Снятие электромеханических и регулировочных характеристик тягового электродвигателя
Суть метода взаимного нагружения электрических машин. Принципиальная схема силовой части испытательного стенда. Определение температурного дрейфа и вычисление коэффициента полезного действия тягового электродвигателя. Пересчет скоростной характеристики.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.09.2019 |
| Размер файла | 891,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Уральский государственный университет путей сообщения
Кафедра «Электрическая тяга»
ОТЧЁТ
по лабораторной работе
на тему: «Снятие электромеханических и регулировочных характеристик тягового электродвигателя»
по дисциплине: «Тяговые электрические машины»
Выполнил: студент Иванов И.И.
Проверил: ассистент Кузьминых И. А.
Екатеринбург 2015
Введение
Цель работы: Изучить методику экспериментального измерения, теоретического расчета и анализа электромеханических и регулировочных характеристик ТЭД.
Исходные данные: Схема для снятия электромеханических и регулировочных характеристик тягового электродвигателя собрана по методу взаимного нагружения и изображена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Принципиальная схема силовой части испытательного стенда
Паспортные данные испытуемого двигателя ТЭД НБ-412М:
Номинальное напряжение - 1450 В;
Параметры часового режима:
Параметры длительного режима:
Сопротивление обмоток при 20 єС:
Методика испытания тягового электродвигателя
Суть метода взаимного нагружения состоит в том, что вырабатываемая нагрузочным генератором электрическая энергия направляется не в нагрузочный реостат, где она безвозвратно теряется, а возвращается на питание испытуемого двигателя.
При этом возникает система замкнутых друг на друга машин, взаимообразным образом обращающих между собой электрическую и механическую энергии (рисунок 2).
Рисунок 2 - Схема энергетического обмена при испытании по методу взаимного нагружения
При такой схеме каждая из машин выступает по отношению к другой и как источник питания соответствующего вида энергии, и как «полезная» нагрузка. Для восполнения в данной системе машин энергетических потерь обычно выступает электрическая сеть.
Порядок работы
1. Ознакомиться со схемой и пультом управления стенда для испытания тяговых двигателей по методу взаимного нагружения.
2. Запустить испытуемые машины при номинальном значении тока якоря и половинном значении номинального напряжения на зажимах двигателя.
3. Для исключения температурного дрейфа характеристик произвести прогрев испытуемых машин в этом режиме в течение 10 минут.
4. Произвести снятие электромеханических характеристик двигателя в диапазоне токов якоря (0,5...1,5)Iн на заданных уровнях напряжений.
5. Включив режим ослабленного возбуждения (первая ступень), повторить измерения характеристик двигателя.
Результаты экспериментальных замеров и теоретического расчета запишем в таблицу 1.
Расчетная часть
Используя экспериментальные данные приведем пример расчета для второй строки таблицы 1
Значение полезной мощности на валу двигателя в различных режимах работы:
Вычислим коэффициент полезного действия:
Момент на валу испытуемого двигателя:
Таблица №1 Результаты экспериментальных замеров и теоретического расчета.
|
Напряжение питания - 350 В. Режим полного возбуждения |
||||||||
|
Ia |
nа |
UВДМ |
IВДМ |
UЛГ |
IЛГ |
з |
MВ |
|
|
А |
об/мин |
В |
А |
В |
А |
- |
Н?м |
|
|
200 |
300 |
20 |
175 |
400 |
20 |
0,917857 |
2045,292 |
|
|
280 |
220 |
60 |
250 |
400 |
20 |
0,882653 |
3754,886 |
|
|
360 |
190 |
80 |
325 |
400 |
30 |
0,849206 |
5378,158 |
|
|
440 |
160 |
100 |
400 |
400 |
30 |
0,831169 |
7640,000 |
|
|
520 |
140 |
120 |
475 |
400 |
35 |
0,804945 |
9993,393 |
|
|
600 |
120 |
140 |
562,5 |
400 |
40 |
0,774405 |
12942,240 |
|
|
Напряжение питания - 650 В. Режим полного возбуждения |
||||||||
|
Ia |
nа |
UВДМ |
IВДМ |
UЛГ |
IЛГ |
з |
MВ |
|
|
А |
об/мин |
В |
А |
В |
А |
- |
Н?м |
|
|
200 |
680 |
20 |
175 |
760 |
20 |
0,928077 |
1694,423 |
|
|
280 |
540 |
40 |
250 |
750 |
24 |
0,923077 |
2971,111 |
|
|
360 |
460 |
60 |
325 |
750 |
30 |
0,910256 |
4422,065 |
|
|
440 |
410 |
90 |
410 |
750 |
38 |
0,885664 |
5900,037 |
|
|
520 |
380 |
100 |
475 |
740 |
40 |
0,885947 |
7525,651 |
|
|
600 |
340 |
140 |
575 |
730 |
40 |
0,859359 |
9413,772 |
|
|
Напряжение питания - 650 В. Режим ослабленного возбуждения |
||||||||
|
Ia |
nа |
UВДМ |
IВДМ |
UЛГ |
IЛГ |
з |
MВ |
|
|
А |
об/мин |
В |
А |
В |
А |
- |
Н?м |
|
|
200 |
840 |
20 |
175 |
750 |
25 |
0,914423 |
1351,496 |
|
|
280 |
660 |
40 |
250 |
750 |
30 |
0,910714 |
2398,352 |
|
|
360 |
540 |
60 |
325 |
750 |
35 |
0,902244 |
3733,785 |
|
|
440 |
480 |
80 |
400 |
750 |
38 |
0,894231 |
5088,359 |
|
|
520 |
420 |
100 |
475 |
730 |
40 |
0,886538 |
6813,470 |
|
|
600 |
390 |
120 |
560 |
730 |
40 |
0,876410 |
8369,718 |
Для определения процентного отклонения характеристик испытуемого двигателя произведем пересчет одной из его скоростных характеристик в режиме полного возбуждения на номинальное напряжение питания.
где
По формуле (5) найдем CnФ для оборотов якоря при напряжений 650 В в режиме полного возбуждения , а потом подсчитаем частоту вращения якоря при номинальном напряжении питания 1450 В
Например, для первого значения таблицы 2
Аналогично вычисляем все значения для напряжения 650 В в режиме полного возбуждения.
Результаты сводим в таблицу 2.
Таблица 2 - Пересчет скоростной характеристики.
|
Ia, А |
nа, об/мин |
||
|
nа (U=650) |
nа (U=1450) |
||
|
200 |
680 |
1541,19264 |
|
|
280 |
540 |
1231,91664 |
|
|
360 |
460 |
1056,41320 |
|
|
440 |
410 |
947,97850 |
|
|
520 |
380 |
884,68462 |
|
|
600 |
340 |
797,12623 |
Для определения процентного отклонения параметров испытуемого двигателя от его типовых характеристик необходимо произвести пересчет одной из его скоростных характеристик в режиме полного возбуждения на номинальное напряжение питания. электрический тяговый скоростной
где n? - частота вращения по паспорту;
nрасч - рассчитанная частота вращения берется из рисунка 6, по оси абсцисс отмечаем значение Ia ном = 410 А, которое берется из паспортных данных, проводим перпендикуляр до пересечения с графиком, проводим перпендикуляр до оси ординат и отмечаем значение nрасч = 975 об/мин.
Это значит что, частота вращения рассчитанная больше на 15,39 % частоты вращения по паспорту или частота вращения по паспорту меньше на 15,39 % рассчитанной частоты вращения.
Рисунок 3 - Скоростные характеристики ТЭД
Рисунок 4 - Моментная характеристики ТЭД
Рисунок 5 - Зависимость КПД от тока якоря
Рисунок 6 - Скоростная характеристика ТЭД (UД=1450 В)
Из полученных зависимостей видно, что с увеличением напряжения на зажимах двигателя характеристика частоты вращения смещается вверх. Это также видно и из формулы, полученной на основе основного уравнения двигателя:
Здесь частота вращения прямо пропорциональна напряжению и изменяется вместе с ним.
Электрические потери остаются неизменными, так как токи одинаковые.
Магнитные потери зависят от напряжения
Механические потери зависят от напряжения, при растут механические потери, видно из формулы:
Добавочные потери зависят от магнитных потерь, видно из формулы:
Эти потери увеличиваются на малую величину, при значительном увеличении напряжения, отсюда следует, что характеристика КПД располагается выше:
Моментная характеристика располагается ниже, так как при увеличении напряжения потери увеличиваются, так как ^na:
При уменьшении Ф0 моментная характеристика располагается ниже, так как
Реализация мощности близкой к номинальной диктуется условием обеспечения примерно постоянного максимального КПД.
При пересчете скоростной характеристики на номинальное напряжение питания оказалось, что расчетная характеристика лежит выше типовой.
Этому может способствовать целый ряд причин.
В частности можно предположить, что щетки сдвинуты с геометрической нейтрали против направления вращения, в результате чего появилось размагничивающее действие реакции якоря, что привело к некоторому уменьшению магнитного потока и, как следствие, к увеличению частоты вращения.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Влияние колебаний напряжения в контактной сети на работу тягового электродвигателя. Длительное постепенное изменение, резкие кратковременные скачки напряжения. Период пуска как первая стадия движения поезда. Особенности реостатного пуска поезда.
презентация [179,2 K], добавлен 14.08.2013Регулирование скорости тягового электродвигателя при изменении магнитного поля. Пересчет характеристик при изменении магнитного поля и смешанном возбуждении. Особенности магнитного потока при шунтировании сопротивления и изменением числа витков обмотки.
презентация [321,9 K], добавлен 14.08.2013Принципы работы механического привода электродвигателя редуктора. Кинематический и силовой расчёты привода, его мощности, выбор электродвигателя, вычисление основных его характеристик. Расчёт зубчатой передачи тихоходной и быстроходной ступени редуктора.
курсовая работа [132,0 K], добавлен 10.05.2010Проверка электродвигателя по условиям перегрузочной способности и нагрева. Функциональная схема электропривода и ее описание. Расчет силовой части преобразователя. Анализ и синтез линеаризованных структур. Построение статистических характеристик.
курсовая работа [206,8 K], добавлен 16.12.2013Энергетические диаграммы реостатного пуска. Анализ процесса пуска при неизменном пусковом токе для случая одного тягового электродвигателя. Ступенчатый реостатный пуск. Процесс постепенного разгона тягового двигателя. Ступень пускового сопротивления.
презентация [282,5 K], добавлен 27.09.2013Повышение мощности крупных электрических машин. Увеличение коэффициента полезного действия. Повышение уровня надежности. Модернизация узла токосъема (контактных колец-щеток), экскаваторного электропривода для тяжелых электрических карьерных экскаваторов.
курсовая работа [247,7 K], добавлен 30.01.2016Выбор электродвигателя и расчет электромеханических характеристик. Вычисление мощности силового трансформатора и вентилей преобразователя. Определение индуктивности уравнительных и сглаживающих реакторов. Статические особенности управляемого выпрямителя.
курсовая работа [331,7 K], добавлен 10.02.2014Разработка лабораторной установки для исследования характеристик электродвигателей постоянного тока с различными видами возбуждения. Элементы конструкции тягового электродвигателя. Угловая скорость вращения якоря. Способы регулирования возбуждения.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 16.03.2013Механическая характеристика рабочей машины, приведённой к угловой скорости вала электродвигателя. Передаточное число передачи электродвигателя к рабочей машине. Продолжительность пуска электродвигателя с нагрузкой. Потери энергии в асинхронном двигателе.
контрольная работа [49,3 K], добавлен 27.10.2010Проектирование силовой части схемы управления регулятором хода бесколлекторного электродвигателя. Классификация электродвигателей и систем автоматического управления. Применение бесколлекторного электродвигателя постоянного тока. Создание печатной платы.
практическая работа [265,3 K], добавлен 08.02.2013Выбор электродвигателей и силового трансформатора. Основные технические характеристики. Определение структуры ЭРЦ по ремонту электрических машин. Составление графика ППР. Правила техники безопасности при ремонтах электрооборудования насосной станции.
курсовая работа [528,0 K], добавлен 07.08.2013Установка на НПС "Шкапово" центробежного магистрального насоса НМ-500/300. Схема магистрального насоса. Выбор типа электропривода и электродвигателя. Предварительный выбор мощности и типа электродвигателя. Механические характеристики электродвигателя.
курсовая работа [375,3 K], добавлен 03.03.2012Работа электрической схемы управления автоматическим пуском электродвигателя постоянного тока в соответствии с заданным вариантом. Пусковая диаграмма в виде механических характеристик. Схема управления пуском электродвигателя и описание работы схемы.
контрольная работа [90,7 K], добавлен 11.02.2009Описание устройства и работы асинхронного двигателя. Типы и характеристика электрических машин в зависимости от режима работы. Технические требования при выборе промышленных электродвигателей. Техника безопасности при монтаже электрических машин.
реферат [16,5 K], добавлен 17.01.2011Основные размеры электродвигателя. Размеры зубцов, пазов, проводов и электрические параметры якоря. Тепловой расчет микродвигателя постоянного тока. Мощность потерь и коэффициент полезного действия. Поперечное сечение рассчитанного электродвигателя.
курсовая работа [864,4 K], добавлен 11.03.2015Выбор электродвигателя и расчет электромеханических характеристик. Расчет мощности и выбор силового трансформатора и вентилей преобразователя. Определение индуктивности уравнительных и сглаживающих реакторов. Определение параметров привода и построение.
контрольная работа [4,3 M], добавлен 06.02.2016Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Выбор величины питающего напряжения, схема электроснабжения цеха. Расчет электрических нагрузок, силовой сети и трансформаторов. Выбор аппаратов защиты и автоматики.
курсовая работа [71,4 K], добавлен 24.04.2014Изучение процесса пуска электрической машины постоянного тока при различных режимах работы и схемах включения обмотки возбуждения и добавочных реостатов в цепи. Исследование пусковых характеристик двигателя. Осциллограммы для схемы и электродвигателя.
лабораторная работа [1,6 M], добавлен 01.12.2011Принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания и его характеристика. Определение изменения в процессах цикла внутренней энергии и энтропии, подведенной и отведенной теплоты, полезной работы. Расчет термического коэффициента полезного действия цикла.
курсовая работа [209,1 K], добавлен 01.10.2012Основні параметри передачі. Вольт-амперна характеристика тягового генератора. Розробка силової схеми тепловоза, приведеного об'єму тягового електродвигуна, обмотки якорів і розмірів паза. Гальмівні характеристики електричної передачі потужності тепловоза.
курсовая работа [858,8 K], добавлен 04.05.2014
