Стенды для исследования силового оборудования
Принцип действия вакумнолюминесцентного и газоразрядного знаковых индикаторов. Исследование фотоэлементов, двигателей постоянного тока с независимым возбуждением; операционных усилителей; силового трансформатора методами замыкания, релейных приборов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | методичка |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.01.2010 |
| Размер файла | 216,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
Тема: Исследование приборов отображения информации
Цель работы: Ознакомление с принципом действия вакумнолюминесцентного и газоразрядного знаковых индикаторов.
В данной работе исследуется ВЛИ типа ИН-12А
Индикаторы и цепи коммутации встроены в кассету № 4 стенда СЛПЭ-80
Схема включена ВЛИ “ИВ-22” и “ИН-12А”
Схема а) Вакумно-люминисцентный индикатор ВЛИ ”ИВ-22”
27 а SA2
ЛИ представляет собой лампу-триод, состоящую из накаленного катода (5-12), металлической сетки (6) и сети анодов-сегментов (2,3,4,7,8,10,11),покрытых люминофором. Сетка и анод имеют положительный одинаковый потенциал (10В). Электроны выходящие из катода, ускоряются сеткой, проходят через сетку и движутся к аноду, вызывая свечение люминофора. Если под напряжение вся сеть анодов, высвечивается цифра”8”.
Если, например, на анод 3 подать отрицательный потенциал, он затемнен и высвечивается цифра”0”. Если заменить анод 4, высвечивается цифра “6” и т.д. Подача анода отрицательного потенциала осуществляется с помощью диодной матрицы дешифратора, состоящий из 21 диода. Не обходимые напряжения подаются от выпрямителя, встроенного в стенд.
Схема б) Газоразрядного индикатора “ИН-12А”
Н-12А - многокатодный цифровой прибор тлеющего разряда. Катоды выполнены в виде цифр от 0 до 9 и располагаются пакетом друг за другом, а анод выполнен в виде тонкой металлической сетки, не мешающей наблюдению. Если между анодом и одним из катодов приложить напряжение, то наблюдается свечение знака, соответствующего данному катоду.
Порядок выполнения работы:
1. Ознакомился с расположением кнопок, переключателей на лицевой панели стенда. Включили прибор кнопок “сеть”.
2. Поставили переключатель SA1 в положение “индикация”
3. Переводили переключатель в положение “1”, “2”, “3” и т.д. каждый раз прослеживая по схеме, какие сегменты в ИВ-12А подключены и дают свечение.
Заполнили таблицу:
|
ПоложениеSA2 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Номера сигмен Тов ИВ-22 |
2, 4 |
1,4,3, 10,11 |
7,3,4, 2,11 |
2,3, 4,8 |
2,3,7, 8,11 |
2,3,7,8, 10,11 |
2,4, 7 |
2,3,4,7, 8,10,11 |
2,3,4, 7,8,11 |
2,4,7, 8,10,11 |
|
|
Номера като дов |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
Вывод: Ознакомились с принципом действия вакуумно-люминисцентного и газоразрядного знаковых индикаторов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
Исследование фотоэлементов.
Цель работы: Практическое ознакомление со свойствами фотоэлементов и снятие характеристик.
Ход работы: 1. Собрать цепь и сдать на проверку
HL - лампы накаливания, 26В;
R1 - фоторезистор СФ 2-1;
Фоторезистором называется полупроводниковый прибор с внутренним фотоэффектом, в котором используется явление фотопроводимости, т.е. изменения электропроводимости под воздействием оптических изменений.
Изменяется концентрация свободных носителей и следовательно, электропроводность.
|
V (B) |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
||
|
L=5см |
I |
12,5 |
27,5 |
45 |
55 |
56 |
70 |
|
|
L=10см |
I |
10 |
10 |
24,5 |
27,5 |
28 |
30 |
|
|
L=15см |
I |
10 |
15 |
22,5 |
24,5 |
22 |
27 |
2. Собрать цепь и сдать на проверку.
HL-лампа накаливания MH26-0,3
Н-фотоэлемент Ф9
Фотоэлемент электровакуумный Ф-9 - это вакуумный прибор, в которой два электрода, анод и катод помещены в стендовую колбу с вакуумом (10 Па). В этом приборе используются явления внешнего фотоэлемента - фотоэлектронной эмиссии, т.е. выхода электронов до предела поверхности вещества (с поверхности катода) под воздействием излучения.
|
V(B) |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
||
|
L=5см |
I |
14 |
24 |
35 |
36 |
36 |
36 |
|
|
L=10см |
I |
10 |
20 |
24 |
25 |
26 |
26 |
|
|
L=15см |
I |
8 |
15 |
20 |
22 |
22 |
22 |
Вывод: На практике ознакомился со свойствами фотоэлементов и снятием характеристик.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2.
2.1 Тема: Исследование двигателей постоянного тока с независимым возбуждением (ДПТ с НВ).
2.2 Цель работы: Изучение основных характеристик и режимов работы ДПТ с НВ, практическое ознакомление с двигательным режимом, режимом противовключения, генераторного динамического торможения, а так же ознакомление с реостатным регулированием скорости вращения ДПТ с НВ.
2.3 Приборы и оборудование: Лабораторный стенд СДПТ-1 (ЛСЭМ-2) в составе электромеханического агрегата на базе двух двигателей типа Д-200 и приборного блока, соединённых между собой двумя силовыми кабелями и одним измерительным. Приборный блок подключается к трёхфазной сети 380В.
