Лабораторная работа № I.
ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДОВ И СХЕМ ИСПЫТАНИЙ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Цель работы:
Изучить и сравнить между собой различные методы и схемы испытаний ТЭМ, получить практические навыки управления испытательными стендами, ознакомиться с принципами их анализа и расчета.
Объем работы:
Изучить виды и программы испытаний ТЭМ.
Усвоить принципы построения схем испытаний методами непосредственного и взаимного нагружения, методику их пуска и регулирования.
На основе экспериментальных данных произвести сравнительную оценку расхода электроэнергии сети при испытаниях ТЭМ по методу непосредственного и взаимного нагружения.
Выполнить теоретический расчет параметров ВДМ и ЛГ для испытательной станции по заданным параметрам испытуемого двигателя.
Порядок работы:
Исходя из наличия двух идентичных по конструкции машин и двух управляемых источников питания, разработать электрические схемы испытаний ТЭМ по методу непосредственного и взаимного нагружения с указанием приборов, необходимых для регистрации расхода мощности сети и полезной мощности испытуемого двигателя.
Собрать схему для испытаний ТЭД методом непосредственного нагружения, произвести пуск на заданном преподавателем напряжении и осуществить пробное регулирование режимов работы двигателя, удостоверившись в правильности работы схемы.
Изменяя нагрузочный момент на валу испытуемого двигателя, снять зависимость расходуемой электрической мощности сети от мощности, реализуемой двигателем, в пределах шкал используемых приборов.
Собрать схему испытаний ТЭМ по методу взаимного нагружения, произвести пробный пуск на заданном напряжении и пробное регулирование режимов работы двигателя, удостоверившись в правильности работы схемы.
Изменяя нагрузочный момент на валу испытуемого двигателя, получить зависимость расходуемой электрической мощности сети от мощности, реализуемой двигателем, в том же диапазоне нагружений, что и по методу непосредственного нагружения.
Рисунок №1 Схема испытаний методом непосредственного нагружения.
Рисунок №2. Принципиальная электрическая схема испытаний методом взаимного нагружения.
Таблица №1
Результаты испытаний методом непосредственного нагружения.
|
Uд, В |
Iд, А |
Uг, В |
Iг, А |
Uов, В |
Iов, А |
n, об/мин. |
|
100 |
2,9 |
46 |
2,5 |
5 |
3 |
25 |
|
100 |
5,8 |
70 |
4,2 |
10 |
7,5 |
15 |
|
100 |
7,2 |
85 |
4,6 |
20 |
15 |
12 |
|
100 |
7,9 |
75 |
5,5 |
20 |
15 |
10 |
|
100 |
8,8 |
63 |
6,7 |
20 |
15 |
10 |
|
100 |
10 |
59 |
8,1 |
20 |
15 |
9 |
Таблица №2 Результаты испытаний методом взаимного нагружения.
|
Uд, В |
Iд, А |
Uвдм, В |
Iвдм, А |
Uлг, В |
Iлг, А |
n, об/мин. |
|
100 |
2,4 |
20 |
1 |
105 |
1,5 |
27 |
|
100 |
4,5 |
30 |
3 |
109 |
1,2 |
16 |
|
100 |
6 |
37 |
5 |
111 |
1,1 |
14 |
|
100 |
8,4 |
50 |
7 |
114 |
1,1 |
10 |
|
100 |
10 |
60 |
9 |
119 |
1,1 |
8 |
Па основе экспериментальных данных произведём сравнительную оценку расхода электроэнергии при испытании ТЭМ методом непосредственного и взаимного нагружения.
Метод взаимного нагружения.
Метод непосредственного нагружения.
Таблица №3
Расчетные данные для построения графика зависимости Рсети и Рдв.
|
Метод непосредственного нагружения |
Р1сети |
305 |
655 |
1020 |
1090 |
1180 |
1300 |
|
Р1дв |
202,5 |
437 |
555,5 |
601,25 |
651,05 |
738,95 |
|
|
Метод взаимного нагружения |
Р2сети |
177,5 |
220,8 |
307,1 |
475,4 |
670,9 |
- |
|
Р2дв |
158,25 |
355,35 |
481,3 |
653,6 |
762,55 |
- |
% экономии электроэнергии равен (Р1сети-Р2сети)/Р1сети*100%
1 – кривая зависимости Рсети от Рдв при непосредственном нагружении.
2 – кривая при взаимном нагружении.
3 – процентная кривая экономии сети.
Вывод: При испытании методом взаимного нагружения экономия электроэнергии может составлять до 8%, в нашем случае может составлять до 60% т. к. это зависит и от мощности машины.
