об/мин M , мН.м 0 . . . . . . . . . UУ = UУН = ... В n , об/мин . . . M , мН.м 0

При каждом значении UУ снимайте показания примерно с равными интервалами изменения M в диапазоне от 0 до величины, при которой двигатель близок к остановке.

До снятия семейства регулировочных характеристик подготовьте таблицу для записи экспериментальных данных на 6 ? 8 режимов работы при каждом значении момента нагрузки на валу (см. табл.3.3).

Таблица 3.3

UВ = UВН = ... В M = 0 UУ , В n , об/мин . . . M = 0.2MП = ... мН.м UУ , В n , об/мин . . . . . . . . . M = MН = ... мН.м UУ , В . . . n , об/мин

При каждом значении M снимайте показания примерно с равными интервалами изменения UУ в диапазоне от величины, обеспечивающей запуск двигателя, примерно до UУН .

Сравнить полученные характеристики АДПР со справочными можно, используя соответствующие пункты подменю "Рабочие характеристики", "Механические характеристики" и "Регулировочные характеристики" пункта главного меню "Характеристики".

Вопросы для самоконтроля

1. Расскажите о конструктивном устройстве, принципе действия и областях применения исполнительных асинхронных микродвигателей. Подробно объясните, как создается вращающееся магнитное поле в двухфазном асинхронном двигателе.

2. Сформулируйте условия создания кругового вращающегося поля в двухфазных асинхронных двигателях. Чем отличается эллиптическое вращающееся поле от кругового?

3. Что такое скольжение? Поясните вид зависимости вращающего момента от скольжения в асинхронных двигателях.

4. Какие способы управления применяются для двухфазных исполнительных асинхронных двигателей? Какой способ управления используется при проведении лабораторных исследований?

5. Расскажите о возможных конструктивных исполнениях якоря в асинхронных двигателях. Поясните, какие преимущества обеспечивает применение полого ротора в асинхронных микродвигателях.

6. Как снимаются рабочие характеристики асинхронного двигателя? Поясните вид рабочих характеристик.

7. Как снимаются механические и регулировочные характеристики асинхронного двигателя? Поясните вид этих характеристик.

Лабораторная работа №4. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ТРАНСФОРМАТОРА

Программа работы

1. Получите у преподавателя задание на исследование конкретного типоразмера серийного вращающегося трансформатора (ВТ).

2. Ознакомьтесь с конструктивным устройством вращающихся трансформаторов той серии, в состав которой входит подлежащий исследованию типоразмер. Нарисуйте в тетради для лабораторных работ упрощенную конструктивную схему ВТ.

3. Впишите в тетрадь и введите в лабораторно-исследовательский модуль обозначение типоразмера исследуемого ВТ.

4. Впишите в тетрадь (при необходимости введите также в модуль) основные технические (справочные) данные на исследуемый типоразмер ВТ.

5. Ознакомьтесь со схемой для исследования характеристик ВТ и нарисуйте ее в тетради.

6. Снимите и постройте в тетради следующие характеристики исследуемого ВТ:

- в синусно-косинусном режиме его работы - зависимости напряжения на косинусной обмотке от напряжения возбуждения UВ при отсутствии нагрузки на синусной обмотке для трех фиксированных положений (углов поворота) ротора относительно статора - ? = 0 о, ? = 30 о и ? = 60 о - для случаев:

* отсутствия нагрузки на косинусной обмотке - UCО = f(UВ );

* наличия нагрузки на косинусной обмотке - UCН = f(UВ );

- в том же режиме - синусно-косинусные характеристики - зависимости от угла поворота ротора ? напряжений на синусной и на косинусной обмотках при напряжении возбуждения UВ = UВН = const для случаев:

* отсутствия нагрузки на обеих выходных (синусной и косинусной) обмотках - USО = f(?) и UСО = f(?) соответственно;

* наличия нагрузки на обеих этих обмотках (наличия вторичного симметрирования) - US сим = f(?) и UС сим = f(?) соответственно;

- в линейном режиме работы - линейную характеристику при напряжении возбуждения UВ = UВН = const для случаев:

* отсутствия нагрузки на выходной (синусной) обмотке - UЛО = f(?);

* наличия нагрузки на выходной (синусной) обмотке - UЛН = f(?).

7. Сравните полученные характеристики со справочными.

Указания по выполнению работы

Ознакомиться с конструктивным устройством ВТ серии ВТ-5 можно, обратившись к пункту главного меню "Конструкция". О конструкциях ВТ других серий можно узнать из соответствующих учебных или справочных материалов.

