Лабораторна робота №24

Дослідження трифазного колекторного двигуна паралельного збудження (двигун Шраге-Рахтера)

Мета роботи

Набуття навичок у поводженні з 3-х фазним колекторним двигуном паралельного збудження та вивчення його властивостей.

План виконання роботи

1. Ознайомитися з даними двигуна, гальма та вимірювальних приладів.

2. Зібрати схему згідно з рис. 26.1.

Мал. 26.1. Схема експериментальної установки.

3. Включити двигун у мережу.

4. Змінюючи положення щіток на колекторі (переміщенням щіткових траверс), простежити за зміною частоти обертання ротора.

5. Зняти робочі характеристики P1, n, М, h, cosj = f(P2) для двох положень щіток:

1) відповідного максимальної частоти обертання;

2) відповідного мінімальній частоті обертання.

Робочі характеристики знімаються шляхом зміни моменту на його валу, змінюючи струм збудження електромагнітного гальма від нуля до значення, що відповідає номінальному струму двигуна.

Дані виміри та обчислень занести до табл. 26.1.

№ п.п.	Досвідчені дані	Розрахункові дані
U1, В	I1, А	P1, Вт	n, б/хв	М, Нм	Р2, Вт	cosj	s

Методичні вказівки

Асинхронні двигуни мають істотний недолік - мають погані регулювальні властивості.

Колекторні двигуни змінного струму дозволяють регулювати частоту обертання введенням у вторинний ланцюг додаткової ЕРС. Ці двигуни дозволяють регулювати також коефіцієнт потужності.

Найбільшого поширення набув трифазний колекторний двигун паралельного збудження з живленням від мережі черезротор (система Шраге-Рахтера).

На валу ротора є 2 обмотки: 3-х фазна обмотка, з'єднана з трьома кільцями, до яких подається напруга мережі, і додаткова обмотка з колектором. Ці обмотки немає електричного зв'язку між собою.

Обмотка статора (вторинний ланцюг) двигуна Шраге-Рахтера виконана аналогічно до обмотки статора 3-х фазного асинхронного двигуна. Обмотки статора з'єднуються зі щітками. Початки обмоток приєднані до одного комплекту щіток, а кінці – до іншого. Комплекти щіток пов'язані зі щіточкою траверсою. Обидві траверси можуть переміщатися одна щодо іншої у протилежні сторони.

У вторинний ланцюг за допомогою колектора вводиться додаткова ЕРС частоти ковзання. Величина додаткової ЕРС змінюється переміщенням щіток щодо один одного.

При введенні у вторинний ланцюг додаткової ЕРС частоти ковзання загальна ЕРС вторинного ланцюга змінюється, що викликає зміну струму у вторинному ланцюзі. Отже, змінюється крутний момент двигуна і виникає різниця між крутним і гальмівним моментом двигуна. Під дією цієї різниці моментів відбувається зміна частоти обертання ротора двигуна, поки не настане рівновага між крутним і гальмівним моментами. Ця рівновага буде за іншої частоти обертання.

Якщо щітки поєднані, то додаткова ЕРС дорівнює нулю. Машина працює як звичайний асинхронний двигун. Ротор обертається проти поля, оскільки двигун обернений.

Робочі характеристики двигуна будуються виходячи з даних табл. 26.1 за такими рівняннями:

; ;

I1 = k × IA; ,

де k - Коефіцієнт трансформації трансформатора струму;

I1 – струм двигуна;

IA – показання амперметра.

Зміст звіту

1.Паспортні дані досліджуваного двигуна, гальма та вимірювальних приладів.

2. Схема установки.

3. Дані вимірювань та обчислень.

4. Робочі характеристики однієї системі координат.

Контрольні питання

1. Як влаштований двигун Шраге-Рахтера?

2. Призначення колектора у двигуні Шраге-Рахтера.

3. Як можна підвищити cosj досліджуваного двигуна?

4. Переваги та недоліки двигуна Шраге-Рахтера.

5. Чим обмежується діапазон регулювання частоти обертання?

6. Пояснити роль колектора як перетворювача частоти.

7. Чому у вторинну обмотку двигуна потрібно вводити ЕРС ковзання, а не будь-якої іншої частоти?

8. Як змінюється критичний момент двигуна залежно від положення щіток?

---