2.4 Основные технические данные:
Номинальная мощность 200 Вт
Напряжение питания 27 В
Номинальный момент на валу 0,69 Н*м
Номинальный ток якоря 10 А
Номинальная угловая скорость вращения
288 (2750)
Режим работы S1 (продолжительный)
Масса электродвигателя 4,2 кг
Периодичность проверки щёток через каждые
(замена по необходимости) 6 месяцев работы
Сопротивление якоря при 20оС 0,127 Ом
Сопротивление обмотки возбуждения при 20оС 12,4
2.5. Ход работы.
2.5.1 Проверили работоспособность стенда. Для этого:
- поставили все тумблеры на панели в нижнее положение;
- включили автомат на левой боковине, при этом должен загореться индикатор “СЕТЬ”;
- выставили R1 в положение 10 для осуществления реостатного пуска;
- включили тумблер S1 и вставили потенциометр R2 максимальное значение тока возбуждения по амперметру PA2 (1.5 А);
- включили автомат QF1. При этом должен вращаться исследуемый двигатель и индицироваться его скорость вращения;
- проверили регулируемость скорости вращения, для чего вывели R1 в положение 0. При этом должна возрасти скорость вращения;
- осмыслили физику процесса по принципиальной электрической схеме;
- отключили QF1 и вставили R1 в положение 10;
- повторили все вышеуказанные действия для проверки нагрузочного двигателя, пользуясь переключателем R3, R4, QF3, тумблером S3. Положение тумблера S4 (реверс тока возбуждения нагрузочного двигателя) безразлично;
- отключили двигатель.
2.5.2 Привели сопротивление обмотки якоря Rя к 75 0С в соответствии с выражением:
Rя(750)= (2.1)
Rя(750)==0,154 (Ом)
2.5.3 Экспериментальное определение зависимости коэффициента пропорциональности двигателя с=кФ от тока возбуждения IвI.
При изменении тока возбуждения IвI исследуемого двигателя М1 изменяется ток возбуждения Ф, а следовательно и коэффициент пропорциональности с=кФ. Для определения механических характеристик ДПТ необходимо построить зависимость с=f(IвI). Для этого сделали:
- произвели реостатный пуск только двигателем М1 по пункту 2.5.1 и вывели R1 в положение 0;
- ввели двигатель М1 в режим идеального холостого хода, для чего согласно
включили нагрузочный двигатель М2. S4 выставили в нижнее положение, R3 -
- в положение 10;
- включили S3 и QF3. Далее выставили потенциометр R4 ток возбуждения Iв2=1,6 А и переключателем R3 добились нулевого значения тока якоря двигателя М1;
- для значения токов возбуждения IвI, представленных в таблице 1.1, сняли показания вольтметра ”Напряжение сети”, тахометра. Данные снесли в таблицу 1.1;
- величину IвI регулировали потенциометром R2;
Таблица 2.1 - Экспериментальное определение зависимости коэффициента пропорциональности двигателя с=кФ от тока возбуждения IвI.
|
IвI |
A |
1,7 |
1,5 |
1,4 |
1,2 |
1 |
0,75 |
0,5 |
|
|
N |
3138 |
3168 |
3184 |
3204 |
3230 |
3254 |
3250 |
||
|
o |
328 |
332 |
333 |
336 |
338 |
341 |
340 |
||
|
U |
B |
29,5 |
29,5 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
|
|
c |
0,0899 |
0,089 |
0,0885 |
0,089 |
0,0887 |
0,088 |
0,0877 |
2.5.4 Вычислили угловую скорость двигателя постоянного тока с независимым возбуждением по формуле:
(2.2)
(рад/с)
(рад/с)
(рад/с)
(рад/с)
(рад/с)
(рад/с)
(рад/с)
2.5.5 Определили коэффициент пропорциональности двигателя по формуле:
(2.3)
2.5.6 Отключили двигатель.
2.5.7 Произвели рекуперативное торможение, для снятия характеристик этого режима двигателя выполнили:
- осуществили реостатный пуск двигателя М1 при токе возбуждения Iв1=1,7 А, затем вывели переключатель R1 в положение 0;
- выставили ток возбуждения Iв2=1,7 А, потенциометром R4 и включили S3, QF3 (S4 выключен);
- переключатель R3 вывели в положение 0;
- уменьшая потенциометром R4 ток возбуждения Iв2, вывели двигатель М1 в рекуперативный режим, при котором ток якоря I1<0. Одновременно сняли показания амперметра РА1 и тахометра, и заполнили таблицу 2.2.
Таблица 2.2 - Рекуперативное торможение.
|
R1 |
||||||||||
|
0 |
3 |
6 |
9 |
|||||||
|
n |
об/мин |
3825 |
4005 |
3784 |
4665 |
3988 |
4985 |
4119 |
5340 |
|
|
рад/с |
400 |
419 |
396 |
488 |
417 |
522 |
431 |
568 |
||
|
I1 |
А |
4 |
6 |
1 |
4 |
1 |
3 |
1 |
3 |
|
|
M |
0,3 |
0,43 |
0,075 |
0,25 |
0,072 |
0,17 |
0,07 |
0,16 |
2.5.8 Вычислили угловую скорость двигателя постоянного тока с независимым возбуждением по формуле 2.2.
2.5.9 Определили величину тормозного момента по формуле:
(2.4)
2.5.10 Запустили двигатель в двигательном режиме, для снятия характеристик этого режима двигателя выполнили:
- произвели реостатный пуск двигателя М1 и вывели переключатель R1 в положение 0.
- вывели нагрузочный двигатель М2 в режим динамического торможенияб для этого тоже выполнили ряд условий:
- включили S4;
- выключили S3;
- выставили переключатель R1 в положение 3;
- вывернули до упора влево потенциометр R4, тем самым обнулив ток возбуждения двигателя М2;
- включили автомат QF3;
- регулируя ток возбуждения двигателя М1 потенциометром R4, нагрузили исследуемый двигатель М1 до I1=10 А (по амперметру РА1), фиксируя частоту вращения и ток;
- ток цепи возбуждения двигателя М1 поддерживали равным 1,7 А;
- данные занесли в таблицу 2.1.