При обращении к пункту ниспадающего подменю "Выбор ВТ" пункта меню "Параметры" открывается диалоговое окно, в котором можно выбрать один из пяти типоразмеров ВТ серии ВТ-5, данные о которых встроены в модуль, либо, если типоразмера нет в предлагаемом списке или он входит в состав другой серии, отметить пункт "Произвольный тип" (в этом случае обозначение типоразмера ВТ в модуль не вводится).

Технические (справочные) данные на выбранный ВТ серии ВТ-5 можно наблюдать в окне, открывающемся при выборе пункта подменю "Технические данные ВТ" пункта главного меню "Параметры". Если же ранее выбран "Произвольный тип", технические данные на ВТ вводятся в модуль самостоятельно в том же окне (с использованием справочных материалов).

Пункт меню "Схема" позволяет ознакомиться со схемой для исследования характеристик ВТ.

Окно, имитирующее стенд для проведения экспериментальных исследований ВТ, открывается при выборе пункта меню "Эксперимент" (см. рис.7).

При положениях сдвоенного переключателя "СКВТ" и "ЛВТ" стенд реализует синусно-косинусный и линейный режимы работы ВТ соответственно.

Одинарные переключатели подключают нагрузочные сопротивления к роторным обмоткам (при положении "Вкл") или отключают их от обмоток (при положении "Выкл"), причем правый переключатель осуществляет коммутацию в цепи синусной обмотки, а левый - в цепи косинусной.

Напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения ВТ (в синусно-косинусном режиме) или на последовательно включенные обмотку возбуждения и косинусную обмотку (в линейном режиме), задается в окне ввода "?UВЫХ " регулятора переменного напряжения в цепи питания ВТ, а угол поворота ротора относительно статора - в окне ввода "?" , расположенном непосредственно на ВТ. После задания требуемых значений указанных величин (заканчивающегося нажатием клавиши "Enter") в информационных окнах стенда высвечиваются значения всех величин, характеризующих режим работы ВТ.

При проведении исследований учитывайте, что задание UВ ? 1.2UВН не допускается, так как это приводит к созданию опасных или даже аварийных условий работы ВТ.

Перед снятием в синусно-косинусном режиме зависимостей напряжения на косинусной обмотке от напряжения возбуждения при отсутствии нагрузки на синусной обмотке подготовьте в тетради таблицу для записи экспериментальных данных на 6 ? 8 значений напряжения возбуждения (см. табл.4.1).

Таблица 4.1

? = 0 о ? = 30 о ? = 60 о UВ , В UCО , В UCН , В UCО , В UCН , В UCО , В UCН , В . . .

Значения UВ целесообразно задавать примерно с равными интервалами в диапазоне от 0.2UВН до величины, близкой к 1.2UВН .

Перед снятием синусно-косинусных и линейной характеристик исследуемого ВТ подготовьте таблицу для записи экспериментальных данных (см. табл.4.2).

Значения ? следует задавать в диапазоне от 0 о до 180 о с равными интервалами в 5?6 о. Обязательно снимите показания при ? = 90 о.

Таблица 4.2

UВ = UВН = ... В Синусно-косинусный режим Линейный режим ? USО , В UСО , В US сим , В UС сим , В UЛО , В UЛН , В 0 о . . . 180 о

Сравнить полученные характеристики ВТ со справочными можно, используя соответствующие пункты подменю "Зависи-мости UC = f(UВ )", "Синусно-косинусные характеристики" и "Линейная характеристика" пункта главного меню "Характе-ристики".

Вопросы для самоконтроля

1. Расскажите о конструктивном устройстве ВТ, о схемах включения обмоток и принципах действия в синусно-косинусном и линейном режимах работы, об областях применения.

2. Перечислите возможные причины погрешности измерений ВТ. Какие применяются меры для уменьшения погрешности?

3. Объясните, почему нелинейность кривых намагничивания магнитопроводов ВТ практически не влияет на линейность зависимостей напряжений на роторных обмотках от напряжения возбуждения.

4. С какой целью применяется симметрирование ВТ?

5. Каким образом осуществляется первичное (со стороны статора) симметрирование ВТ?

6. Как реализуется вторичное (со стороны ротора) симметрирование ВТ?

7. Как снимаются синусно-косинусные и линейная характеристики ВТ? Поясните вид этих характеристик.

8. Объясните отличия в виде характеристик в случаях отсутствия и наличия нагрузок на выходных обмотках ВТ.

2

Показать полностью…
586 Кб, 14 октября 2012 в 20:11 - Россия, Москва, МГСУ НИУ (МГСУ-МИСИ), 2012 г., doc
Рекомендуемые документы в приложении