Лабораторна робота 11 Вивчення електродвигуна постійного струму. Розбираємось у принципах роботи електродвигунів: переваги та недоліки різних видів

    вивчити пристрій, принцип діїхарактеристики електродвигуна постійного струму;

    придбати практичні навички пуску, експлуатації та зупинки електродвигуна постійного струму;

    експериментально досліджувати теоретичні відомостіпро характеристики електродвигуна постійного струму

Основні теоретичні положення

Електродвигун постійного струму - електрична машина, призначена для перетворення електричної енергії на механічну.

Пристрій електродвигуна постійного струму немає відмінностей від генератора постійного струму. Ця обставина робить електричні машини постійного струму оборотними, тобто дозволяє їх використовувати як у генераторному, так і руховому режимах. Конструктивно електродвигун постійного струму має нерухомі та рухливі елементи, які показані на рис. 1.

Нерухома частина - статор 1 (станина) виготовлений із сталевого лиття, складається з головних 2 і додаткових 3 полюсів з обмотками збудження 4 та 5 та щітковою траверсою зі щітками. Статор виконує функцію магнітопроводу. За допомогою головних полюсів створюється постійне у часі та нерухоме у просторі магнітне поле. Додаткові полюси розміщуються між головними полюсами та покращують умови комутації.

Рухливою частиною електродвигуна постійного струму є ротор 6 (якір), який розміщується на валі, що обертається. Якір також грає роль магнітопроводу. Він набраний з тонких, електрично ізольованих один від одного тонких листів електротехнічної сталі з підвищеним вмістом кремнію, що дозволяє зменшити втрати потужності. У пазах якоря запресовані обмотки 7, висновки яких з'єднуються з пластинами колектора 8, розміщеними на цьому валі електродвигуна (див. рис. 1).

Розглянемо принцип роботи електродвигуна постійного струму. Підключення постійної напруги до затискачів електричної машини викликає одночасне виникнення в обмотках збудження (статора) та в обмотках якоря струму (рис. 2). Внаслідок взаємодії струму якоря з магнітним потоком, створюваним обмоткою збудження у статорі виникає сила f, що визначається за законом Ампера . Напрямок цієї сили визначається правилом лівої руки (рис. 2), згідно з яким вона орієнтується перпендикулярно як до струму i(в обмотці якоря), так і до вектора магнітної індукції В(Створюваної обмоткою збудження). В результаті на ротор діє пара сил (рис. 2). На верхню частину ротора сила діє праворуч, нижню – вліво. Ця пара сил створює крутний момент, під дією якого якір приводиться у обертання. Величина електромагнітного моменту, що виникає, виявляється рівною

M = cм Iя Ф,

де зм - коефіцієнт, що залежить від конструкції обмотки якоря та числа полюсів електродвигуна; Ф- магнітний потік однієї пари основних полюсів електродвигуна; Iя - струм якоря двигуна. Як випливає з рис. 2, поворот обмоток якоря супроводжується одночасним зміною полярності на колекторних пластинах. Напрямок струму в витках обмотки якоря змінюється на протилежне, але магнітний потік обмоток збудження зберігає колишній напрямок, що й обумовлює незмінність спрямування сил f, отже, і обертального моменту.

Обертання якоря в магнітному полі призводить до появи в його обмотці ЕРС, напрямок якої визначається вже за правилом правої руки. В результаті для представленої на рис. 2 зміни полів і зусиль в обмотці якоря з'явиться індукційний струм, спрямований протилежно основному струму. Тому виникає ЕРС називається протиЕРС. Величина її дорівнює

E = з e ,

де n- частота обертання якоря електродвигуна; з e – коефіцієнт, що залежить від конструктивних елементів машини. Ця ЕРС погіршує робочі характеристики електродвигуна.

