Правила безопасности при выполнении лабораторной работы

Вначале лабораторного занятия студенты должны пройти инструктаж по технике безопасности, который оформляется в специальном журнале за личными подписями студентов. Невыполнение правил безопасности может привести к поражению электрическим током и повреждению дорогостоящего оборудования.

Основные правила безопасности при выполнении лабораторной работы:

- студенты обязаны бережно обращаться с оборудование и измерительными приборами, и несут ответственность за их порчу или вывод из строя приборов и оборудования по их вине;

- к сборке схемы студенты приступают только после того, как все вопросы, связанные с применяемой аппаратурой и источниками питания, выяснены;

- включать собранную схему студенты могут только после проверки и разрешения преподавателя или лаборанта;

- о всех неисправностях схемы и приборов студенты обязаны немедленно сообщить преподавателю;

- при перемещении движков студенты должны касаться только изолированной рукоятки;

- студенты обязаны во время выполнения лабораторной работы соблюдать тишину, не покидать рабочего места без разрешения преподавателя;

- студентам запрещается подходить к другим установкам и делать на них какие либо включения и переключения;

- студентам запрещается касаться движущихся частей установок;

- студентам запрещается пользоваться приборами и оборудованием, не подлежащим применению к выполняемой работе;

- ответственность за соблюдением настоящих правил возлагается на студентов, работающих в лаборатории, а контроль за их соблюдением ведется руководителем лабораторных работ.
6. Рекомендации по выполнению лабораторной работы

6.1 Требования по выполнению лабораторной работы

Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы студент должен изучить содержание работы и порядок её выполнения, а так же пройти инструктаж по технике безопасности.

В процессе выполнения лабораторной работы студент производит записи на черновом бланке, который проверяется и подписывается преподавателем. Расчёты следует производить с точностью до двух, а в необходимых случаях до трёх, цифр после запятой.

После выполнения лабораторной работы студент должен представить отчёт о проделанной работе.

Отчёт о выполненной работе следует выполнять согласно принятым требованиям к оформлению текстовых документов в учебном заведении, и который должен содержать:

- тему и цель работы;

- таблицу с техническими и экспериментальными данными;

- экспериментальную схему;

- расчёты с формулами и необходимыми пояснениями;

- выводы о проделанной работе.

Отчёт сдаётся преподавателю в указанные им срок и защищается индивидуально каждым студентом в процессе собеседования с преподавателем.

Зачёт по лабораторной работе студент получает, если:

- расчёты выполнены правильно и в полном объёме;

- студент может пояснить выполнение любого этапа работы;

- отчёт выполнен в соответствии с требованиями к оформлению текстовых документов в учебном заведении;

- студент отвечает на контрольные вопросы на удовлетворительно и выше.

К выполнению следующей лабораторной работы студент может приступить только после предоставления отчёта по предыдущей работе.

Зачёт по лабораторным работам студент получает при условии выполнения всех предусмотренных программой лабораторных работ после сдачи отчёта по работам и зачётами по каждой из них.

6.2 Краткие теоретические сведения

Асинхронная машина состоит из двух основных частей:

а) неподвижного статора;

б) вращающегося ротора.

Сердечник статора и ротора, разделенные небольшим воздушным зазором (0,3¸1,0 мм), составляют магнитную цепь машины. Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечники статора и ротора набираются из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга слоем лака.

В пазы, расположенные на внутренней поверхности статора, укладывается трехфазная обмотка из изолированного медного провода. Обмотка соединяется по схеме “звезда” или “треугольник”.

При питании обмотки статора трехфазным переменным током создается вращающееся с синхронной частотой магнитное поле.

. (1)

При стандартной частоте f₁ = 50 Гц синхронная частота n₁ может принимать следующие значения:

3000 об/мин (если р = 1);

1500 об/мин (если р = 2);

1000 об/мин (если р = 3) и т.д.

