Лабораторная работа: Система управления подвижным составом
Лабораторная работа № I.
ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДОВ И СХЕМ ИСПЫТАНИЙ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Цель работы:
Изучить и сравнить между собой различные методы и схемы испытаний ТЭМ, получить практические навыки управления испытательными стендами, ознакомиться с принципами их анализа и расчета.
Объем работы:
Изучить виды и программы испытаний ТЭМ.
Усвоить принципы построения схем испытаний методами непосредственного и взаимного нагружения, методику их пуска и регулирования.
На основе экспериментальных данных произвести сравнительную оценку расхода электроэнергии сети при испытаниях ТЭМ по методу непосредственного и взаимного нагружения.
Выполнить теоретический расчет параметров ВДМ и ЛГ для испытательной станции по заданным параметрам испытуемого двигателя.
Порядок работы:
Исходя из наличия двух идентичных по конструкции машин и двух управляемых источников питания, разработать электрические схемы испытаний ТЭМ по методу непосредственного и взаимного нагружения с указанием приборов, необходимых для регистрации расхода мощности сети и полезной мощности испытуемого двигателя.
Собрать схему для испытаний ТЭД методом непосредственного нагружения, произвести пуск на заданном преподавателем напряжении и осуществить пробное регулирование режимов работы двигателя, удостоверившись в правильности работы схемы.
Изменяя нагрузочный момент на валу испытуемого двигателя, снять зависимость расходуемой электрической мощности сети от мощности, реализуемой двигателем, в пределах шкал используемых приборов.
Собрать схему испытаний ТЭМ по методу взаимного нагружения, произвести пробный пуск на заданном напряжении и пробное регулирование режимов работы двигателя, удостоверившись в правильности работы схемы.
Изменяя нагрузочный момент на валу испытуемого двигателя, получить зависимость расходуемой электрической мощности сети от мощности, реализуемой двигателем, в том же диапазоне нагружений, что и по методу непосредственного нагружения.
Рисунок №1 Схема испытаний методом непосредственного нагружения.
Рисунок №2. Принципиальная электрическая схема испытаний методом взаимного нагружения.
Таблица №1
Результаты испытаний методом непосредственного нагружения.
| Uд, В | Iд, А | Uг, В | Iг, А | Uов, В | Iов, А | n, об/мин. |
| 100 | 2,9 | 46 | 2,5 | 5 | 3 | 25 |
| 100 | 5,8 | 70 | 4,2 | 10 | 7,5 | 15 |
| 100 | 7,2 | 85 | 4,6 | 20 | 15 | 12 |
| 100 | 7,9 | 75 | 5,5 | 20 | 15 | 10 |
| 100 | 8,8 | 63 | 6,7 | 20 | 15 | 10 |
| 100 | 10 | 59 | 8,1 | 20 | 15 | 9 |
Таблица №2 Результаты испытаний методом взаимного нагружения.
| Uд, В | Iд, А | Uвдм, В | Iвдм, А | Uлг, В | Iлг, А | n, об/мин. |
| 100 | 2,4 | 20 | 1 | 105 | 1,5 | 27 |
| 100 | 4,5 | 30 | 3 | 109 | 1,2 | 16 |
| 100 | 6 | 37 | 5 | 111 | 1,1 | 14 |
| 100 | 8,4 | 50 | 7 | 114 | 1,1 | 10 |
| 100 | 10 | 60 | 9 | 119 | 1,1 | 8 |
Па основе экспериментальных данных произведём сравнительную оценку расхода электроэнергии при испытании ТЭМ методом непосредственного и взаимного нагружения.
Метод взаимного нагружения.
Метод непосредственного нагружения.
Таблица №3
Расчетные данные для построения графика зависимости Рсети и Рдв.
| Метод непосредственного нагружения | Р1сети | 305 | 655 | 1020 | 1090 | 1180 | 1300 |
| Р1дв | 202,5 | 437 | 555,5 | 601,25 | 651,05 | 738,95 | |
| Метод взаимного нагружения | Р2сети | 177,5 | 220,8 | 307,1 | 475,4 | 670,9 | - |
| Р2дв | 158,25 | 355,35 | 481,3 | 653,6 | 762,55 | - |
% экономии электроэнергии равен (Р1сети-Р2сети)/Р1сети*100%
1 – кривая зависимости Рсети от Рдв при непосредственном нагружении.
2 – кривая при взаимном нагружении.
3 – процентная кривая экономии сети.
Вывод: При испытании методом взаимного нагружения экономия электроэнергии может составлять до 8%, в нашем случае может составлять до 60% т. к. это зависит и от мощности машины.
Лабораторная работа№2
Снятие электромеханических и регулировочных характеристик тягового электродвигателя
Цель работы: Изучить методику экспериментального измерения и теоретического расчета электромеханических характеристик тягового электродвигателя.
Схема
для снятия
электромеханических
и регулировочных
характеристик
тягового
электродвигателя
собрана по
методу взаимного
нагружения
и изображена
на рисунке №1
Рисунок №1 - схема для снятия электромеханических и регулировочных характеристик тягового электродвигателя.
Результаты экспериментальных замеров и теоретического расчета запишем в таблицу №1.
Таблица №1
Результаты экспериментальных замеров и теоретического расчета.
| Режим возбуждения | Uд, В | Iа, А | Na, об/мин | Uвдм, В | Iвдм, А | Uлг,В | Iлг, А |
|
Мв, кгм |
| ПВ | 90 | 10 | 350 | 5 | 7 | 90 | 6 | 0,681 | 1,672 |
| 90 | 30 | 320 | 15 | 24 | 90 | 6,2 | 0,830 | 6,691 | |
| 90 | 60 | 300 | 21 | 55 | 90 | 8 | 0,826 | 14,212 | |
| 90 | 80 | 280 | 25 | 75 | 90 | 11,2 | 0,800 | 19,649 | |
| 90 | 120 | 180 | 30 | 103 | 90 | 16,5 | 0,788 | 45,183 | |
| ПВ | 120 | 10 | 480 | 5 | 2,5 | 120 | 6,5 | 0,670 | 1,600 |
| 120 | 30 | 435 | 12 | 25 | 120 | 7 | 0,842 | 6,655 | |
| 120 | 70 | 400 | 22 | 64 | 120 | 11,2 | 0,836 | 16,777 | |
| 120 | 90 | 340 | 25 | 76 | 120 | 12,5 | 0,843 | 25,571 | |
| 120 | 120 | 300 | 28 | 100 | 120 | 17,8 | 0,829 | 38,000 | |
| ОВ | 120 | 10 | 525 | 5 | 2 | 120 | 7 | 0,646 | 1,410 |
| 120 | 30 | 495 | 12 | 22 | 120 | 7,3 | 0,842 | 5,848 | |
| 120 | 70 | 430 | 20 | 60 | 120 | 11,5 | 0,846 | 15,798 | |
| 120 | 90 | 370 | 22 | 78 | 120 | 15,5 | 0,834 | 23,271 | |
| 120 | 120 | 310 | 25 | 90 | 120 | 19,5 | 0,841 | 37,307 |
КПД двигателя можно рассчитать по формуле
Где: Рпол. дв.- полезная мощность двигателя, Вт;
Рдв- подведённая мощность двигателя, Вт.
Полезная мощность двигателя, Вт.
Подведенная мощность двигателя, Вт.
Порядок работы:
Ознакомится со схемой и пультом управления стендом для испытания тяговых двигателей по методу взаимного нагружения.
Запустить испытуемые машины при номинальном значении тока якоря и половинном значении номинального напряжения на зажимах двигателя. Для исключения температурного дрейфа характеристик машин прогреть в этом режиме 10…15мин.
Произвести снятие характеристик двигателя в рабочем диапазоне тока якоря (0,5-1,5)Iн, для заданных преподавателем уровней напряжения.
Включив режим ослабленного возбуждения повторить измерения характеристик двигателя.
Паспортные данные:
Uн – 1450B;
Pн – 600кВт;
Iн – 515A;
nа час – 155об/мин.;
ήн – 0,924;
Р∞ – 550кВт;
I∞ – 410A;
N0∞ – 525об/мин.;
ή∞ – 0,924.
Сопротивление обмоток при t 0C , равной 200С
Rя=0,31Ом;
Rв=0,0401Ом;
Rдп=0,0212Ом.
Момент на валу двигателя, Мв, кгм.;
Где: ωдв - угловая частота вращения вала двигателя , рад./с.
Угловая частота вращения вала двигателя:
Где: nдв – частота вращения вала двигателя.
Электромеханические характеристики двигателя показаны на рисунке №2
Вывод: Из полученных характеристик видим, что величина напряжения двигателя в значительной мере влияет на обороты двигателя и скорость движения локомотива. Так при одном и том же значении якоря, но при разном приложенном напряжении обороты разные.
Увеличением напряжения пользуются в случае, когда нужно резко увеличить скорость движения для быстрого разгона.
Применение ослабление возбуждения в меньшей степени приводит к увеличению оборотов двигателя. Ослаблением возбуждения пользуются для расширения диапазона скоростей при заданном уровне напряжения двигателя.
