1. Тема учебной программы: Электрические машины постоянного тока.
2. Тема работы: Исследование устройства и работы электродвигателя постоянного тока с параллельным возбуждением
3. Цель работы: Изучить рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения и способы регулирования скорости вращения вала. Научиться строить графики рабочих характеристик электродвигателя.
4. Материально-техническое оснащение: Лабораторный стол с комплектом оборудования, электродвигатель постоянного тока параллельного возбуждения, электроизмерительные приборы и соединительные провода.
5. Теоретическая часть: Машины постоянного тока обладают свойством обратимости: одна и та же машина может работать в режиме генератора или электродвигателя. По способу возбуждения выделяют четыре типа машин постоянного тока: с последовательным; параллельным; смешанным; независимым возбуждением. Двигатель с параллельным возбуждением является наилучшим для электроприводов, работающих с постоянной частотой вращения и требующих плавного и экономичного регулирования скорости вращения. Электродвигатель ПТ состоит из вращающегося якоря и неподвижного статора, на котором крепятся магнитные полюса. На полюсах помещается обмотка возбуждения. Обмотка возбуждения создаёт магнитный поток возбуждения. Якорь представляет собой цилиндр с пазами, набранный из листовой стали. В пазы укладывают обмотку якоря. На валу якоря помещают коллектор, к поверхности которого примыкают щетки. Принцип работы электродвигателя основан на взаимодействии магнитного поля с проводником, по которому протекает электрический ток. Электромагнитные силы, созданные взаимодействием тока и магнитного поля будут создавать вращающий момент, под действием которого якорь вращается.
Для ограничения и регулирования пускового тока в цепь включают пусковой реостат. Пусковые токи в якоре в10-25 раз превышают номинальные. На такой ток не рассчитаны ни обмотка якоря, ни щетки его коллектора. Регулирование частоты вращения двигателя осуществляется изменением напряжения и магнитного потока. Основной способ - изменение магнитного потока возбуждения с помощью реостата Rp. Изменить направление вращения (реверсирование) электродвигателя производится изменением направления тока в цепи якоря или в обмотке возбуждения.
6. Практическая часть:
6.1. Техника безопасности при выполнении работы: Перед выполнением сборки цепей убедитесь, что лабораторный стол обесточен, ЛАТР установлен в положение «0 постоянный ток». При выполнении работы запрещается прикасаться к неизолированным проводам, соединительным зажимам и другим частям цепей, которые могут оказаться под напряжением. При проведении измерений, необходимую коммутацию приборов осуществлять только после отключения питания на лабораторном столе. При возникновении во время выполнения работы неисправностей оборудования или приборов следует немедленно выключить напряжение питания (красная кнопка на лабораторном столе) и сообщить о неисправности преподавателю. После сборки электрическую цепьпоказать преподавателю для проверки.Любые изменения в схеме производить после отключения питания.
6.2. Описание выполнения задания: Ознакомиться с измерительными приборами; определить предел измерения и цену деления приборов.
1. Собрать электрическую схему и показать преподавателю для проверки. Установить ручки реостатов Rn и Rp в среднее положение. Установить ЛАТР в положение «0 Постоянный ток»
Электрическая схема опыта.
2. Осуществить пуск двигателя, нажав кнопку «пуск». Установить с помощью ЛАТР напряжение 60В. Ручкой реостата Rp установить силу тока возбуждения 0,5 А, ручку реостата Rn вывести в крайнее (начальное) положение.
3. Провести исследование работы двигателя под нагрузкой. Нагрузку измерять динамометрами, постепенно перемещая их снизу вверх, тем самым натягивая ленточный тормоз. Установить силу торможения в 1Н (по разности показаний динамометров). Определить и записать показания всех измерительных приборов в таблицу1.
Таблица 1.
| Режим работы | № п/п | измерено | вычислено | ||||||||
| U | Iя | Iв | n | F | I | М | P1 | P2 | η | ||
| В | А | А | 1/мин | Н | А | 
| Вт | Вт | |||
| Холостой ход | |||||||||||
| Работа под нагрузкой | |||||||||||
4. Провести исследования работы электродвигателя при силе торможения 1,5Н; 2,0Н; 2,5Н, поддерживая напряжение и ток неизменным.Определить и записать показания всех измерительных приборов в таблицу1.
5. Снять скоростную характеристику электродвигателя при постоянной нагрузке 1Н и номинальном напряжении 60В, Изменяя реостатом Rp ток возбуждения Iв. Определить и записать показания измерительных приборов в таблицу2.
Таблица 2.
| Измерено | |||
| № п/п | Iв | n | U |
| А | 1/мин | В | |
| 0,5 | |||
| 0,6 | |||
| 0,7 | |||
| 0,8 | |||
| 0,9 |
6. Осуществить реверсирование электродвигателя разными способами.
Расчётные формулы.
I=Iя +Iв ток, управляемый двигателем.
М=F∙d/2 вращательный момент двигателя (Нм). d= 0,06 мдиаметр шкива двигателя
F=F1-F2 сила торможения (Н), F1, F2 -показания динамометров.
P2=M n/9,55 -полезная мощность двигателя (Вт), где n - количество оборотов двигателя (об/мин)
P=U I -потребляемая двигателем мощность (Вт).
η = P2/P1 = P2/U I – коэффициент полезного действия, КПД.