Струм у якорі створює магнітне поле, яке впливає на магнітне поле головних полюсів (статора), що називається реакцією якоря. У режимі холостого ходу машини магнітне поле створюється лише головними полюсами. Це поле симетричне щодо осей цих полюсів та співвісно з ними. При підключенні до двигуна навантаження рахунок струму в обмотці якоря створюється магнітне полі – поле якоря. Вісь цього поля буде перпендикулярна осі головних полюсів. Оскільки при обертанні якоря розподіл струму в провідниках якоря залишається незмінним, поле якоря залишається нерухомим у просторі. Додавання цього поля з полем головних полюсів дає результуюче поле, яке розгортається на кут проти напряму обертання якоря. Через війну зменшується крутний момент, оскільки частина провідників потрапляє у зону полюса протилежної полярності і створює гальмівний момент. При цьому відбувається іскріння щіток і обгорання колектора, виникає поздовжнє поле, що розмагнічує.

З метою зменшення впливу реакції якоря на роботу машини в нього вбудовують додаткові полюси. Обмотки таких полюсів включаються послідовно з основною обмоткою якоря, але зміна напряму намотування в них викликає появу магнітного поляпроти магнітного поля якоря.

Для зміни напрямку обертання електродвигуна постійного струму необхідно змінити полярність напруги, що підводиться до якоря або обмотування збудження.

Залежно від способу включення обмотки порушення розрізняють електродвигуни постійного струму з паралельним, послідовним і змішаним збудженням.

У двигунів з паралельним збудженням обмотка розрахована на повну напругу мережі живлення і включається паралельно ланцюгу якоря (рис. 3).

Двигун із послідовним збудженням має обмотку збудження, яка включається послідовно з якорем, тому ця обмотка розрахована на повний струм якоря (рис. 4).

Двигуни зі змішаним збудженням мають дві обмотки, одна включається паралельно, інша – послідовно з якорем (рис. 5).

Рис. 3 Мал. 4

При пуску електродвигунів постійного струму (незалежно від способу збудження) шляхом прямого включення в мережу живлення виникають значні пускові струми, які можуть призвести до виходу їх з ладу. Це відбувається внаслідок виділення значної кількості теплоти в обмотці якоря та подальшого порушення її ізоляції. Тому пуск двигунів постійного струму провадиться спеціальними пусковими пристроями. Найчастіше цих цілей застосовується найпростіше пускове пристосування - пусковий реостат. Процес пуску електродвигуна постійного струму з пусковим реостатом показаний на прикладі двигуна постійного струму з паралельним збудженням.

Виходячи з рівняння, складеного відповідно до другого закону Кірхгофа для лівої частини електричного ланцюга (див. рис. 3), пусковий реостат повністю виведено ( Rпуск = 0), струм якоря

,

де U- напруга, що підводиться до електродвигуна; Rя - опір обмотки якоря.

У початковий момент пуску електродвигуна частота обертання якоря n= 0, тому протиелектрорушійна сила, що наводиться в обмотці якоря, відповідно до отриманого раніше виразу також дорівнюватиме нулю ( Е= 0).

Опір обмотки якоря Rя – величина досить мала. Для того, щоб обмежити можливий при цьому неприпустимо великий струм у ланцюгу якоря при пуску, послідовно з якорем незалежно від способу збудження двигуна включається пусковий реостат (пусковий опір Rпуск). У цьому випадку пусковий струм якоря

.

Опір пускового реостату Rпуск розраховують для роботи тільки на час пуску і підбирають таким чином, щоб пусковий струм якоря електродвигуна не перевищував допустимого значення ( Iя, пуск 2 Iя,ном). У міру розгону електродвигуна ЕРС, що наводиться в обмотці якоря, внаслідок зростання частоти його обертання n зростає ( Е=з e ). Внаслідок цього струм якоря за інших рівних умов зменшується. При цьому опір пускового реостату R пуску міру розгону якоря електродвигуна необхідно поступово зменшувати. Після закінчення розгону двигуна до номінального значення частоти обертання якоря ЕРС зростає настільки, що пусковий опір може бути зведений до нуля, без небезпеки значного зростання струму якоря.

Таким чином, пусковий опір Rпуск у ланцюзі якоря необхідно лише за пуску. У процесі нормальної роботи електродвигуна воно має бути відключено, по-перше, тому, що розраховане на короткочасну роботу під час пуску, по-друге, за наявності пускового опору в ньому виникатимуть теплові втрати потужності, рівні Rпуск I 2 я, що істотно знижують ККД електродвигуна.