Лабораторная работа№2
Снятие электромеханических и регулировочных характеристик тягового электродвигателя
Цель работы: Изучить методику экспериментального измерения и теоретического расчета электромеханических характеристик тягового электродвигателя.
Схема
для снятия электромеханических и
регулировочных характеристик тягового
электродвигателя собрана по методу
взаимного нагружения и изображена на
рисунке №1
Рисунок №1 - схема для снятия электромеханических и регулировочных характеристик тягового электродвигателя.
Результаты экспериментальных замеров и теоретического расчета запишем в таблицу №1.
Таблица №1
Результаты экспериментальных замеров и теоретического расчета.
|
Режим возбуждения |
Uд, В |
Iа, А |
Na, об/мин |
Uвдм, В |
Iвдм, А |
Uлг,В |
Iлг, А |
|
Мв, кгм |
|
ПВ |
90 |
10 |
350 |
5 |
7 |
90 |
6 |
0,681 |
1,672 |
|
90 |
30 |
320 |
15 |
24 |
90 |
6,2 |
0,830 |
6,691 |
|
|
90 |
60 |
300 |
21 |
55 |
90 |
8 |
0,826 |
14,212 |
|
|
90 |
80 |
280 |
25 |
75 |
90 |
11,2 |
0,800 |
19,649 |
|
|
90 |
120 |
180 |
30 |
103 |
90 |
16,5 |
0,788 |
45,183 |
|
|
ПВ |
120 |
10 |
480 |
5 |
2,5 |
120 |
6,5 |
0,670 |
1,600 |
|
120 |
30 |
435 |
12 |
25 |
120 |
7 |
0,842 |
6,655 |
|
|
120 |
70 |
400 |
22 |
64 |
120 |
11,2 |
0,836 |
16,777 |
|
|
120 |
90 |
340 |
25 |
76 |
120 |
12,5 |
0,843 |
25,571 |
|
|
120 |
120 |
300 |
28 |
100 |
120 |
17,8 |
0,829 |
38,000 |
|
|
ОВ |
120 |
10 |
525 |
5 |
2 |
120 |
7 |
0,646 |
1,410 |
|
120 |
30 |
495 |
12 |
22 |
120 |
7,3 |
0,842 |
5,848 |
|
|
120 |
70 |
430 |
20 |
60 |
120 |
11,5 |
0,846 |
15,798 |
|
|
120 |
90 |
370 |
22 |
78 |
120 |
15,5 |
0,834 |
23,271 |
|
|
120 |
120 |
310 |
25 |
90 |
120 |
19,5 |
0,841 |
37,307 |
КПД двигателя можно рассчитать по формуле
Где: Рпол. дв.- полезная мощность двигателя, Вт;
Рдв- подведённая мощность двигателя, Вт.
Полезная мощность двигателя, Вт.
Подведенная мощность двигателя, Вт.
Порядок работы:
Ознакомится со схемой и пультом управления стендом для испытания тяговых двигателей по методу взаимного нагружения.
Запустить испытуемые машины при номинальном значении тока якоря и половинном значении номинального напряжения на зажимах двигателя. Для исключения температурного дрейфа характеристик машин прогреть в этом режиме 10…15мин.
Произвести снятие характеристик двигателя в рабочем диапазоне тока якоря (0,5-1,5)Iн, для заданных преподавателем уровней напряжения.
Включив режим ослабленного возбуждения повторить измерения характеристик двигателя.
Паспортные данные:
Uн – 1450B;
Pн – 600кВт;
Iн – 515A;
nа час – 155об/мин.;
?н – 0,924;
Р? – 550кВт;
I? – 410A;
N0? – 525об/мин.;
?? – 0,924.
Сопротивление обмоток при t 0C , равной 200С
Rя=0,31Ом;
Rв=0,0401Ом;
Rдп=0,0212Ом.
Момент на валу двигателя, Мв, кгм.;
Где: ?дв - угловая частота вращения вала двигателя , рад./с.
Угловая частота вращения вала двигателя:
Где: nдв – частота вращения вала двигателя.
Электромеханические характеристики двигателя показаны на рисунке №2
Вывод: Из полученных характеристик видим, что величина напряжения двигателя в значительной мере влияет на обороты двигателя и скорость движения локомотива. Так при одном и том же значении якоря, но при разном приложенном напряжении обороты разные.
Увеличением напряжения пользуются в случае, когда нужно резко увеличить скорость движения для быстрого разгона.
Применение ослабление возбуждения в меньшей степени приводит к увеличению оборотов двигателя. Ослаблением возбуждения пользуются для расширения диапазона скоростей при заданном уровне напряжения двигателя.
