Исследование двигателей постоянного тока
Исследование электрических машин
Методические указания к самостоятельной и лабораторным работам
по дисциплине «Электрические машины»
для студентов направлений 140200 и 140600
Часть 1
Владивосток
УДК 621.313
И88
И88 Исследование электрических машин: метод. указания. Ч.1 /сост. В.Д. Сергеев, С.С. Проскуренко, А.С. Чернышова. – Владивосток: Изд–во ДВГТУ, 2009. – 74 с.
Приведены краткие сведения о двигателях постоянного тока, асинхронных и синхронных, а также о трансформаторах; программа, методические указания и рекомендации по выполнению опытов на универсальных стендах и составлению отчета. Краткие сведения необходимы для самостоятельной работы студентов ввиду того, что согласно рабочим программам лекции читаются в 5-м и 6-м семестрах, а лабораторные работы проводятся по всем разделам дисциплины только в 5-м семестре.
Методические указания предназначены для студентов электротехнических, электроэнергетических и электромеханических специальностей.
УДК 621.313
Одобрено научно – методическим советом университета
© ДВГТУ, изд–во ДВГТУ, 2009
Содержание
Лабораторная работа № 2. Исследование двигателей
постоянного тока с электромагнитным возбуждением. . . . . . . . . . . . 5
2.1. Программа лабораторной работы . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2. Краткие теоретические сведения о двигателях
постоянного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2.1. Принцип действия и устройство двигателя . . . . 5
2.2.2. Системы электромагнитного возбуждения
и обозначения выводов обмоток двигателей . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.2.3. Основные уравнения двигателей . . . . . . . . . . . . 9
2.2.4. Пуск двигателей в ход . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2.5. Скоростные и механические характеристики . . 11
2.3. Объект исследования и необходимое оборудование . . . . . . . . . 12
2.4. Разработка принципиальной электрической схемы опытов . . . 14
2.5. Методические указания к выполнению работы . . . . . . . . . . . . . 14
2.5.1. Запуск двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.5.2. Снятие естественных рабочих, скоростной
и механической характеристик . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.5.3.Снятие искусственных скоростных и механических
характеристик . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.6. Заключение по работе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.7. Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Лабораторная работа №4. Исследование трехфазного
асинхронного двигателя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.1. Программа лабораторной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.2.Принцип действия и устройство асинхронных
двигателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.3. Объект исследования и необходимое оборудование . . . . . . . . . 23
4.4. Разработка принципиальных электрических схем опытов . . . . 24
4.5. Измерение сопротивления изоляции обмоток . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.6. Определение коэффициента трансформации . . . . . . . . . . . . . . . .25
4.7. Опыт холостого хода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
4.8. Естественные рабочие характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.9. Механические характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.10. Заключение по работе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.11. Контрольные вопросы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Лабораторная работа № 6. Исследование двухобмоточного
трёхфазного трансформатора в установившихся симметричных
режимах работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
6.1. Программа лабораторной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
6.2. Краткие теоретические сведения о трансформаторах . . . . . . . . 32
Назначение, устройство и принцип действия . . . . . . . . . 32
Уравнения и схемы замещения трансформатора . . . . . . .34
Характеристики холостого хода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.2.4. Характеристики трёхфазного короткого замыкания . . . . 38
6.2.5. Изменение напряжения трансформатора при нагрузке . . 41
6.2.6. Коэффициент полезного действия трансформатора . . . . 43
6.2.7. Схемы и группы соединения обмоток
трансформаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.3. Методические указания к выполнению лабораторной
работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.3.1. Объект исследования и необходимое оборудование . . . . .48
6.3.2. Разработка принципиальных электрических схем
для опытов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
6.3.3. Опыт холостого хода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.3.4. Опыт трёхфазного короткого замыкания . . . . . . . . . . . . . 51
6.3.5. Снятие внешней характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
6.3.6. Экспериментальная проверка группы соединения
обмоток . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
6.4. Теоретические расчеты и построения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
Заключение по работе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
6.6. Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
Лабораторная работа № 12. Исследование трёхфазного
синхронного двигателя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
12.1. Программа лабораторной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
12.2. Принцип действия и устройство синхронных
двигателей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
12.3. Способы пуска синхронного двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
12.3.1. Пуск при помощи вспомогательного двигателя методом
точной синхронизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
12.3.2. Асинхронный пуск синхронного двигателя . . . . . . . . . . 60
12.4. V-образные характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
12.5. Объект исследования и необходимое оборудование . . . . . . . . . 63
12.6. Разработка принципиальной электрической схемы
для опытов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 12.7. Пуск синхронного двигателя при помощи вспомогательного двигателя методом точной синхронизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
12.8. Асинхронный пуск синхронного двигателя . . . . . . . . . . . . . . . .67 12.9. Снятие V-образных характеристик . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
12.9.1. Снятие характеристик при холостом ходе . . . . . . . . . . 68
12.9.2. Снятие характеристик при нагрузке . . . . . . . . . . . . . . . 69
12.10. Снятие рабочих и механической характеристик синхронного двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
12.11. Заключение по работе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
12.12. Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Лабораторная работа № 2
Исследование двигателей постоянного тока