Для електродвигуна постійного струму з паралельним збудженням відповідно до другого закону Кірхгофа для якірного ланцюга рівняння електричної рівноваги має вигляд

.

З урахуванням виразу для ЕРС ( Е=з e ), записавши отриману формулу щодо частоти обертання, отримуємо рівняння частотної (швидкісної) характеристики електродвигуна n(Iя):

.

З нього випливає, що за відсутності навантаження на валу та струмі якоря Iя = 0 частота обертання електродвигуна при даному значенні напруги живлення

.

Частота обертання електродвигуна n 0 є частотою обертання ідеального холостого ходу. Крім параметрів електродвигуна вона залежить також від значення напруги, що підводиться, і магнітного потоку. Зі зменшенням магнітного потоку за інших рівних умов частота обертання ідеального холостого ходу зростає. Тому у разі обриву ланцюга обмотки збудження, коли струм збудження стає рівним нулю ( Iв = 0), магнітний потік двигуна знижується до значення, що дорівнює значенню залишкового магнітного потоку Фзуп. При цьому двигун "іде в рознесення", розвиваючи частоту обертання, на багато більшу за номінальну, що становить певну небезпеку як для двигуна, так і для обслуговуючого персоналу.

Частотна (швидкісна) характеристика електродвигуна постійного струму з паралельним збудженням n(Iя) при постійному значенні магнітного потоку Ф=constі постійному значенні напруги, що підводиться U = constмає вигляд прямий (Рис. 6).

З розгляду цієї характеристики видно, що зі збільшенням навантаження на валу, тобто зі збільшенням струму якоря Iя частота обертання електродвигуна зменшується на значення, пропорційне падінню напруги на опорі ланцюга якоря Rя.

Виражаючи в рівняннях частотних характеристик струм якоря через електромагнітний момент двигуна М =зм Iя Ф, Отримаємо рівняння механічної характеристики, тобто залежності n(М) при U = constдля двигунів з паралельним збудженням:

.

Нехтуючи впливом реакції якоря у процесі зміни навантаження, можна прийняти електромагнітний момент двигуна пропорційним струму якоря. Тому механічні характеристики двигунів постійного струму мають такий самий вигляд, як і відповідні частотні характеристики. Електродвигун із паралельним збудженням має жорстку механічну характеристику (рис. 7). З цієї характеристики видно, що його частота обертання зі зростанням моменту навантаження знижується незначно, так як струм збудження при паралельному включенні обмотки збудження і магнітний потік двигуна залишаються практично незмінними, а опір ланцюга якоря відносно мало.

Робочі характеристики двигунів постійного струму є залежністю частоти обертання n, моменту М, струму якоря Iя та ККД () від корисної потужності на валу Р 2 електродвигуна, тобто. n(Р 2),М(Р 2),Iя ( Р 2),(Р 2) при постійному напрузі на його затискачі U=const.

p align="justify"> Робочі характеристики електродвигуна постійного струму з паралельним збудженням представлені на рис. 8. З цих характеристик видно, що частота обертання nелектродвигунів із паралельним збудженням зі збільшенням навантаження дещо зменшується. Залежність корисного моменту на валу двигуна від потужності Р 2 є майже прямою лінією, так як момент цього двигуна пропорційний навантаженню на валу: М= 2 / n. Викривлення зазначеної залежності пояснюється деяким зниженням частоти обертання із збільшенням навантаження.

При Р 2 = 0 струм, споживаний електродвигуном, дорівнює струму холостого ходу. При збільшенні потужності струм якоря збільшується приблизно за тією самою залежністю, як і момент навантаження на валу, оскільки за умови Ф=constСтрум якоря пропорційний моменту навантаження. ККД електродвигуна визначають як відношення корисної потужності на валу до потужності, що споживається з мережі:

,

де Р 2 - корисна потужність на валу; Р 1 =UI- потужність, що споживається електродвигуном з мережі живлення; Рея = I 2 я Rя - електричні втрати потужності в ланцюзі якоря, Рев = UIв = I 2 в Rв - електричні втрати потужності в ланцюзі збудження; Рхутро - механічні втрати потужності; Рм - втрати потужності на гістерезис та вихрові струми.