Таблица 2.3 -Двигательный режим.
|
R1 |
||||||||
|
3 |
6 |
9 |
||||||
|
n |
об/мин |
3061 |
3160 |
2919 |
3057 |
2801 |
2961 |
|
|
рад/с |
320 |
331 |
306 |
320 |
293 |
310 |
||
|
I1 |
А |
1 |
0,9 |
1 |
0,9 |
1 |
0,8 |
|
|
M |
0,094 |
0,082 |
0,098 |
0,084 |
0,1 |
0,077 |
2.5.11 Используя формулы 2.2 и 2.4 полностью заполнили таблицу 2.3.
Вывод: Практически изучили двигатель постоянного тока независимого возбуждения и его работу различных режимах.
Лабораторная работа №3
3.1 Цель работы: Изучение операционных усилителей (ОУ).
Термин ОУ относится к усилителям постоянного тока с большим коэффициентом усиления, имеющий дифференциальных вход (2 выходных сигнала) и одни рабочий (один выход).
3.2 Инвертирующий усилитель:
Рисунок 3.1. - Инвертирующий усилитель;
При подаче на вход положительного потенциала на выходе появляется отрицательный потенциал величиной,
Таблица 3.1. - Данные опыта.
|
Вход |
+50 |
+40 |
+30 |
+20 |
+10 |
0 |
-10 |
-20 |
-30 |
-40 |
-50 |
|
|
Выход |
-2,4 |
-2,4 |
-2,4 |
-1,8 |
-0,82 |
0 |
+1 |
+1,8 |
+2,6 |
+2,6 |
+2,6 |
Рисунок 3.2. - График зависимости Uвых=f(Uвх)
3.3 Неинвертирующий усилитель:
Рисунок 3.3. - Неинвертирующий усилитель;
При подаче на вход положительного потенциала на выходе, потенциал который мы подавали на вход, не меняет свою полярность и остаётся положительным.
Таблица 3.2.
|
Вход |
+50 |
+40 |
+30 |
+20 |
+10 |
0 |
-10 |
-20 |
-30 |
-40 |
-50 |
|
|
Выход |
+2,4 |
+2,4 |
+2,4 |
+1,8 |
+1 |
0 |
-0,9 |
-1,8 |
-2,6 |
-2,6 |
-2,6 |
Рисунок 3.4. - График зависимости Uвых=f(Uвх)
3.4 Рассмотрим смеху и работу триггера:
Рисунок 3.5. - Схема триггера.
Эта схема обладает большими входными или очень малыми выходными сопротивлениями. Схему часто применяют в качестве буферных каскадов. При использовании положительной обработки связи операционный усилитель превращается в триггер. Он имеет только два устойчивых состояния, по значению приближенных U+Eпит и U-Епит. При падаче на вход положительного импульса или потенциала, на выход появляется отрицательный импульс или потенциал. При подаче на вход отрицательного импульса или потенциала, на выходе появляется положительный импульс или потенциал, который сохраняется до следующего появления положительного импульса или потенциала на входе.
Таблица 3.3.
|
Вход |
0 |
-0,1 |
+0,1 |
|
|
Выход |
+2,5 |
-2,4 |
+2,4 |
Рисунок 3.6. График зависимости Uвых=f(Uвх)
По данным таблицы 2.3. построили график зависимости
Uвых=f(Uвх).
Вывод: Исследовали различные схемы операционных усилителей постоянного тока. Изучили схемы инвертирующего, неинвертирующего ОУ. Провели опыты, сняли показания входных и выходных сигналов, по этим данным построили графики зависимостей выходного сигнала от входного.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
3.1 Тема: Исследование двухобмоточного силового трансформатора методом холостого хода и короткого замыкания
3.2 Цель работы: Усвоить практические приёмы лабораторного исследования трансформатора методом холостого хода и короткого замыкания
3.3 Подготовка к работе
3.3.1 Определение параметров схемы замещения трансформатора возможно либо расчётным путём (в процессе работы), либо опытным путём. Исследование трансформаторов мощностью 50 кВА и выше методом непосредственной нагрузки связано с некоторыми техническими трудностями: непроизводительным расходом электроэнергии, необходимостью в громоздких и дорогостоящих нагрузочных устройствах. По этому сущность опытного определения параметров сводится к проведению опыта холостого хода и короткого замыкания.
3.3.2 Холостым ходом называется режим работы трансформатора при разомкнутой вторичной обмотки (I2=0). Так как полезная мощность при работе трансформатора вхолостую равна 0, то мощность на входе трансформатора в режиме холостого хода Ро расходуется на магнитные потери в магнитопроводе Рм (потери на перемагничивание магнитопровода и вихревые токи) и электрические потери в меди одной лишь первичной обмотки (потери на нагрев обмотки при прохождении по ней электрического тока). Однако значение тока Iо сравнительно невелико и поэтому потерями в первичной обмотке на нагрев можно пренебречь и считать, что вся мощность холостого хода представляет собой мощность магнитных потерь в стали магнитопровода. Поэтому магнитные потери в трансформаторе принято называть потерями холостого хода.
Характеристика холстого хода: зависимость тока холостого хода Iо, мощности холостого хода Ро и коэффициент мощности Cosо от первичного напряжения U1.
Криволинейность этих характеристик обусловлена состоянием магнитного насыщения матнитопровода, которое наступает при некотором значении U1.
