По объему выполненной работы ставится оценка.

Рекомендуемая литература

1. Кацман, М.М Электрические машины : учебник / М.М.Кацман. – М.: Издательский центр «Академия», 2007.- 421-432с.

2. Китаев В.Е., Корхов Ю.М. Свирин В.К. Электрические машины.– М.: Высшая школа. 1978.- 14-21, 61-73, 88-98с.

3. Справочник по электрическим машинам / Под ред. Кацман М.М. – М.: Академия, 2005.- 285-366с.

Интернет-ресурсы:

Сайт технической литературы http://elmech.mpei.ac.ru/em/EM/EM_cont_0.htm

Лабораторный практикум http://elmech.mpei.ac.ru/EM/Seminar/Seminar_0.htm

Сайт технической литературы http://model.exponenta.ru/electro/contents.htm

http://www.emna.ru/katalog/tran/tran_maslo.htm

Практическая работа №5

Тема 1.1 Электрические машины

Название: «Расчет двигателя постоянного тока».

Цель работы: Получить практические навыки расчета электрических параметров двигателя постоянного тока.

Задачи:

- образовательная: по окончании практической работы обучающийся должен

уметь – самостоятельно рассчитывать параметры двигателя постоянного тока (ОК3);

- организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество (ОК2).

- развивающая: развивать у обучающихся умения делать выводы, применять имеющиеся знания на практике (ОК3).

- воспитательная: воспитывать уважение к труду, интерес к своей профессии (ОК1).

Количество часов на выполнение- 2 часа.

Оснащение: инструктивные карты; счетно-вычислительная техника.

Задание

Электродвигатель постоянного тока серии П параллельного возбуждения характеризуется номинальными данными (табл. 1): напряжением питающей сети , мощностью на валу , частотой вращения якоря , током . Сопротивление цепи якоря двигателя Ом. При расчетах током возбуждения электродвигателя пренебречь. Определить кпд двигателя при номинальной нагрузке, сопротивление пускового реостата, ограничивающего ток при пуске электродвигателя до значения . Рассчитать и построить в единой системе координат искусственную и естественную механические характеристики при .

Исходные данные

Таблица 1

Вариант	Величины
, В	, кВт	, об/мин	, А	a
					1,1
		2,5			1,1
		2,5		14,2	1,1
		3,7			1,2
		4,5			1,2
		5,6			1,2
		5,8			1,3
					1,3
					1,4
					1,5
					1,6
					1,7
					1,8
					1,9
					1,1
		2,5		14,5	1,2
		2,5		14,6	1,1
		3,7			1,5
		4,5			1,3
		5,6			1,6
		5,7			1,4
					1,4
					1,7
					1,2

2. Предварительная подготовка

Машина может работать двигателем, если к обмотке ее якоря подвести постоянный ток от внешнего источника.

Двигатель постоянного тока с электромагнитным возбуждением был создан в России акад. Б. С. Якоби в 1834 г., который назвал его магнитной машиной.

Рис. 1 Электромагнитная схема двухполюсной машины постоянного тока (а) и эквивалентная схема ее обмотки якоря (б): 1 — обмотка возбуждения; 2 — главные полюсы; 3 — якорь; 4 — обмотка якоря; 5 — щетки; 6 — корпус (станина)

На обмотку возбуждения подается напряжение постоянного тока для образования магнитного потока. Его направление определяется правилом правой руки.

Через четки и коллектор подается напряжение на обмотку якоря. По обмоткам якоря потечет ток якоря. Проводники с током якоря находятся в магнитном поле индуктора, при этом на проводники обмотки якоря будут действовать электромагнитные силы, их направление определяется правилом левой руки)

Эти силы создают электромагнитный момент Мэ, якорь машины придет во вращение и будет развивать механическую мощность. Момент М_Э при этом является движущим и действует в направлении вращения. Электрическая энергия, поступающая из сети превращается в механическую и машина работает электродвигателем.

Проводники обмотки якоря двигателя вращаются в магнитном поле, обмотки якоря при вращении пересекаются магнитным полем индуктора и поэтому в обмотке якоря двигателя тоже индуктируется э. д. с. Е_а. Ее направление определяют правилом правой руки. Вдвигателе э. д. с. якоря Е_а направлена против тока I_Я, и приложенного к зажимам якоря напряжения U_a. Поэтому э. д. с. якоря двигателя называется противоЭДС (встречной).

- падение напряжения в обмотках якоря.

ЭДС, наводимая в якоре, меньше напряжения на его зажимах на величину падения напряжения в обмотках якоря.

При взаимодействии тока I_я. с магнитным полем индуктора возникает электромагнитный вращающий момент

где C_M - коэффициент, зависящий от конструкции двигателя.
На рис. 2 изображен схематично двигатель постоянного тока, выделен проводник якорной обмотки.

Ток в проводнике направлен от нас. Направление электромагнитного вращающего момента определится по правилу левой руки. Якорь вращается против часовой стрелки. В проводниках якорной обмотки индуцируется ЭДС, направление которой определяется правилом правой руки. Эта ЭДС направлена встречно току якоря, ее называют противо-ЭДС.

Рис. 2

В установившемся режиме электромагнитный вращающий момент М_эм уравновешивается противодействующим тормозным моментом М₂ механизма, приводимого во вращение.

На рис. 3 показана схема замещения якорной обмотки двигателя. ЭДС направлена встречно току якоря. В соответствии со вторым законом Кирхгофа ,

откуда

.

Это уравнение называется основным уравнением двигателя.

Рис.3

Из основного уравнения двигателя можно получить формулы:

Магнитный поток Ф зависит от тока возбуждения I_в, создаваемого в обмотке возбуждения. Из формулы видно, что частоту вращения двигателя постоянного тока n₂ можно регулировать следующими способами:

1. изменением тока возбуждения с помощью реостата в цепи обмотки возбуждения;

2. изменением тока возбуждения с помощью реостата в цепи обмотки возбуждения;

3. изменением напряжения U на зажимах якорной обмотки.

Чтобы изменить направление вращения двигателя на обратное (реверсировать двигатель), необходимо изменить направление тока в обмотке якоря или индуктора.

Для определения электромагнитного момента, развиваемого двигателем, можно пользоваться формулой: . В этой формуле магнитный поток выражается в веберах (Вб), ток якоря в амперах (А), тогда момент получается в ньютон-метрах (нм).