Отношение разности скоростей n₁ и n₂ к синхронной скорости n₁ называется скольжением:

.%

((2)

Автономные асинхронные генераторы — трёхфазные машины, преобразующие механическую энергию первичного двигателя в электрическую энергию переменного тока. Их несомненным достоинством перед другими видами генераторов являются отсутствие коллекторно-щеточного механизма и, как следствие этого, большая долговечность и надежность. Если отключенный от сети асинхронный двигатель привести во вращение от какого-либо первичного двигателя, то в соответствии с принципом обратимости электрических машин при достижении синхронной частоты вращения, на зажимах статорной обмотки под действием остаточного магнитного поля образуется некоторая ЭДС. Если теперь к зажимам статорной обмотки подключить батарею конденсаторов С, то в обмотках статора потечёт опережающий ёмкостный ток, являющийся в данном случае намагничивающим. Ёмкость батареи С должна превышать некоторое критическое значение С0, зависящее от параметров автономного асинхронного генератора: только в этом случае происходит самовозбуждение генератора и на обмотках статора устанавливается трёхфазная симметричная система напряжений. Значение напряжения зависит, в конечном счёте, от характеристики машины и ёмкости конденсаторов. Таким образом, асинхронный короткозамкнутый электродвигатель может быть превращен в асинхронный генератор.

Пуск машины. Наиболее простым и распространенным способом пуска асинхронной машины является прямое включение в сеть. Однако такое включение сопровождается значительным броском тока, превышающим в 4-7 раз номинальный тока.

Достоинства асинхронных генераторов:

Ø простота устройства и низкая стоимость;

Ø простота эксплуатации, отсутствие трущихся токоведущих частей;

Ø большая долговечность и надежность.

Недостатки:

Þ сложность самовозбуждения;

Þ "не любит" холостого хода.;снизить тепловую нагрузку можно более тщательным подбором емкости возбуждающих конденсаторов;

Þ Не стабильна частота переменного тока, вырабатываемого генератором,; частоту можно косвенно контролировать по выходному напряжению, которое в режиме "холостого хода" должно на 4…6 % превышать промышленное значение 220/380 В.

6.3 Описание лабораторной установки

Экспериментальная схема представлена в соответствии с рисунком 1.

Рисунок 1 - Экспериментальная схема

6.4 Порядок выполнения лабораторной работы

Перед проведением лабораторной работы необходимо привести модули в исходное состояние:

– переключатель SA1 модуля ЛАТР установить в нижнее положение, ручку автотрансформатора установить в крайнее левое положение;

– переключатель SA1 МДС1 установить в положение «¥»;

– переключатель SA1 МДС2 установить в положение «¥», SA2 – в положение «0».

6.4.1 Пробный пуск

Для подключения асинхронной машины к сети переменного тока путем непосредственного включения асинхронного генератора на сеть собирается схема, представленная на рисунке 1.

Рисунок 1 Схема для исследования асинхронного генератора

Питание обмотки возбуждения двигателя постоянного тока (ДПТ) осуществляется от клемм «=220В» модуля питания. Последовательно с обмоткой возбуждения вводится добавочное сопротивление.

Для питания якорной цепи ДПТ используется модуль ЛАТР.

Для измерения тока якоря I_Я, напряжения якоря U_Я и частоты вращения n используется компьютер. Для этого выходы ДТ, ДН и ПЧН силового модуля подключаются к входам А1, А2 и А3 соответственно модуля ввода/вывода.

При работе с измерительным модулем ДТ заменяется амперметром, ДН вольтметром.

Ток статора, напряжение статора и мощность двигателя измеряется модулем МИМ.

Значение частоты вращения n агрегата также можно наблюдать на индикаторе СМ.

Последовательным включением автоматов QF1 и QF2 произвести пробный пуск асинхронного двигателя.

Запустить ДПТ. Для этого переключатель SА1 МДС1 переключить в положение «160», при этом следить за током якоря. Если ток якоря возрастает, выключить QF2 модуля питания, поменять местами фазы А и В асинхронной машины.

Переключатель SA1 МДС2 перевести в положение «0».

Тумблер SА1 модуля автотрансформатора перевести в верхнее положение, поворачивая ручку автотрансформатора по часовой стрелке подать напряжение в якорную цепь ДПТ. Двигатель постоянного тока запустится.