3.3.3 Короткое замыкание трансформатора - это такой режим, когда вторичная обмотка замкнута накоротко (Zн=0), при этом вторичное напряжение U2=0. В условиях эксплуатации, когда к трансформатору подведено нормальное напряжение, короткое замыкание является аварийным режимом и представляет собой большую опасность для трансформатора.
Так как при опыте короткого замыкания основной поток Фмах составляет всего лишь несколько процентов по сравнению с его значением при номинальном первичном напряжении, то магнитными потерями, вызываемыми этим потоком, можно пренебречь. Следовательно, можно считать, что мощность Рк, потребляемая трансформатором при опыте короткого замыкания, идёт полностью на покрытие электрических потерь в обмотках трансформатора.
Рк=IIк2r1+IIк2=IIк2rк (3.1)
Полученные данные сопротивлений мощности, коэффициента мощности, напряжение короткого замыкания следует привести к рабочей температуре обмоток +750С.
3.4 Ход работы.
3.4.1 Опыт холостого хода.
3.4.1.1 Собрали схему по рисунку 3.1
Рис. 3.1 Схема включения трансформатора при холостом ходе.
где, РНО - регулятор напряжения однофазный. В качестве первичной обмотки при опыте холостого хода обычно используют обмотку низшего напряжения.
3.4.1.2 Через приблизительно равные интервалы тока холостого хода Iо, измерили подводимое к трансформатору напряжение от 0,5UIном, до 1,15UIном.
3.4.1.3 Показания измерительных приборов занесли в таблицу 3.1
Таблица 3.1 - Опыт холостого хода.
|
№ |
Измерения |
Вычисления |
|||
|
U1, В |
Iо, А |
Ро, Вт |
Coso |
||
|
1 |
32 |
1,25 |
40 |
1 |
|
|
2 |
42 |
2,5 |
105 |
0,84 |
|
|
3 |
66 |
3,75 |
248 |
0,83 |
|
|
4 |
87 |
5 |
435 |
0,82 |
|
|
5 |
108 |
6,25 |
675 |
0,78 |
3.4.1.4 Выполнили расчёты по формулам:
- ток холостого хода от номинального первичного тока:
(3.1)
– коэффициент мощности в режиме холостого хода:
(3.2)
3.4.1.5 Результаты расчётов занесли в таблицу 3.1.
3.4.1.6 По данным таблицы построили характеристики холостого хода трансформатора (на общей координатной сетке) Io=f(U1); Po=f(U1); =f(U1).
На характеристиках отметили точки Ioном, Роном, оном, соответствующие номинальному напряжению.
Рис.3.2 Опыт холостого хода.
3.4.2 Опыт короткого замыкания.
3.4.2.1 Собрали схему по рисунку 3.3
Рис 3.3 Схема включения трансформатора при коротком замыкании.
3.4.2.2 Установили РНО на нулевую отметку.
3.4.2.3 Медленно повысили напряжение, увеличивая Iкз до 1ном.
3.4.2.4 Показания измерительных приборов занесли в таблицу 3.2
Таблица 3.2 - Опыт короткого замыкания.
|
№ |
Измерения |
Вычисления |
||||
|
U1к, В |
I1к, А |
Рк, Вт |
Uк, % |
Cosк |
||
|
1 2 3 4 5 |
0 50 100 150 197 |
0 2 4,8 7 9,5 |
0 24 115 252 433 |
0 33 66 100 131 |
0 0,24 0,24 0,24 0,23 |
3.4.2.5 Выполнили расчёт.
Iкн=7 А, следовательно Uкн=150 В.
(3.3)
3.4.2.6 Значения Рк и Uк привели к рабочей температуре t2=750C по формуле
(3.4)
где, t1 - 200С
- 0,0040С-1
(Вт)
3.4.2.7 Вычислили активную составляющую напряжения короткого замыкания по формуле:
(3.5)
(В)
3.4.2.8 Привели активную составляющую к рабочей температуре трансформатора:
(3.6)
(В)
3.4.2.9 Вычислили активную составляющую напряжения.
(3.7)
(В)
3.5 Вывод: Опыт холостого хода и короткого замыкания производится для получения технических характеристик двухобмоточного силового трансформатора.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
4. Цель работы:
Изучение релейных приборов и исследование их в работе.
4.2 Приборы и оборудование:
1) Токовое реле: 4РОТ 10А STA, РПУ - 0 220, 1Р40ТGL26047TLOG2RH30.
2) Лабораторный стенд
Схема стенда для проверки работы и снятие показаний реле.
РА - амперметр 0 - 1А;
PV - вольтметр 0 - 300В;
S1-S3 - кнопки;
реле с контактами
Электрическая схема реле
1 - катушка
2 - размыкающие контакты
3 - замыкающие контакты
4.3 Принцип действия реле:
Реле состоит из электромагнитной катушки, блока контактов и подвижного механизма в катушке. При подаче напряжения создаётся ЭДС, которая притягивает подвижный механизм к катушке, тем самым замыкая контакты между собой, подавая на рабочие контакты напряжение.
4.4 Ход работы:
4.4.1. Стенд включается в сеть питания 220В 50Гц.
4.4.2. Начали проверку принципа действия реле 4РОТ 10А STA с катушкой на напряжение 220В. включили тумблер К1 подаётся напряжение на катушку реле. После срабатывания катушки, замыкается блок - контакты и включается лампа L1, которая свидетельствует, что данная цепь включена и реле работает.
4.4.3. Сняли показания амперметра и вольтметра и занесли их в таблицу. После снятия показаний выключили тумблер К1. Снимается напряжение с катушки, блок - контакты возвращаются в исходное положение и лампа L1 гаснет. Это свидетельствует о том, что цепь обесточена и реле выключено.
4.4.4. Аналогично сняли данные других реле и занесли в таблицу 3.1.
4.4.5. Стенд отключили от питающей сети.
Таблица 4.1.
|
Тип реле |
Напряжение, В |
Ток, А |
|
|
4РОТ 10А STA |
210 |
0,01 |
|
|
РПУ - 0 220 |
210 |
0,04 |
|
|
1Р40ТGL26047TLOG2RH30 |
210 |
0,12 |
4.5 Контрольные вопросы:
4.5.1. Практическое применение реле?
Реле применяются в схемах коммутации, защиты, контроля и сигнализации.
4.5.2. Разновидности реле?
Реле тока - срабатывает при прохождении по его катушки тока большего, чем допустимый.
Реле напряжение - срабатывает на превышение допустимого напряжения.
Указательное реле - служит для сигнализации.
Тепловое реле - применяется в системах контроля температуры.
Реле времени - служит для выдержки времени. Применяются совместно с реле тока в устройствах релейной защиты.
Реле высокого и низкого давления - применяются в системах автоматики.
4.5.3. На каких напряжениях работают реле?
Реле работают на постоянном и переменном напряжении в зависимости от их типа.
4.5.4. Какую роль в реле играет катушка?
Катушка создаёт ЭДС, которая приводит в действие якорь.
4.6. Вывод: Из трёх изученных реле мощнее оказалось реле №3. Оно потребляет большой ток и рассчитано на большую нагрузку, чем сольные реле.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
5.1 Тема:
Исследование параллельной работы трёхфазных двухобмоточных трансформаторов.
5.2 Цель:
Изучение условий включения трансформаторов на параллельную работу. Приобретение практических навыков по включению трёхфазных трансформаторов на параллельную работу.
5.3 Ход работы
5.3.1 Проверили условие включения трансформаторов на параллельную работу допускается лишь при соблюдении следующих условий:
- при одинаковых первичных напряжениях вторичные напряжения должны быть равны;
- Трансформаторы должны принадлежать к одной группе соединения;
- Трансформаторы должны иметь одинаковые напряжения короткого замыкания;
- Схема соединения при включении трансформаторов должна обеспечивать одинаковый порядок следования фаз, как на стороне высокого напряжения, так и на стороне низкого напряжения.
Кроме этого рекомендуется, чтобы отношение номинальных мощностей трансформаторов было не больше чем 3:1.
Равенство коэффициентов трансформации и напряжений короткого замыкания обеспечивается подбором трансформаторов по их паспортным данным.
Коэффициенты трансформации k1 и k2 не должны отличаться более чем на от их среднего значения:
(5.1)
(5.2)
где,
5.4.2 Прежде чем подключить трансформаторы на параллельную работу провели фазировку трансформаторов, то есть провели проверку соответствия фаз вторичных ЭДС трансформаторов.
Для этого соединили проводом одну пару противоположных клемм рубильника и вольтметром измерили напряжение между двумя не соединенными парами противоположных клемм.
При закорачивании клемм x1-x2, y1-y2, z1-z2, x1-y2, x1-z2, y1-x2, y1-z2, z1-x2, z1-y2 напряжение на остальных не закороченных противоположных клеммах нет, следовательно, группы соединения и порядок следования фаз у трансформаторов одинаковы.
(5.3)
(В)
5.5 Вывод: Трансформаторы отвечают всем условиям, следовательно их можно включить на параллельную работу. Это делается с цель повышения выходной мощности всей схемы, а так же повышение надёжности питания работающих механизмов и аппаратов, то есть в случае выхода из строя одного трансформатора, другой будет поддерживать работу технологического процесса.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7
7.1 Тема:
Способы пуска трёхфазного двигателя с короткозамкнутым ротором.
7.2 Цель работы:
Изучить способы пуска асинхронного двигателя.
7.3 Ход работы
7.3.1 Срисовали с панели стенда схемы к данной работе, записали данные асинхронного двигателя: трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором ДОЛ 21-4; В, А; Рном=0,27 кВт, nном=1400 , f1=50Гц, =60%, =0,75, Вес 7,3 кг, ГОСТ 8212-56, год выпуска 1965.
7.3.2 Вывели все органы управления в исходное положение; переключателем SA1SA3, S1S12 - в нижнее положение (выключено), а регулятор реле времени КТ - в крайнее правое положение.
7.3.3 После подачи преподавателем напряжения на стенд, включили QF. При этом загорелась лампа HL1, свидетельствующая о готовности стенда.
7.3.4 Эксперимент “прямой пуск”. Запуск двигателя осуществили нажатием на кнопку S1 “Пуск”. После разгона двигателя сняли показания приборов и занесли их в таблицу 7.1. Остановили двигатель нажатием кнопки S2 “Стоп”. Эксперимент провели трижды. Определили среднее значение, а результаты занесли в таблицу 7.1.
7.3.5 Эксперимент “Реакторный пуск”. Включили переключатель S3 (положение вверх). Запустили двигатель кнопкой S1 “Пуск” Показания приборов сняли после разгона двигателя и остановили двигатель кнопкой “Стоп”. Эксперимент повторили трижды и рассчитали среднее значение этого эксперимента. Результаты опыта занесли в таблицу 7.1, а S3 отключили.
7.3.6 Эксперимент “Переключение звезда - треугольник”. Включили S4 (положение вверх). Запустили двигатель кнопкой “Пуск”. После разгона двигателя до скорости близкой к номинальной сняли показания приборов и занесли их в таблицу 7.1. При этом обмотки статора включены ”треугольником”. Электронным тахометром замерили число оборотов вала двигателя и записали их в таблицу 7.1. Затем переключили S4 - выключили (положение вниз), переключив тем самым обмотки статора двигателя в схему “звезда”. Сняли с приборов показания, замерили бороты и занесли их в таблицу 7.1 в соответствующую графу. Остановили двигатель нажав кнопку S2 “Стоп”.