Важливим є можливість регулювання частоти обертання електродвигунів постійного струму. Аналіз виразів для частотних характеристик показує, що частоту обертання електродвигунів постійного струму можна регулювати декількома способами: включенням додаткового опору Rдоб у ланцюг якоря, зміною магнітного потоку Фта зміною напруги U,що підводиться до двигуна.

Одним з найбільш поширених є спосіб регулювання частоти обертання включенням до ланцюга якоря електродвигуна додаткового опору. Зі збільшенням опору в ланцюгу якоря за інших рівних умов відбувається зниження частоти обертання. При цьому чим більший опір ланцюга якоря, тим менша частота обертання електродвигуна.

При незмінному напрузі мережі і незмінному магнітному потоці в процесі зміни значення опору якірного ланцюга можна отримати сімейство механічних характеристик, наприклад, для електродвигуна з паралельним збудженням (рис. 9).

Перевага розглянутого способу регулювання полягає в його відносній простоті та можливості отримати плавну зміну частоти обертання в широких межах (від нуля до номінального значення частоти nном). До недоліків цього способу слід віднести те, що мають місце значні втрати потужності в додатковому опорі, що збільшуються із зменшенням частоти обертання, а також необхідність використання додаткової апаратури, що регулює. Крім того, цей спосіб не дозволяє регулювати частоту обертання електродвигуна нагору від її номінального значення.

Зміни частоти обертання електродвигуна постійного струму можна досягти в результаті зміни значення магнітного потоку збудження. При зміні магнітного потоку відповідно до рівняння частотної характеристики для двигунів постійного струму з паралельним збудженням при постійному значенні напруги мережі живлення і незмінному значенні опору якорного ланцюга можна отримати сімейство механічних характеристик, представлених на рис. 10.

Як видно з цих характеристик, зі зменшенням магнітного потоку частота обертання ідеального холостого ходу електродвигуна n 0 зростає. Так як при частоті обертання, що дорівнює нулю, струм якоря електродвигуна, тобто пусковий струм, не залежить від магнітного потоку, то частотні характеристики сімейства не будуть паралельні один одному, причому жорсткість характеристик зменшується зі зменшенням магнітного потоку (збільшення магнітного потоку двигуна зазвичай не проводиться, тому що при цьому струм обмотки збудження перевищує допустиме, тобто номінальне його значення). Таким чином, зміна магнітного потоку дозволяє регулювати частоту обертання електродвигуна тільки вгору від її номінального значення, що є недоліком даного способу регулювання.

До недоліків цього способу слід віднести також відносно невеликий діапазон регулювання внаслідок обмежень механічної міцності і комутації електродвигуна. Перевагою цього способу регулювання є його простота. Для двигунів з паралельним збудженням це досягається зміною опору регулювального реостату R рв ланцюзі збудження.

У двигунів постійного струму з послідовним збудженням зміна магнітного потоку досягається шунтуванням обмотки збудження опором, що має відповідне значення, або замиканням коротко визначеної кількості витків обмотки збудження.

Широке застосування, особливо в електроприводах, побудованих за системою генератор-двигун, отримав спосіб регулювання частоти обертання шляхом зміни напруги на затискачі якоря двигуна. При постійних магнітному потоці та опорі якорного ланцюга в результаті зміни напруги на якорі можна отримати сімейство частотних характеристик.

Як приклад на рис. 11 представлене таке сімейство механічних характеристик електродвигуна з паралельним збудженням.

Зі зміною напруги, що підводиться частота обертання ідеального холостого ходу n 0 відповідно до наведеного раніше виразом змінюється пропорційно до напруги. Так як опір ланцюга якоря залишається незмінним, то жорсткість сімейства механічних характеристик не відрізняється від жорсткості природної механічної характеристики. U=Uном.

Перевагою розглянутого способу регулювання є широкий діапазон зміни частоти обертання, без збільшення втрат потужності. До недоліків даного способу слід віднести те, що при цьому необхідний джерело регульованої напруги, а це призводить до збільшення маси, габаритів та вартості установки.

Електродвигуни – це пристрої, у яких електрична енергія перетворюється на механічну. В основі принципу їхньої дії лежить явище електромагнітної індукції.

Однак способи взаємодії магнітних полів, що змушують обертатися ротор двигуна, істотно різняться залежно від типу напруги живлення – змінного або постійного.

В основі принципу роботи електродвигуна постійного струму лежить ефект відштовхування однойменних полюсів постійних магнітів та притягнення різномінених. Пріоритет її винаходу належить російському інженеру Б. С. Якобі. Перша промислова модель двигуна постійного струму була створена 1838 року. З того часу його конструкція не зазнала кардинальних змін.

У двигунах постійного струму невеликої потужності один із магнітів є фізично існуючим. Він закріплений безпосередньо на корпусі машини. Другий створюється в обмотці якоря після підключення джерела постійного струму. Для цього використовується спеціальний пристрій – колекторно-щітковий вузол. Сам колектор - це кільце струмопровідне, закріплене на валу двигуна. До нього підключені кінці обмотки якоря.

Щоб виник крутний момент, необхідно безперервно міняти місцями полюси постійного магніту якоря. Відбуватися це має у момент перетину полюсом так званої магнітної нейтралі. Конструктивно таке завдання вирішується розділенням кільця колектора на сектори, розділені діелектричними пластинами. Кінці обмоток якоря приєднуються до них послідовно.

Щоб з'єднати колектор з мережею живлення використовуються так звані щітки - графітові стрижні, що мають високу електричну провідність і малий коефіцієнт тертя ковзання.

Обмотки якоря не підключені до мережі живлення, а за допомогою колекторно-щіткового вузла з'єднані з пусковим реостатом. Процес включення такого двигуна складається з з'єднання з мережею живлення і поступового зменшення до нуля активного опору в ланцюгу якоря. Електромотор включається плавно та без перевантажень.

Особливості використання асинхронних двигунів в однофазному ланцюзі

Незважаючи на те, що магнітне поле статора, що обертається, найпростіше отримати від трифазної напруги, принцип дії асинхронного електродвигуна дозволяє йому працювати і від однофазної, побутової мережі, якщо в їх конструкцію будуть внесені деякі зміни.

Для цього на статорі має бути дві обмотки, одна з яких є «пусковий». Струм у ній зсувається по фазі на 90 ° за рахунок включення в ланцюг реактивного навантаження. Найчастіше для цього

Майже повна синхронність магнітних полів дозволяє двигуну набирати оберти навіть при значних навантаженнях на валу, що й потрібне для роботи дрилів, перфораторів, пилососів, «болгарок» або полотерних машин.

Якщо в ланцюг живлення такого двигуна включений регульований , то частоту його обертання можна плавно змінювати. А ось напрямок, при живленні від ланцюга змінного струму, Змінити не вдасться ніколи.

Такі електромотори здатні розвивати дуже високі обороти, компактні і мають більший крутний момент. Проте наявність колекторно-щіткового вузла знижує їх моторесурс – графітові щітки досить швидко стираються на високих оборотах, якщо колектор має механічні ушкодження.

Електродвигуни мають найбільший ККД (більше 80%) із усіх пристроїв, створених людиною. Їхній винахід наприкінці XIX століття цілком можна вважати якісним цивілізаційним стрибком, адже без них неможливо уявити життя сучасного суспільства, заснованого на високих технологіях, А чогось більш ефективного поки що не придумано.

Синхронний принцип роботи електродвигуна на відео

1. Ціль роботи:Вивчити особливості пуску, механічну характеристику та способи регулювання частоти обертання двигуна постійного струму зі змішаним збудженням.

Адання.

2.1. до самостійної роботи:

Вивчити особливості конструкції, схеми включення двигунів постійного струму;

Вивчити методику отримання механічних характеристик двигуна постійного струму;

Ознайомитися з особливостями пуску та регулювання частоти обертання двигуна постійного струму;

Викреслити важливі схемидля вимірювання опорів ланцюга якоря та обмоток збудження (рис.6.4) та випробування двигуна (рис.6.2);

Використовуючи рис. 6.2 та 6.3 скласти монтажну схему;

Викреслити форми таблиць 6.1...6.4;

Підготувати усні відповіді контрольні питання.

2.2. до роботи в лабораторії:

Ознайомитись з лабораторною установкою;

Записати до таблиці 6.1. паспортні дані двигуна;

Виміряти опір ланцюга якоря та обмоток збудження. Дані записати до таблиці 6.1;

Зібрати схему та провести дослідження двигуна, дані записати у таблиці 6.2, 6.3, 6.4;

Побудувати природну механічну характеристику n=f(M) та швидкісні характеристики n=f(I B) та n=f(U);

Зробити висновки за наслідками дослідження.

Загальні відомості.

Двигуни постійного струму на відміну від двигунів змінного струму (насамперед асинхронних) мають велику кратність пускового моменту та перевантажувальну здатність, що забезпечують плавне регулювання частоти обертання робочої машини. Тому застосовуються для приводу машин і механізмів з важкими умовами пуску (наприклад, як стартери в двигунах внутрішнього згоряння), а також при необхідності регулювання частоти обертання у великих межах (механізми подачі верстатів, обкаточно-гальмівні стенди, електрифіковані транспортні засоби).

Конструктивно двигун складається з нерухомого вузла (індуктора) і вузла, що обертається (якоря). На магнітопроводі індуктора розташовані обмотки збудження. У двигуні змішаного збудження їх дві: паралельна з висновками Ш 1 та Ш2 та послідовна з висновками С1 та С2 (рис.6.2). Опір паралельної обмотки R вівш становить залежно від потужності двигуна від кількох десятків до сотень Ом. Вона виконана проводом малого перерізу з великою кількістювитків. Послідовна обмотка має мінімальний опір R obc (зазвичай від кількох Ом до часток Ома), т.к. складається з невеликої кількості витків дроту великого перерізу. Індуктор служить створення магнітного потоку збудження при живленні його обмоток постійним струмом.


Обмотка якоря розміщена в пазах магнітопроводу та виведена на колектор. За допомогою щіток її висновки I і I 2 підключаються до джерела постійного струму. Опір обмотки якоря R Я невеликий (Оми або частки Ома).

Обертовий момент двигуна постійного струму створюється при взаємодії струму якоря Iя з магнітним потоком збудження Ф:

М = К × Iя × Ф, (6.1)

де К - постійний коефіцієнт, що залежить від конструкції двигуна.

При обертанні якоря його обмотка перетинає магнітний потік збудження та в ній індуктується ЕРС Е, пропорційна частоті обертання n:

Е = С × n × Ф, (6.2)

де З - постійний коефіцієнт, що залежить від конструкції двигуна.

Струм у ланцюгу якоря:

I Я =(U–Е)/(R Я +R ОВС)=(U–С×n ×Ф)/(R Я +R ОВС), (6.3)

Вирішуючи спільно вирази 6.1 та 6.3 щодо п, знаходять аналітичний вираз механічної характеристики двигуна n=F(М). Її графічне зображеннянаведено малюнку 6.1.

Рис. 6.1. Механічна характеристика двигуна постійного струму змішаного збудження

Точка А відповідає роботі двигуна вхолосту з частотою обертання n про. Зі збільшенням механічного навантаження частота обертання знижується, а крутний момент зростає, досягаючи в точці номінального значення М H . На ділянці ПС двигун працює з перевантаженням. Струм Iя перевищує номінальну величину, що призводить до швидкого нагрівання обмоток якоря та ОВД, збільшується іскріння на колекторі. Максимальний момент М mах (точка С) обмежується умовами роботи колектора та механічною міцністю двигуна.

Продовжуючи механічну характеристику до перетину в точці Д" з віссю моменту, що обертає, ми отримали б значення пускового моменту при прямому включеннідвигуна в мережу. ЕРС Є дорівнює нулю і струму в ланцюгу якоря відповідно до формули 6.3 різко зростає.

Для зниження пускового струму послідовно ланцюг якоря включають пусковий реостат Rx (рис. 6.2) з опором:

Rx = U H/(1.3...2.5) ×I Я.М. - (R Я - R obc), (6.4)

де U h – номінальна напруга мережі;

I Я.М. - номінальний струм якоря.

Зниження струму якоря до (1.3...2.5)×I Я.М. забезпечує достатній початковий пусковий момент Мп (точка Д). У міру розгону двигуна опір Rx зменшують до нуля, підтримуючи приблизно постійну величину Мп (ділянка ЦД).

