Решение Лабораторной Работы №1: Тяговый Генератор

Ниже представлено описание выполнения лабораторной работы №1, составленное так, чтобы его было удобно переписать в тетрадь. Лабораторная работа №1 Тема: Снятие, расчет и построение рабочих и нагрузочных характеристик тягового генератора. 1. Цель работы Изучить порядок получения рабочих и нагрузочных характеристик тягового генератора тепловоза, освоить методику расчета ЭДС и построения обобщенных характеристик. 2. Исходные данные Внутреннее сопротивление генератора: \(r_{внутр} = 0,023\) Ом. Число витков обмотки возбуждения: \(\omega = 120\). 3. Ход выполнения работы Этап 1. Снятие характеристик холостого хода. Для этого при разомкнутой цепи нагрузки (ток нагрузки \(I_н = 0\)) устанавливались различные значения частоты вращения \(n\) (400, 600, 800, 1000 об/мин) и тока возбуждения \(I_в\) (25, 50, 75, 100 А). Измерялось напряжение на зажимах \(U\). Результаты занесены в Таблицу №1. Этап 2. Расчет намагничивающей силы (НС). Намагничивающая сила \(F_в\) рассчитывается по формуле: \[F_в = I_в \cdot \omega\] Примеры расчета: Для \(I_в = 25\) А: \(F_в = 25 \cdot 120 = 3000\) А. Для \(I_в = 50\) А: \(F_в = 50 \cdot 120 = 6000\) А. Для \(I_в = 75\) А: \(F_в = 75 \cdot 120 = 9000\) А. Для \(I_в = 100\) А: \(F_в = 100 \cdot 120 = 12000\) А. Этап 3. Снятие рабочих характеристик. При фиксированных значениях \(n\) и \(I_в\) изменялось сопротивление нагрузки \(R2\). Снимались зависимости напряжения \(U\) от тока нагрузки \(I_н\). Данные занесены в Таблицы №2–5. На их основе построены графики \(U = f(I_н)\) (Рисунки 2–5). Эти графики показывают, как падает напряжение на генераторе при увеличении нагрузки из-за внутреннего падения напряжения и реакции якоря. Этап 4. Расчет ЭДС и заполнение сводных таблиц. Для каждой точки рабочих характеристик рассчитывалась ЭДС генератора (\(E\)) по формуле: \[E = U + I_н \cdot r_{внутр}\] Также рассчитывалось отношение ЭДС к частоте вращения (\(E/n\)), которое характеризует магнитный поток машины. Пример расчета (из Таблицы №6, \(n = 400\), \(I_н = 1000\), \(F_в = 3000\)): \[E = 89 + 1000 \cdot 0,023 = 89 + 23 = 112 \text{ В}\] \[E/n = 112 / 400 = 0,28 \text{ В/(об/мин)}\] Этап 5. Построение нагрузочных характеристик. На основе Таблиц №6–9 построены графики \(U = f(F_в)\) при \(I_н = const\) (Рисунки 6–9). Они показывают зависимость напряжения от силы возбуждения при разной нагрузке. Этап 6. Построение обобщенной характеристики. Итогом работы стало построение графика \(E/n = f(F_в)\). Согласно теории электрических машин, при правильных расчетах точки для разных частот вращения должны ложиться на одну кривую для каждого значения тока нагрузки. Это подтверждает пропорциональность ЭДС частоте вращения при неизменном магнитном потоке. 4. Вывод В ходе работы были получены основные характеристики тягового генератора. Установлено, что с ростом тока нагрузки напряжение на зажимах падает, а увеличение тока возбуждения позволяет компенсировать это падение. Построенная обобщенная характеристика \(E/n = f(F_в)\) позволяет определять параметры работы генератора на любых промежуточных частотах вращения, что важно для эффективной эксплуатации отечественной тяговой техники.