7.3.7 Все органы управления вывели в исходное положение.
Таблица 7.1 - Результаты измерений.
|
Эксперимент |
Опыт |
U, B |
t, c |
I, A |
n, об/мин |
|
|
Прямой пуск |
1 2 3 среднее |
250 250 250 250 |
1,03 1,03 0,9 1 |
0,74 0,74 0,74 0,74 |
1408 1421 1367 1400 |
|
|
Реакторный пуск |
1 2 3 среднее |
110 110 110 110 |
45 41 47 45 |
0,225 0,225 0,225 0,225 |
1374 1354 1397 1375 |
|
|
Переключение |
Y |
250 |
1 |
0,32 |
1336 |
|
|
250 |
1,09 |
0,74 |
1399 |
7.4 Вывод:
При прямом пуске двигателя постоянного тока с короткозамкнутым ротором он разгоняется моментально, но по обмотке ротора у него протекает сразу большой ток и напряжение, что не допустимо. При реакторном пуске двигателя наоборот, напряжение и ток в цепи ротора меньше, но время разгона больше и происходит неоправданный расход электрической энергии в реакторах на тепловую. При пуске двигателя методом переключения обмоток статора в начальный момент времени он работает на пониженных напряжениях (соединение звездой), а после разгона - на номинальных (треугольником), поэтому выбираем третий вариант пуска - более экономичен.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8
8.1 Тема:
Способы торможения трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
8.2 Цель работы:
Изучить способы торможения.
8.3 Программа работы
8.3.1 Ознакомиться с паспортом стенда ЛСЭМ-5.
8.3.2 Произвести эксперименты, собирая схемы в соответствии с порядком выполнении работы.
8.3.3 Составить отчёт с выводом.
8.4 Ход работы
8.4.1 Срисовали с панели стенда схемы к данной работе и записали паспортные данные двигателя: трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором ДОЛ 21-4; В, А; Рном=0,27 кВт, nном=1400 , f1=50Гц, =60%, =0,75, Вес 7,3 кг, ГОСТ 8212-56, год выпуска 1965.
8.4.2 Все органы управления вывести в исходное положение: SA1SA3, S1S12 в нижнее положение (отключили), а регулятор реле времени КТ - в крайнее правое положение.
8.4.3 После подачи преподавателем напряжения на стенд, включили SA3.
8.4.4 Эксперимент “нормальное торможение”.
Включили S11 (положение вверх). Запустили двигатель кнопкой S9 “Пуск”. После разгона двигателя нажали кнопку S10 “Стоп”. При этом засекли время торможения от момента нажатия кнопки S10 до момента полной остановки ротора. Эксперимент повторили трижды. Результаты опыта и среднее значение занесли в таблицу 8.1. Отключили S11.
8.4.5 Эксперимент “динамическое торможение”.
Запустили двигатель кнопкой S9 “Пуск”. После разгона Двигателя нажали кнопку S10 “Стоп”. При этом реле времени КТ начинает отсчитывать время.
Затем по шкале определили время торможения и записали в таблицу 8.1.
8.4.6 Эксперимент “торможение противовключением”
Включить переключатель S12 (положение вверх). Все дальнейшие действия аналогичны пункту 8.4.5.
8.4.7 Все органы управления перевели в исходное положение.
Таблица 8.1 - Результаты измерений.
|
Наименование эксперимента |
Опыт |
Время торможения |
|
|
Нормальное торможение |
1 2 3 среднее |
81 84 85 83 |
|
|
Динамическое торможение |
1 2 3 среднее |
10,14 10,14 10,04 10,1 |
|
|
Торможение противовключением |
1 2 3 среднее |
0,56 0,58 0,56 0,57 |
8.5 Вывод:
Если нам нужно быстрое торможение по времени, то выбираем торможение противовключением, но при этом двигатель после прекращения торможения начнёт вращаться в обратном направлении. При динамическом торможении время торможения немного увеличивается и при этом виде торможения необходим посторонний источник постоянного тока для образования постоянного магнитного поля в обмотке статора. Нормальное торможение длительно по времени, но не затрачивает лишних средств. Следователь, в зависимости от условий технологического процесса мы выбираем одно из выше перечисленных видов торможения.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9
9.1 Тема:
Исследование трёхфазного асинхронного двигателя в однофазном и конденсаторном режимах.
9.2 Цель работы:
Изучить особенности однофазного и конденсаторного режимов работы трёхфазного асинхронного двигателя.
9.3 Программа работы
9.3.1 Ознакомиться со схемами стенда ЛСЭМ-5.
9.3.2 Собрать исследуемые схемы.
9.3.3 Результаты экспериментов занести в таблицу.
9.3.4 Составить отчёт и сделать вывод.
9.4 Ход работы
9.4.1 Срисовали с панели стенда схемы к данной работе и записали паспортные данные двигателя: трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором ДОЛ 21-4; В, А; Рном=0,27 кВт, nном=1400 , f1=50Гц, =60%, =0,75, Вес 7,3 кг, ГОСТ 8212-56, год выпуска 1965.
9.4.2 Вывели все органы управления в их исходное положение: переключатели SA1-SA3; S1-S12 перевести в нижнее положение (выключено).
9.4.3 После подачи преподавателем напряжения на стенд, включили SA2. При этом загорелась лампа на стенде, свидетельствующая о готовности стенда к работе.
9.4.4 Исследование режимов работы:
9.4.4.1 Трёхфазный режим. Запустили двигатель нажав кнопку S5 “Пуск”. После разгона двигателя сняли показания и занесли в таблицу (9.1). Эксперимент повторили трижды. Остановили двигатель кнопкой S6 “Стоп”.
9.4.4.2 Однофазный режим. Запустили двигатель до номинального режима. Переключив переключатель S7 в верхнее положение, перевели сеть питания в однофазную. Показания приборов занесли в таблицу (9.1). Опыт повторили трижды. Остановили двигатель кнопкой S6.
9.4.4.3 Конденсаторный режим. Включили фазосдвигающий элемент-конденсатор переключателем S8 (положение в верх). Запустили двигатель, нажав кнопку S5 “Пуск”. Сняли установившиеся показания приборов, остановили двигатель. Эксперимент повторили трижды. Вычислили среднее значение полученных величин.
9.4.5 Все органы управления вывели в исходное положение.
Таблица 9.1 - Результаты измерений.
|
Наименование эксперимента |
Опыт |
U1, B |
I, A |
|
|
Трёхфазный режим |
1 2 3 среднее |
251 250 249 250 |
0,75 0,74 0,76 0,75 |
|
|
Однофазный режим |
1 2 3 среднее |
120 122 118 120 |
1 1 1 1 |
|
|
Конденсаторный режим |
1 2 3 среднее |
250 250 250 250 |
0,74 0,74 0,74 0,74 |
9.4.6 Для конденсаторного режима рассчитали ёмкость конденсаторов по формуле
(9.1)
(Ф)
9.4.7 Зная, что при включении двигателя по схеме (рис. 9.3) напряжение на конденсаторе равно:
(9.2)
(В)
9.5 Вывод:
Из результатов опытов видим, что для работы асинхронного двигателя в однофазном режиме требуется меньше напряжения, но так же он нуждается в начальном вращательном пусковом моменте. В свою очередь конденсаторный режим асинхронного двигателя имеет такой же ток и напряжение в обмотке статора, как и при работе в трёхфазном режиме двигателя.
В быту выгоднее применять конденсаторный режим работы асинхронных двигателей, нежели трёхфазный режим, причём в быту электродвигатели применяются меньшей мощности, чем на производстве.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10
10.1 Тема:
Проверка работоспособности магнитного привода и изучение крутящего момента шагового двигателя.
10.2 Цель работы:
Изучение принципа действия шагового двигателя (ШД), практическое ознакомление с системой шагового двигателя.
10.3 Ход работы:
10.3.1 Проверили работоспособность шагового привода.
10.3.2 Включили стенд с пульта. При этом загорелся красный светодиод левой части передней панели стенда.
- Переключатель “счёт/изм. F”, отжали;
- Переключатель «ручной» отжали, в этом случае логический блок ЛВ готов к работе в режиме по шаговой отработки сигнала;
- Нажали переключатели 1, 2, 4, 8, 16, 32;
- Отжали переключатель “реверс” - (вращение по часовой стрелке);
- Отжали переключатель “стоп”;
- Нажали переключатель “5КП/1КП”;
- Соединили разъёмом ШД и логический блок;
- Включили сетевой автомат на обратной стороне стенда;
- Несколько раз нажали кнопку и убедиться, что происходит несимметричное переключение обмоток ШД по алгоритму 2-3 по часовой стрелке. Цифровой индикатор показывал число поданных импульсов;
- Нажали переключать “сброс”, индикатор очиститься;
- Нажали на кнопку “реверс”, вращение против часовой стрелки;
- Несколько раз нажали на кнопку и убедились в том, что отработка шагов осуществляется, в другую строну;
- Отжали кнопку “реверс” и нажали на кнопку “сброс”.
10.3.3 Измерили крутящий момент.
Для снятия механических характеристик произвели нагружение и одновременное измерение крутящего момента ШД.
Момент сопротивления измеряли по шкале одного из динамометров по следующим формулам:
А) при измерении по шкале одного динамометров:
(10.1)
где, R - радиус шкива;
G - вес груза;
F - показания динамометра.
Б) при измерении по шкале двух динамометров:
(10.2)
где, F1 и F2 - показание первого и второго динамометров.
Для перевода размерностей моментов в систему СИ необходимо умножить полученные значения на 9,81м/с2, тогда момент нагрузки будет измеряться в Нм.
10.3.4 Определили выходную частоту импульсов.
В лабораторном стенде ЛСЭМ-1 реализован управляемый делитель частоты. Выходную частоту импульсов определили по формуле:
(10.4)
где, f0 - базовая частота генератора 1000Гц или 5000Гц, определяемой
состоянием кнопки переключателя, 5кГц/1кГц.
(10.5)
где, ABCDEF - логические переключатели шаговой частоты, применяют значение 0 или 1 в зависимости от того, нажата или отжата кнопки переключателей частоты 1, 2, 4, 8, 16, 32 на передней панели. Если кнопки переключателей утоплены, то соответствующий коэффициент будет равен 0, при отжатых кнопках они будут равны 1. Например, если на передней панели утоплены кнопки шаговой частоты, с номерами 1, 4,16, то
а выходная частота управляемого делителем частоты на базовой точке частоты f0=1кГц определяется как
Для получения требуемой частоты шаговых импульсов отжали требуемое количество кнопок установки частоты в соответствии с формулой и таблицей, снятой по показаниям индикатора.
Таблица 10.1 - Измеренные и расчетные данные.
|
Номер отжатой кнопки |
Выходная частота шаговых импульсов, Гц |
||||
|
F0=1000Гц |
F0=5000Гц |
||||
|
1 |
2 |
1 |
2 |
||
|
1 |
16 |
15,6 |
78 |
78,1 |
|
|
2 |
32 |
31,25 |
157 |
156 |
|
|
4 |
63 |
62,5 |
312 |
313 |
|
|
8 |
125 |
125 |
625 |
625 |
|
|
16 |
250 |
250 |
1275 |
1250 |
|
|
32 |
500 |
500 |
2500 |
2500 |
10.3.5 Определили характеристики ШД.
Определения величины единичного шага отработки. Сняли нагрузку с вала ШД. Включили стенд. В режиме единичной отработки импульсов, нажимая многократно кнопку повернули лимб ШД на некоторый угол. Деления угла поворота лимба на количество импульсов, определили величину единичного шага отработки по формуле:
10.3.6 Исследовали предельные механические характеристики. При постоянной работе управляющих импульсов произвели нагружения вала ШД при помощи фрикционного механизма пропускания шагов.
Нагружение на низких частотах произвели двумя динамометрами, на
средних - одним. Данные занесли в таблицу 10.2.
Таблица 10.2 - Измеренные и расчетные данные.
|
f1, Гц |
16 |
32 |
62 |
125 |
250 |
|
|
F1, кгс |
2,1 |
2,1 |
2,2 |
2,4 |
2,4 |
|
|
F2, кгс |
2 |
2 |
2 |
2,1 |
1,8 |
|
|
F1-F2, кгс |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,6 |
|
|
М, кгс |
0,0032 |
0,0032 |
0,0064 |
0,0096 |
0,0192 |
По полученным данным построили график механической характеристики.
10.3.7 Исследовали предельную динамической характеристику приёмистости. В отличии от предыдущего режима предельную механическую характеристику приёмистости определили в обратной последовательности. Сначала загружали вал ШД, а затем осуществляли пуск из неподвижного состояния на предельной частоте.
Частоту приёмистости определили как среднее арифметическое значение. Другие частоты определили при других нагрузках. Данные занесли в таблицу и построили график.
Таблица 10.3 - При f0=1000Гц.
|
F, Гц |
16 |
32 |
63 |
125 |
250 |
500 |
|
|
F1, Гц |
3,4 |
3 |
2,5 |
2,3 |
2 |
1,1 |
|
|
F2, Гц |
3 |
2,65 |
2,2 |
2,05 |
1,8 |
1,55 |
|
|
F1-F2, кгс |
0,4 |
0,35 |
0,3 |
0,25 |
0,2 |
0,13 |
|
|
М, кгс |
0,012 |
0,01 |
0,009 |
0,0075 |
0,006 |
0,0045 |
Таблица 10.4 - При f0=5000Гц.
|
F, гц |
75 |
155 |
315 |
625 |
1250 |
2500 |
|
|
F1, Гц |
2,5 |
2,3 |
1,8 |
1,6 |
1,3 |
1 |
|
|
F2, Гц |
2,2 |
2,05 |
1,6 |
1,45 |
1,2 |
0,95 |
|
|
F1-F2, кгс |
0,3 |
0,25 |
0,2 |
0,15 |
0,1 |
0,05 |
|
|
М, кгс |
0,009 |
0,0075 |
0,008 |
0,0045 |
0,003 |
0,0015 |
Подобные документы
Конструкция и принцип действия электрических машин постоянного тока. Исследование нагрузочной, внешней и регулировочной характеристик и рабочих свойств генератора с независимым возбуждением. Особенности пуска двигателя с параллельной системой возбуждения.
лабораторная работа [904,2 K], добавлен 09.02.2014Понятие силового трансформатора как одного из важнейших элементов современной электрической сети. Характеристика и назначение силового двухобмоточного трансформатора типа ТМ, особенности главной изоляции. Определение напряжения короткого замыкания.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.07.2012Исследование генератора постоянного тока с независимым возбуждением: конструкция генератора, схема привода, аппаратура управления и измерения. Определение КПД трехфазного двухобмоточного трансформатора по методу холостого хода и работы под нагрузкой.
лабораторная работа [803,4 K], добавлен 19.02.2012Проектирование силового трансформатора ТМ-10000/35. Выбор изоляционных расстояний. Расчет размеров трансформатора, электрических величин, обмоток, параметров короткого замыкания, магнитной системы, коэффициента полезного действия при номинальной нагрузке.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 10.12.2013Изучение механических характеристик электродвигателей постоянного тока с параллельным, независимым и последовательным возбуждением. Тормозные режимы. Электродвигатель переменного тока с фазным ротором. Изучение схем пуска двигателей, функции времени.
лабораторная работа [1,3 M], добавлен 23.10.2009История открытия и создания двигателей постоянного тока. Принцип действия современных электродвигателей. Преимущества и недостатки двигателей постоянного тока. Регулирование при помощи изменения напряжения. Основные линейные характеристики двигателя.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.01.2018Назначение и типы трансформаторов; конструктивная схема. Проект силового трансформатора мощностью 400 кВА: определение основных электрических величин, расчет обмоток высокого и низкого напряжения, магнитной системы и параметров короткого замыкания.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.12.2012Проект трансформатора, электрические параметры: мощность фазы, значение тока и напряжения; основные размеры. Расчет обмоток; характеристики короткого замыкания; расчет стержня, ярма, веса стали, потерь, тока холостого хода; определение КПД трансформатора.
учебное пособие [576,7 K], добавлен 21.11.2012Система электроснабжения металлургических предприятий. Основное оборудование на подстанции. Характеристика работающего электрооборудования. Расчет токов короткого замыкания в сети. Расчет и выбор коммутационных аппаратов и силового трансформатора.
курсовая работа [615,8 K], добавлен 08.05.2013Особенности расчета двигателя постоянного тока с позиции объекта управления. Расчет тиристорного преобразователя, датчиков электропривода и датчика тока. Схема двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Моделирование внешнего контура.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.06.2011
