Обробка результатів. Для кожної точки визначити:

Для кожної точки визначити:

Споживана потужність

;

Механічна потужність

;

Втрати потужності в обмотках якірного кола:

,

де - температура обмотки, яка відрізняється від розрахункової температури для класу ізоляції 115°. Якщо випробування проводяться на холодному двигуні, її можна прийняти 40°, тоді .

додаткові втрати визначаються згідно ГОСТ як

;

втрати потужності у щітковому контакті

втрати у сталі

;

Сума втрат

Корисна потужність

;

Коефіцієнт корисної дії (ККД):

.

Побудувати залежність ККД від струму навантаження

Контрольні запитання:

1. Які втрати потужності мають місце у машині постійного струму?

2. Яка залежність кожного виду втрат від струму навантаження?

3. У яких випадках враховуються втрати у обмотці збудження?

4. Що таке додаткові втрати і як вони враховуються?

5. Чому вважаться втрати у осерді полюсів і станини рівними нулю?

6. Які з втрат найбільші у балансі потужності?

7. Які умови максимуму ККД машини?

 

Лабораторна робота 3: "Комутаційні дослідження тягових двигунів";

(Тема 6. Порушення комутації в стаціонарних режимах роботи двигунів та методи експериментального дослідження машин на стенді)

 

Ціль роботи:Проведення комутаційних випробувань тягового двигуна із визначенням його області безіскрової роботи (ОБР) та її аналізом

 

Теоретичні відомості:Комутація струму машини постійного струму є чи не найголовнішою проблемою для цього класу машин і полягає в зміні напрямку струму у секціях обмотки якоря при їхньому замиканні щіткою. Комутація триває дуже малий проміжок часу (мілісекунди, або навіть долі мілісекунди) і супроводжується візуальним іскроутворенням під щітками.

Причиною виникнення іскор є незкомутована електромагнітна енергія у секціях при розмиканні щіткою комутуючого контуру. За процесом зміни енергії у комутуючих секціях відповідають додаткові полюси машини. Останні забезпечують у комутуючих секціях наявність комутуючої ЕРС, яка змушує струм секції змінюватися за досить короткий період комутації, що також еквівалентне до відбіру енергії секцій додатковими полюсами за час комутації.

Розрахункова оцінка комутації полягає у визначенні умовної ЕРС самоіндукції секції при лінійній зміні її струму за період комутації у необхідному діапазоні (подвійний струм паралельної гілки якорю). Цю величину називають реактивною ЕРС секції.

Таким чином, при аналізі процесу комутації вважають, що у комутуючій секції діють дві зустрічні ЕРС – реактивна в результаті зміни струму та комутуюча, забезпечувана дією додаткових полюсів. Баланс цих ЕРС забезпечує добру комутацію без іскроутворення, порушення цього балансу в той чи інший бік призводить до уповільненої (), або прискореної () комутації.

Візуально якість комутації оцінюється за допомогою бальної шкали, обумовленою ГОСТ 183-74. Небезпека комутаційних порушень полягає в пошкодженнях щітково-колекторного апарату, яке спричиняє іскріння щіток.

Ступінь іскріння в 1 бал: - повна відсутність іскор (темна комутація);

Ступінь іскріння в 1^1/4 бал: - слабке точечне іскріння під обмеженою поверхнею щітки;

Ступінь іскріння в 1^1/2 бал: - іскріння під більшою частиною щітки, але не сильне;

Ступінь іскріння в 2 бали: - інтенсивне іскріння під усією поверхнею щітки із початком її руйнації. Випробування при іскріння у 2 бали обмежені за часом, це іскріння буває при робочому перевантаженні, допускається як короткочасне. Подальший розлад комутації із посиленням іскріння більш ніж 2 бали є небезпечним і не допускається.

Візуальна оцінка комутації, хоча вона і закріплена ГОСТ, але є досить суб'єктивною і не дає інформації про сам характер комутації, що спричинив іскріння. Тому на практиці використовують у якості основного метод зняття області безіскрової роботи (ОБР). Цей метод полягає у спостереженні за появою іскор під щіткою (її збігаючим краєм) при штучному порушенні балансу ЕРС за рахунок живлення додаткових полюсів струмом від додаткового джерела (підсилюючи або послаблюючи останні). При проведенні досліду фіксують параметри (струм підживлення чи ослаблення) при якому з'являється перше іскроутворення (ступінь комутації у 1^1/4 балів). Випробування проводиться для умов певного режиму (частоти обертання та навантаження). За результатами цього дослідження можна не тільки зробити висновок про характер комутації, але і розрахувати умови її налагодження (коригування повітряного зазору під додатковими полюсами). Це ілюструє приклад знятої ОБР на рисунку та емпірична формула Касьянова корекції повітряного зазору полюсів.

Рисунок 1. Вигляд областей безіскрової роботи (ОБР)

де - струм підживлення (відживлення), що відповідає середній лінії ОБР при навантаженні I.

Слід зазначити, що перед проведенням комутаційних дослідів, треба перевірити готовність для цих випробувань двигуна. Ця перевірка полягає у контролі встановлення щіток на геометричній нейтралі, при цьому магнітні вісі якірної обмотки і додаткових полюсів співпадають із поперечною магнітною віссю машини і можна бути певним, що в комутаційній зоні немає дії від поля головних полюсів, бо вона розташована симетрично відносно поперечної вісі. Дану перевірку зазвичай роблять індукційним методом, який полягає у подачі імпульсу струму збудження і контролю відхилення (наявності ЕРС) на комутуючій (замкненій накоротко щіткою) секції. Цей контроль проводиться за допомогою гальванометра із нулем посередині, гальванометр має бути магнітоелектричної системи. Відхилення стрілки приладу в той чи інший бік означає зміщення щіткової траверзи відносно геометричної нейтралі у зазначений бік і має бути скориговане.

Підготовка до проведення роботи: 1. Повторити теоретичний матеріал, стосовно комутації двигунів, користуючись літературою та конспектом лекцій. 2.Ознайомитися із експериментальними методами дослідження комутації 3. Підготувати бланк звіту з проведення лабораторної роботи, використовуючи ці методичні вказівки

 

Робоче завдання до проведення роботи: Частина 1:Встановлення щіток на геометричну нейтраль.

Схема досліду приведена на рис. 2

Рисунок 2. Схема встановлення щіток на геометричну нейтраль.

1.1 За допомогою стороннього джерела (акумуляторна батарея) подати живлення на обмотку збудження двигуна. Двигун має бути нерухомим і на якірне коло його живлення не подається.

1.2 До двох сусідніх щіток, знявши захисну кришку з колектора, під" єднати мілівольтметр з нулем посередині.

1.3 Шляхом замикання та розмикання кола обмотки збудження (джерела акумулятору) спостерігати за відхиленням стрілки приладу

1.4 Результати спостережень занотувати до звіту.

 

Частина 2. Зняття області безіскрової роботи двигуна.

Схема досліду приведена на рис. 4 і 3.

Рисунок3. Схема зняття ОБР

 

Рисунок 4. Схема підживлення або ослаблення ДП

2.1 Разом із викладачем перевірити схему проведення випробувань (рис. 2) на взаємне навантаження двигунів та схеми подачі додаткового живлення на обмотку додаткових полюсів. Живлення на обмотку додаткових полюсів достатньо подавати тільки на одну пару, що дозволяє конструкція двигуна ТЕ-022, завдяки вирівнювальним властивостям хвильової обмотки якоря.

2.2 Задати робочий режим згідно зі схемою рис.3.(частоти обертання та струму навантаження)

2.3 При заданому робочому режимі провести досліди підживлення та ослаблення додаткових полюсів згідно зі схемою рис. 4. При проведенні дослідів фіксувати появу іскор під збігаючим краєм щітки. Значення струму навантаження і струмів підпитки та відпитки ДП нанести на заготовку для ОБР, подібну до рис. 1.

2.4 Змінюючи струм навантаження, але підтримуючі частоту обертання регулюванням джерел схеми рис. 3, повторити дослід п. 2.3 принаймі ще двічі за нанесенням результатів на заготовку до звіту.