Реостат R ланцюга паралельної обмотки збудження (рис. 6.2) дозволяє регулювати величину магнітного потоку Ф (формула 6.1). Перед пуском двигуна повністю виводять для отримання необхідного пускового моменту при мінімальному струмі якоря.

Використовуючи формулу 6.3, визначимо частоту обертання двигуна

n = (U - I Я (R Я + R obc + Rx)) / (З Ф), (6.5)

в якій R Я, R obc і є постійними величинами, а U, I Я і Ф можна змінювати. Звідси випливає три можливих способіврегулювання частоти обертання двигуна:

Зміною величини напруги, що підводиться;

Зміною величини струму якоря за допомогою регулювального реостата Rx, який на відміну від пускового розраховується на тривалий режим роботи;

Зміною величини магнітного потоку збудження Ф, який пропорційний струму в обмотках ЗВШ та ОВС. У паралельній обмотці його можна регулювати реостатом Rb. Опір R b приймають в залежності від необхідних меж регулювання частоти обертання R = (2 ... 5) R obш.

У паспортній табличці двигуна вказується номінальна частота обертання, яка відповідає номінальній потужності на валу двигуна при номінальній напрузі мережі та виведених опорах реостатів R X та R B .

Лабораторна робота №9

Тема. Вивчення електродвигуна постійного струму.

Мета роботи: вивчити пристрій та принцип роботи електродвигуна.

Обладнання: модель електродвигуна, джерело струму, реостат, ключ, амперметр, з'єднувальні дроти, малюнки, презентація.

ЗАВДАННЯ:

1 . Вивчіть пристрій та принцип роботи електродвигуна, використовуючи презентацію, малюнки та модель.

2 . Приєднайте електродвигун до джерела струму та спостерігайте за його роботою. Якщо двигун не працює, встановіть причину, спробуйте усунути несправність.

3 . Вкажіть два основних елементи у пристрої електродвигуна.

4 . На якому фізичному явищі ґрунтується дія електродвигуна?

5 . Змініть напрямок обертання якоря. Запишіть, що потрібно зробити.

6. Зберіть електричний ланцюг, з'єднавши послідовно електродвигун, реостат, джерело струму, амперметр та ключ. Змініть силу струму та спостерігайте за роботою електродвигуна. Чи змінюється швидкість обертання якоря? Запишіть висновок щодо залежності сили, що діє з боку магнітного поля на котушку, від сили струму в котушці.

7 . Електродвигуни можуть бути будь-якої потужності, тому що:

А) можна змінювати силу струму в обмотці якоря;

Б) можна міняти магнітне поле індуктора.

Вкажіть правильну відповідь:

1) вірно лише А; 2) вірно лише Б; 3) вірно і А, і Б; 4) неправильно і А, і Б.

8 . Перерахуйте переваги електродвигуна, порівняно з тепловим двигуном.

Лабораторні роботи→ номер 10

Вивчення електричного двигуна постійного струму (на моделі).

Мета роботи:Ознайомитись з основними деталями електричного двигуна постійного струму на моделі цього двигуна.

Це, мабуть, найпростіша робота за курс 8 класу. Потрібно лише підключити модель двигуна до джерела струму, подивитися, як вона працює, та запам'ятати назви основних частин електродвигуна (якір, індуктор, щітки, півкільця, обмотка, вал).

Запропонований вам вчителем електродвигун може бути схожим на зображений на малюнку, а може мати інший вигляд, оскільки варіантів шкільних електричних двигунів є багато. Принципового значення це не має, тому що вчитель, напевно, докладно розповість і покаже, як поводитися з моделлю.

Перерахуємо основні причини, що правильно підключений електродвигун не працює. Обрив ланцюга, відсутність контакту щіток із півкільцями, пошкодження обмотки якоря. Якщо у перших двох випадках ви цілком здатні впоратись самостійно, у разі обриву обмотки потрібно звернутися до викладача. Перед включенням двигуна слід переконатися, що його якір може вільно обертатися і нічого не заважає, інакше при включенні електродвигун буде видавати характерне гудіння, але обертатися не буде.



Завантаження...
Top