Экспериментальная часть

Лабораторная работа №2

«Изучение свойств электрической дуги в установках дугового нагрева»

Вариант № 52

Выполнила

студ. гр. 08-ЭС-1:

Птицын М.В.

Проверил:

Гардин А.И.

Н. Новгород

2012 г.

Цель работы

Изучить:

- внешнюю характеристику источника питания дуги постоянного и переменного тока;

- статическую характеристику дуги постоянного тока и вольтамперную характеристику дуги переменного тока ;

- динамическую характеристику дуги;

- зависимость падения напряжения на дуге от ее длины;

- согласование внешней характеристики источника питания с вольтамперной характеристикой дуги.

Экспериментальная часть

Задание 1. Исследование дуги переменного тока на примере ламп типа ДРЛ.

Необходимо выполнить:

а) построение ВАХ источника питания;

б) построение ВАХ дуги;

в) рассчитать коэффициенты мощности для ламп ДРЛ;

г) снять осциллограммы токов и напряжений, определить коэффициент мощности и сравнить его с расчетной величиной.

Принципиальная схема установки приведена на рисунке 1. Установка состоит из трех блоков:

1) стенд для питания лабораторной установки. Он состоит из разделительного трансформатора, линейного автотрансформатора (ЛАТР), измерительного комплекта К-50 (стенд 1);

2) ящик с зажимными клеммами. В него входят: вольтметр, контролирующий наличие напряжения в электрической цепи; тумблеры; измерительный шунт; автоматический выключатель (стенд 2);

3) панель с лампами. На панели размещены лампы ДРЛ (модель дуги) и пускорегулирующие дроссели (стенд 3).

Рис. 1 - Схема лабораторной установки

а). Построение ВАХ источника питания.

Таблица 1 - Результаты эксперимента ВАХ источника питания

ВАХ источника питания:

б). Построение ВАХ дуги.

Таблица 2 - Результаты эксперимента ВАХ дуги

Совмещенные ВАХ питающей сети и ВАХ дуги:

в). Расчет коэффициента мощности по аналитическому выражению.

Расчет ведется для напряжения источника питания 220В. Пример расчета приводится для лампы Н1 (Р=125Вт):

- рассчитывается полная мощность, потребляемая лампой;

- коэффициент мощности и угол φ;

Аналогичные рассчитываем для Н2 и Н3, результаты расчетов приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Результаты расчета коэффициента мощности

	I,А	U,В	P,Вт	S,ВA		,º
Лампа Н1	1,07			133,75	0,935
Лампа Н2	2,3			296,7	0,843	32,5
Лампа Н3	3,3	135,2		446,16	0,897

г). Снять осциллограммы токов и напряжений, определить коэффициент мощности и сравнить его с расчетной величиной.

При проведении лабораторной работы отсутствовала возможность точно запечатлеть осциллограммы токов и напряжения для расчета коэффициента мощности. Использовался прибор HEM ANALIST 2050, при помощи которого был определен коэффициент мощности для лампы Н3; , что соответствует º. Погрешность расчета составляет 0,12%, что допустимо.

Задание 2.Исследование дуги переменного тока на примере люминесцентных ламп. Необходимо выполнить:

а) построение ВАХ источника питания;

б) построение ВАХ дуги;

в) снятие осциллограмм токов и напряжений с индуктивной нагрузкой;

г) снятие токов и напряжение с активной нагрузкой;

д) снятие осциллограмм токов и напряжений с активно-индуктивной нагрузкой;

е) снятие осциллограмм токов и напряжений с емкостно-индуктивной нагрузкой;

ж) схема замещения и ВД для емкостно-индуктивной нагрузки.

Принципиальная схема установки приведена на рисунке 2. Установка состоит из трех блоков:

1) стенд для сборки и настройки пускорегулирующей аппаратуры (стенд 1). В него входит: линейный автотрансформатор (ЛАТР), промежуточный трансформатор, автоматический выключатель, предохранитель, лента сигнальная, измерительные приборы (амперметр, вольтметр);

2) ящик с пускорегулирующей аппаратурой для работы дуги на переменном токе(стенд 2). В него входит: дроссели с ферромагнитным сердечником, конденсаторы, резистор, измерительный шунт;

3) панель с лампами (стенд 3).

Рис. 2 - Схема лабораторной установки

а). Построение ВАХ источника питания.

Таблица 3 - Результаты эксперимента ВАХ источника питания

ВАХ источника питания:

б). Построение ВАХ дуги.

Таблица 4 - Результаты эксперимента ВАХ дуги

Совмещенные ВАХ питающей сети и ВАХ дуги:

Из-за отсутствия возможности осциллограммы токов и напряжении строятся теоретически

в). Снятие осциллограмм токов и напряжений с индуктивной нагрузкой;

г). Снятие токов и напряжение с активной нагрузкой;

д). Снятие осциллограмм токов и напряжений с активно-индуктивной нагрузкой.

е). Снятие осциллограмм токов и напряжения с емкостно-индуктивной нагрузкой

ж). Схема замещения и ВД для емкостно-индуктивной нагрузки

Задание 3.Исследование дуги переменного тока на примере ламп типа МГЛ. Необходимо выполнить:

а) построение ВАХ источника питания;

б) построение ВАХ дуги;

Принципиальная схема установки аналогична схеме, изображенной на рисунке 1.

а). Построение ВАХ источника питания.

Таблица 5 - Результаты эксперимента ВАХ источника питания

ВАХ источника питания:

б). Построение ВАХ дуги.

Таблица 6 - Результаты эксперимента ВАХ дуги

Совмещенные ВАХ питающей сети и ВАХ дуги:

Вывод:В данной работе выполнены опыты с лампами ДРЛ (задание 1), люминесцентными лампами (задание 2) и лампами МГЛ (задание 3) различных мощностей. Лампы являлись моделью электрической дуги. Для всех трех ламп построены ВАХ источника питания и ВАХ дуги. Формы полученных зависимостей совпадают с теоретическими, что говорит о правильности выполнения опытов.

В задании 1 по результатам опытов рассчитан коэффициент мощности. Также коэффициент мощности был получен при помощи прибора HEM ANALIST 2050. Теоретические и практические данные расходятся незначительно, погрешность составила 0,12 %, что допустимо.

В задании 2 построены теоретические осциллограммы токов и напряжений. По ним видно, что при активной и активно-индуктивной нагрузках угол φ меньше, чем при индуктивной и емкостно-индуктивной нагрузках, поэтому в первом случае горение дуги непостоянно и кривая тока имеет разрывы. Следовательно, для непрерывного горения дуги необходимо наличие реактивной нагрузки.

Также был проведен опыт с подключением конденсатора в схему с ДРЛ 500 (лампа Н3). При этом происходит увеличение коэффициента мощности и уменьшение тока (до компенсации I=3,35А, после I=2,2А). После подключения конденсатора в токе появляются гармонические составляющие.

Поиск по сайту: