Омическое сопротивление обмоток возбуждения и цепи якоря машин постоянного тока измеряют методом вольтметра и амперметра по схемам рис.2.1.

Измерение сопротивлений обмоток возбуждения не отличается какими-либо особенностями. Следует лишь иметь в виду, что сопротивление последовательной обмотки возбуждения соизмеримо с сопротивлением соединительных проводов и контактных соединений. Рекомендуется произвести замеры сопротивлений трехкратно для каждой обмотки при токах в пределах 0,3-0,4 номинального значения, а затем определить среднеарифметические значения сопротивлений. Если измерение проводится в холодном состоянии машины при температуре t_H, то необходимо определить сопротивления при расчетной температуре 75^оС в соответствии с выражением

R₍₇₅₎ = R_Hcp[1 + α(75 - t_H)],

где α – температурный коэффициент сопротивления материала обмотки (для меди α = 0,004);

R_Hср – среднеарифметическое сопротивление обмотки при температуре t_H.

Сопротивление цепи якоря состоит из сопротивления самой обмотки якоря r_Я, сопротивления обмотки дополнительных полюсов r_Д и переходного сопротивления щеточного контакта r_Щ.

Измерение сопротивления обмотки якоря представляет значительные трудности и зависит от типа обмотки (петлевая, волновая, простая или сложная, при наличии и при отсутствии уравнительных соединений). В работе используется упрощенная методика измерения сопротивления.

Для измерения сопротивления обмотки якоря следует наложить все щетки на коллектор и подвести через них к неподвижному якорю ток I_a, равный (0,2÷0,3) номинального тока якоря от независимого источника постоянного напряжения. Вольтметром измеряется падение напряжения U между коллекторными пластинами, лежащими под разноименными щетками. Сопротивление якоря определяется как r_Я =U/I_a. Для измерения напряжения следует воспользоваться металлическими щупами, один из которых присоединяется к какой-либо пластине, находящейся под щеткой одной полярности, а другой – к соответствующей пластине другой полярности. Так как щетка перекрывает 2-3 пластины, то полезно произвести 2-3 измерения напряжения между всеми соответствующими пластинами обеих полярностей. Измерение следует производить при 2-3 различных положений якоря. Действительное значение сопротивления обмотки якоря определяется как среднеарифметическое измеренных значений.

Переходное сопротивление щеточного контакта r_Щ зависит от сорта щеток, средней плотности тока под щеткой, направления тока в щеточном контакте, давления щеток на коллектор, температуры контактных поверхностей и их состояния, окружной скорости коллектора. Переходное сопротивление контакта коллектор – щетки определяется по среднему значению падения напряжения в одном щеточном контакте Δe, зависящему от сорта щеток: r_Щ = 2Δe/I_H, где Δe –переходное падение напряжения в одном щеточном контакте (щетки одной полярности); I_H – номинальный ток обмотки якоря.

Величина Δe равна 1В для угольных и графитных щеток и 0,3В для металлографитных щеток.

Указанные выше измерения отдельных сопротивлений цепи якоря можно упростить, измеряя сразу полное сопротивление всей цепи якоря, то есть сумму r_Я + r_Д + r_Щ = R_a. Для этого измеряют полное падение напряжения на внешних зажимах цепи якоря.

Учитывая, что сопротивление r_Щ зависит от величины проходящего тока, опыт проводится для нескольких токов в диапазоне от I_а = до I_а = I_H. Это позволяет определить среднее значение полного сопротивления цепи якоря R_а для указанного предела изменения тока якоря.

2. Сборка схемы

Перед сборкой схемы необходимо ознакомиться с паспортными данными двигателя. Значения напряжений и токов необходимы для выбора приборов и резисторов. Изучить работу нагрузочного устройства двигателя (см. стр.8 практикума).

Для выполнения работы собирается схема (рис.2.2). В цепь якоря включается резистор R2, который ограничивает

ток во время пуска, а также изменяет напряжение на зажимах якоря при снятии регулировочной характеристики.

В цепь обмотки возбуждения включается резистор R1, с помощью которого изменяется ток возбуждения, а, следовательно, и частота вращения.

Необходимо обратить особое внимание на надёжность контактов в цепи возбуждения, чтобы исключить возможность обрыва цепи возбуждения во время работы двигателя. Наличие разрыва в цепи может привести к резкому увеличению частоты вращения двигателя, двигатель пойдёт в “разнос”.