После пробного пуска вернуть модули в исходное состояние.

6.2 Снятие рабочих характеристик

Рабочие характеристики представляют собой зависимость мощности, подводимой к асинхронном генератору Р₁, фазного тока I_Ф, КПД h_А.Ген., скольжения s от полной активной мощности, отдаваемой асинхронным генератором в сеть Р₂.

I_Ф, Р₁, n, s, η, сosφ₁ = f(P₂) при U_ф = const и f= const.

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включить автоматы QF1 и QF2 модулей МПС и МП соответственно, запустится асинхронный двигатель, зафиксировать показания холостого хода;

– произвести запуск ДПТ так как было описано выше;

– увеличивая напряжение на якоре, изменять скорость ДПТ до достижения асинхронной машиной точки перехода в генераторный режим (активная мощность, потребляемая из сети, равна нулю). Если этого достигнуть не удалось, то следует переключением SA1 модуля МДС2 ослаблять поток обмотки возбуждения.

Дальнейшее увеличение напряжения на якоре или ослабление обмотки возбуждения приводит к переходу асинхронной машины в режим асинхронного генератора и отдачи в сеть активной мощности. Опыт проводить до тех пор, пока ток якоря ДПТ не будет равен 1,5А.

Технические и экспериментальные данные со стороны асинхронного генератора представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Технические и экспериментальные данные со стороны асинхронного генератора

Таблица 2 - Технические и экспериментальные данные со стороны ДПТ

После окончания опыта установить все переключатели модулей в исходное состояние.

Расчетные данные со стороны асинхронного генератора.

Полная активная мощность, отдаваемая асинхронным генератором в сеть переменного тока, Вт Р₂ = P₁ – P_хх –DР_эм,

Потери в обмотке статора, Вт ,

где r_с – сопротивление обмотки статора (Приложение Б).

Коэффициент мощности асинхронного генератора

сosφ = ;

Скольжение асинхронного генератора (отрицательное, т.к. n > n₁),

s = .

КПД асинхронного генератора, % h_А.Ген = ,

где Р₁ –мощность, подводимая к асинхронному генератору от двигателя постоянного тока, Вт

Р₁ = ,

где М₁ – полезный момент на валу двигателя постоянного тока, Н×м

М₁ = М_эм – М₀,

Где М_эм– электромагнитный момент, создаваемый двигателем постоянного тока, Н×м

М_эм = С_м×I_я;

Момент холостого хода двигателя постоянного тока, Н×м

М₀ = С_м×I_я0,

где С_м–принимается по тарировочным кривым (Приложение В) в зависимости от угловой частоты вращения с учетом тока возбуждения;

где I_Я0 – ток холостого хода, принимается 0,2 А по паспортным данным МПТ

По расчетным данным построить рабочие характеристики асинхронного генератора: Р₁; I_ф; сosφ; h_а.ген; S = f (Р₂).

Контрольные вопросы

1) Как устроен асинхронный двигатель?

2) Каково назначение элементов конструкции двигателя?

3) Какие используются схемы соединения обмоток статора?

4) Как маркируются выводы обмотки статора?

5) Что необходимо для работы асинхронного двигателя?

6) Объясните принцип действия асинхронного двигателя?

7) Что такое скольжение и что оно характеризует?

8) В чем состоят достоинства и преимущества асинхронного генератора по отношению к синхронному генератору?

9) Указать недостатки асинхронного генератора.

10) Может ли асинхронный генератор работать без сети переменного тока?

11) Каким образом создается магнитное поле в асинхронном генераторе?

12) Назовите области применения асинхронных генераторов

13) В чем заключается обратимость электрических машин?

Приложение А

Отчёт по лабораторной работе

Приложение Б

Паспортные данные машины постоянного тока

Таблица А.1

Паспортные и расчетные данные асинхронного двигателя с фазным/короткозамкнутым ротором

Таблица А.2

Паспортные данные импульсного датчика скорости

Таблица А.3

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: