Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Устаткування лабораторій

В лабораторіях встановлюють джерела електричної енергії, регулюючі і навантажуючі прилади, приймачі, вимірювальні прилади та інше електрообладнання, що задовольняє вимогам правил будови електротехнічних установок, охорони праці, техніки безпеки і протипожежної техніки.

Джерела електричної енергії забезпечують електропостачання всіх робочих місць, де знаходяться експериментальні установки.

Основним джерелом електропостачання є міська трифазна чотирипровідна мережа, що подає електричну енергію змінної напруги через знижуючий трифазний трансформатор на панель головного розподільного щита з напругою 220/127 В частоти 50 Гц. Від цієї панелі електрична енергія надходить на сусідні панелі керування для розподілу її по робочих місцях лабораторії.

Вмикання і вимикання робочих місць і електричних кіл постійної і змінної напруги виконують за допомогою відповідних автоматичних вимикачів тільки співробітники кафедри, дотримуючись при цьому правил техніки безпеки при експлуатації електроустановок споживачів. Вимірювальні прилади, які знаходяться на панелях щита, дозволяють контролювати якість електричної енергії і навантаження окремих об'єктів, а сигнальні лампи - подачу напруги на ті або інші частини установки.

На робочих місцях студентів знаходяться щитки з сигнальними лампами, двох- і триполюсними автоматичними вимикачами з максимальними електромагнітними і тепловими розчіплювачами, під якими розміщені затискачі для приєднання електричних кіл досліджуваних установок. Над затискачами закріплені бирки з позначенням роду струму і величини напруги.

Допоміжними джерелами постійної напруги є акумуляторні батареї лужних елементів, кожний з яких дасть напругу в середньому відповідно 1,25 В, малопотужні блоки живлення постійної і змінної напруги частоти 50 Гц, джерела синусоїдної напруги змінною частоти від 20 до 20 000 Гц і генератори імпульсів позитивної і негативної полярності прямокутної форми.

Реостати, або регулювальні резистори, застосовують в електричних колах постійної і змінної напруги для регулювання опору і включають послідовно з приймачами. Одиночний регульований реостат (рис. 2, а, б) краще вмикати трьома затискачами, що забезпечує можливість випадкового вимикання електричного кола при порушенні ковзного контакту між повзунком і витками обмотки реостата. Подвоєний реостат (рис. 2, в) дозволяє при послідовному з'єднанні секцій отримати більший регульований опір при струмі не вище номінального струму однієї секції, а при паралельному з'єднанні (рис. 2, г) - менший регульований опір, але при струмі, що досягає подвійного номінального струму однієї секції.

Рис. 2. Схеми вмикання реостатів з повзунком: а – одиночного двома затискачами; б – одиночного трьома затискачами; в – подвійного з послідовним з'єднанням секцій; г – подвійного з рівнобіжним з'єднанням секцій.

Лампові і дротові секціоновані реостати з однополюсними вимикачами (рис. 3, а, б) використовують при навантаженні приладів для тривалого режиму із регулюванням струму. Наявність в одній з секцій дротового реостата з повзунком дозволяє поряд із стрибкоподібною зміною струму одержувати і плавну його зміну.

Пускові реостати двигунів можна використати тільки для короткочасної роботи, тривалість якої визначають часом пуску машини, що триває декілька секунд або декілька десятків секунд. При тривалій роботі вони перегріваються понад допустиму норму і можуть згоріти.

Рис. 4. Схеми вмикання апаратів для регулювання напруги: а – реостата з трьома затискачами; б – регулюючого трансформатора.

Рис. 3. Схеми будови секціонованих реостатів: а - лампового; б - дротового.

Реостат з трьома затискачами, складений за потенціометричною схемою, є подільником напруги з рухомим контактом (рис. 4, а), що дасть можливість в залежності від місця розташування повзунка одержати напругу U ₂ в межах від нуля до U ₁. Такий реостат вибирають на номінальний струм.

де U ₁ - напруга на затискачах реостата;

R - опір його обмотки;

I - струм навантаження з боку напруги U ₂.

Реостат можна використати в якості дільника напруги з рухомим контактом, якщо напруга мережі:

Автотрансформатори лабораторні регулювальні (рис. 4, б) мають кільцеподібний магнітопровід з тонких, ізольованих один від одного листів електротехнічної сталі, обмотаний шаром ізольованого мідного дроту з декількома постійними відводами, на поверхні якого по очищеній від ізоляції вузької доріжці переміщується ковзний контакт. Ці апарати забезпечують регулювання змінної напруги мережі 127 або 220 В частоти 50 Гц в межах від 0 до 250 В і струму не вище номінального струму автотрансформатора.

Котушки індуктивні без феромагнітного магнітопроводу, з незмінним феромагнітним колом, з розгалуженим феромагнітним магнітопроводом і з підмагнічувальною обмоткою постійного струму (рис. 5, а, б, в, г) використовують в колах змінної напруги для створення індуктивного навантаження. Їх характеризують активним опором R, індуктивністю L, і номінальним струмом I _ном. Котушкам без феромагнітного магнітопроводу властива незмінна індуктивність, іншим - змінна індуктивність, що залежить від значення змінного струму обмотки котушки, від конфігурації магнітного кола, а також від підмагнічуючого постійного струму додаткової обмотки.

Рис. 5. Умовні позначки індуктивних котушок: а - без феромагнітного магнітопроводу; б - з незмінним феромагнітним колом; в - з розсувним феромагнітної магнітопроводом; г - з підмагнічуючою обмоткою постійного струму.

Рис. 6. Схема пристрою конденсаторної батареї.

Конденсатори застосовують в колах змінної напруги для створення ємнісного навантаження. Вони характеризуються, ємністю С і робочою напругою U _раб. Конденсаторні батареї з декількох конденсаторів різноманітної ємності, що вмикаються однополюсними вимикачами паралельно (рис. 6), дозволяють дискретно змінювати ємність батареї. Перед початком роботи таку батарею необхідно розрядити для запобігання можливого ураження струмом від залишкового заряду, що зберігся при вимиканні її від джерела електричної енергії.

Електровимірювальні прилади застосовують для створення сигналів вимірювальної інформації, функціонально зв'язаних з вимірюваними фізичними величинами, у формі, доступній для безпосереднього сприйняття спостерігачем. Вони призначені для визначених меж зміни вхідного сигналу і відповідно до технічних вимог відносять до наступних класів точності – 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0. Прилади з декількома межами вимірів можуть мати різні класи точності. Число, що характеризує клас точності приладу, є найбільшою припустимою основною зведеною похибкою в робочій частині шкали, вираженої у відсотках. Для приладів з однобічною шкалою ця похибка виражена у відсотках кінцевого значення робочої частини шкали, для приладів із двобічною шкалою — у відсотках суми кінцевих значень робочої частини шкали і для приладів з безнульовою шкалою — у відсотках різниці кінцевого і початкового значень робочої частини шкали. Робочою частиною приладів з рівномірною шкалою є вся шкала, а з нерівномірною - частина її в межах (20...100) кінцевого значення шкали, що відзначена на неї умовними знаками – крапками. На шкалі приладів нанесені умовні позначки, що вказують одиницю вимірюваної фізичної величини, клас точності, номер стандарту, рід струму, кількість фаз, системи приладу, групу виконання за умовами експлуатації, категорію по захищеності від зовнішніх магнітних і електричних полів, робоче положення приладу, іспитову напругу ізоляції, номінальну частоту, діапазон частот, товарний знак підприємства - виготовлювача, заводське позначення приладу, рік випуску, заводський номер приладу й інші позначення.

Прилади для виміру струму вмикають в електричне коло послідовно, прилади для виміру напруги і частоти — паралельно, більш складні прилади, за допомогою яких вимірюють потужність, енергію, коефіцієнт потужності й інші електричні величини,— за схемою цих приладів.

Магнітоелектричні прилади застосовують у колах постійної напруги для виміру струму і напруги і вмикають з дотриманням полярності їхніх затискачів так, щоб позитивний затискач був для струму вхідним, а негативний — вихідним. Ці прилади мають рівномірну шкалу, відрізняються високою точністю і чутливістю, невеликою потужністю споживання електричної енергії, достатньою стійкістю до невеликих перевантажень. Зовнішні магнітні поля і зміна температури навколишнього повітря мало впливають на їх покази. Недоліками їх є висока вартість і складність конструкції, що ускладнює ремонт.

Для поширення меж вимірювання магнітоелектричних приладів використовують масштабні вимірювальні перетворювачі — індивідуальні і калібровані пристрої з манганіну — шунти RS 1 і додаткові резистори R _Д(рис. 7, а, б), що можуть бути зовнішніми і внутрішніми. Вимірювані струм і напругу визначають за відповідними формулами

;

де I _A - струм, що показує міліамперметр;

R _А і R _Ш — опір відповідно міліамперметра і шунта;

U _В— напруга, що показує мілівольтметр;

R _Д і R _В — опори відповідно додаткового резистора і мілівольтметра.

Рис. 8. Схеми вмикання багатомежових приладів: а - міліамперметра з двомежовим шунтом; б - вольтметра з трьохмежовим додатковим резистором.

Рис. 7. Схеми вмикання вимірювальних приладів: а – міліамперметра із шунтом; б – мілівольтметра з додатковим резистором.

Багатомежові прилади (рис. 8, а, б) мають кілька шкал із вказанням значення розподілів у вимірюваних одиницях чи одну шкалу, розділену на a _max поділок, коли число вимірюваних одиниць, що відповідають одній поділці шкали, визначають за формулами — для амперметра: , для вольтметра: ,

де I _ном і U _ном—відповідно номінальні струм і напруга, що викликають відхилення стрілки приладів на a _max поділок.

Термоелектричні прилади — магнітоелектричні прилади з термоперетворювачем (рис. 9, а, б) з однієї чи кількох термопар 1 і нагрівача 2, який підігрівається вимірюваним змінним струмом I, функціонально зв'язаним з постійним струмом I ₀ в колі приладу, мають нерівномірну шкалу, близьку до квадратичної. Термоперетворювач може знаходитися в одному корпусі з вимірювальним приладом чи окремо. Термоелектричні прилади відрізняються високою точністю і чутливістю, незначним споживанням електричної енергії, залежністю показань від температури навколишнього середовища і малою перевантажувальною здатністю.

Рис. 9. Схеми вмикання магнітоелектричних приладів: а - з контактним термоперетворювачем; б - з безконтактним перетворювачем; в - з напівпровідниковими діодами.

Рис. 10. Схеми вмикання вимірювальних приладів: а – амперметра з вимірювальним трансформатором струму; б – вольтметра з вимірювальним трансформатором напруги.

Вимірювальні прилади з випрямними елементами — магнітоелектричні прилади з напівпровідниковими діодами VD 1 ...VD 4 (рис. 9, в), вбудованими в корпус. Вони мають більш-менш рівномірну шкалу, за винятком її початкової частини, відрізняються високою точністю і чутливістю, малим споживанням електричної енергії, але вони не придатні для виміру в електричних колах з несинусоїдною напругою і струмом.

Електромагнітні прилади використовують у колах постійної і змінної напруги для виміру струму і напруги. Ці прилади мають нерівномірну шкалу, точність вимірів менша точності магнітоелектричних приладів, споживання електричної енергії значне, зовнішні магнітні поля впливають на показання приладів. В астатичних електромагнітних приладах із двома окремими вимірювальними системами і послідовно з'єднаними обмотками, де установлюється вимірюваний струм, цей недолік усунутий, тому що зовнішнє магнітне поле, послабляючи магнітне поле однієї обмотки, підсилює магнітне поле іншої обмотки. Електромагнітні прилади відрізняються простотою конструкції, невисокою вартістю і великою перевантажувальною здатністю.

Для розширення меж вимірювання електромагнітних приладів на змінному струмі використовують масштабні вимірювальні перетворювачі — вимірювальні трансформатори струму ТA і вимірювальні трансформатори напруги ТV (рис. 10, а, б).Затискачі первинних і вторинних обмоток цих трансформаторів мають відповідне маркірування: Л₁, Л₂; И₁, И₂ і А, X; а, х. Вимірювані величини визначають по формулах:

;

де K_I — номінальний коефіцієнт трансформації вимірювального трансформатора струму;

I ₂ — показання амперметра;

К_U— номінальний коефіцієнт трансформації вимірювального трансформатора напруги;

U ₂ — показання вольтметра.

Номінальний коефіцієнт трансформації вимірювальних трансформаторів струму позначають відношенням номінальних струмів — первинного до вторинного , а номінальний коефіцієнт трансформації вимірювальних трансформаторів напруги — відношенням номінальних напруг — первинної до вторинної — .

У вимірювальних трансформаторах струму не можна розмикати вторинну обмотку, якщо в первинній є струм, тому що ЕРС, що наводиться при цьому у вторинній обмотці, небезпечна для експериментаторів та ізоляції обмотки.

У багатомежному вимірювальному трансформаторі струму (рис. 11) зміну коефіцієнта трансформації виконують перемиканням секцій первинної обмотки на відповідний номінальний струм за допомогою однополюсної штепсельної вилки ХР 2. Перед перемиканням первинної обмотки навантаженого трансформатора її необхідно замкнути накоротко однополюсною штепсельною вилкою ХР 1.

У вимірювальних трансформаторах напруги не можна замикати вторинну обмотку накоротко, тому що при цьому обидві обмотки трансформатора можуть згоріти.

У приміщеннях з підвищеної й особливої небезпеки поразки людей струмом при напрузі живильної мережі 380 В и вище необхідно заземлювати один із затискачів вторинної обмотки вимірювальних трансформаторів струму і напруги (рис. 10, а, б).

Електродинамічні прилади застосовують у колах постійної і змінної напруги для виміру струму, напруги, потужності й інших електричних величин. Електродинамічні амперметри і вольтметри мають нерівномірну шкалу, а ватметри — практично рівномірну. Ці прилади відрізняються високою точністю вимірювання в колах змінної напруги, значною потужністю споживання електричної енергії, не витримують перевантаження, на їх показники дуже впливають зовнішні магнітні поля. Астатична побудова вимірювальної системи зменшує вплив зовнішніх магнітних полів на точність вимірювання.

Рис. 11. Схема будови багатомежного вимірювального трансформатора струму.

Рис. 12. Схеми вмикання ватметру: а – безпосередньо у коло; б – з вимірювальними трансформаторами напруги і струму.

Електродинамічний ватметр, розрахований на визначену номінальну напругу і струм, має нерухому обмотку, що вмикають послідовно з навантаженням, і рухому, що приєднують паралельно приймачам, для яких вимірюють активну потужність (рис. 12, а). Для відхилення стрілки в потрібному напрямку електричну енергію підводять до генераторних затискачів приладу, відзначених на ньому знаком «», що на схемах позначають так: «l».

При необхідності розширення межі вимірювання ватметра на змінному струмі застосовують вимірювальні трансформатори напруги і струму (рис. 12, б), а вимірювану активну потужность знаходять за формулою

де К_U, К_I — номінальні коефіцієнти трансформації відповідно вимірювальних трансформаторів напруги і струму;

P _Вт—показання ватметра.

Електродинамічний фазометр (рис. 13, а), що визначає коефіцієнт потужності приймачів, вмикають у мережу безпосередньо, якщо напруга між провідниками відповідає номінальній напрузі приладу, а струм навантаження не перевищує номінальний струм фазометра. У протилежному випадку фазометр необхідно вмикати через відповідно вимірювальні трансформатори напруги і струму.

Феродинамічні прилади відрізняються від електродинамічних приладів наявністю магнітопроводу з феромагнітного матеріалу, що збільшує обертовий момент, підвищує чутливість і зменшує споживання електричної енергії.

Рис. 14. Схеми вмикання трифазних приладів: а – ватметра з двома послідовними обмотками; б – ватметра з трьома послідовними обмотками; в – фазометра.

Рис. 13. Схема вмикання вимірювальних приладів: а – фазометра; б – частотоміра.

Феродинамічний частотомір (рис. 13, б), що виміряє частоту змінної напруги, вмикають у коло паралельно. Якщо напруга цього кола не відповідає номінальній напрузі приладу, його вмикають через відповідний вимірювальний трансформатор напруги. Феродинамічний трифазний ватметр із двома послідовними обмотками (рис. 14, а) використовують для вимірювання активної потужності тільки в трипровідних колах, оскільки наявність нейтрального проводу приводить до помилкових вимірів. При вимірах у чотирипровідних колах застосовують аналогічний прилад із трьома послідовними обмотками (рис. 14, б).

Трифазні ватметри потрібно вмикати з дотриманням відповідності маркірування затискачів існуючої послідовності фаз напруг трифазного кола.

Феродинамічний трифазний фазометр (рис. 14, в) дозволяє правильно визначити коефіцієнт потужності приймачів тільки при симетрії лінійних напруг і струмів і дотриманні послідовності фаз напруг, зазначеної на затискачах приладів.

Індукційні прилади застосовують у колах змінної напруги визначеної частоти, зазначеної на них, як лічильники активної PІ та реактивної PК енергії (рис. 15, а, б, в, г). Ці прилади мають значний обертовий момент, стійкість до перевантажень і малу залежністю показань від зовнішніх магнітних полів. Точність вимірів невелика, а значна інерційність рухомої частини утруднює використання приладів для швидкоплинних процесів. Безпосереднє вмикання лічильників у коло змінної напруги можливо, якщо напруга і струм навантаження відповідають номінальним даним, які наведені на щитках лічильників. У протилежному випадку лічильники вмикають через відповідні вимірювальні трансформатори напруги і струму.

Електростатичні прилади використовують у колах постійної і змінної напруги як вольтметри. Ці прилади мають нерівномірну шкалу, невелику чутливість та споживання електричної енергії, близьке до нуля, і можуть застосовуватися для вимірювання великих змінних напруг без вимірювальних трансформаторів напруги, тому що їх звичайно вмикають через конденсаторні подільники напруги. На показаннях приладів впливає вологість і температура повітря, а також зовнішнє електричне поле, дію якого можна усунути відповідним екрануванням.

Цифрові прилади забезпечують автоматичне перетворення змінної неперервної електричної величини в дискретні сигнали вимірювальної інформації з цифровим кодуванням, які діють на знакові індикатори відлікового пристрою, що висвічується при подачі на них керуючої напруги, і виводять значення вимірюваної величини спостерігачу в цифровій формі. В приладах, призначених для вимірювання величин, які змінюються в широких межах для підвищення точності вимірювання використовують декілька діапазонів вимірювання з ручним і автоматичним перемиканням. Живлення цифрових приладів здійснюється від мережі змінної напруги 220 В частоти 50 Гц.

Рис. 15. Схеми вмикання лічильників: а - однофазного активної енергії; б - трифазного двоелементного активної енергії; в - трифазного триелементного активної енергії; г - трифазного триелементного реактивної енергії.

Ці прилади мають високу точність і велику швидкість вимірювання. Вони практично не споживають електричну енергію кола, в якому відбуваються виміри, але вони складні по будові, яка обумовлює знижену надійність і високу вартість.

Цифрові прилади використовують як вольтметри постійної напруги від 1 мкВ до 1000 В, а при доукомплектуванні їх каліброваними шунтами на 60 чи 75 мВ, як цифрові амперметри з діапазоном вимірювання 0...7500 А. Крім того, ці прилади використовують як вольтметри змінної напруги від 1 мкВ до 1000 В частоти від 20 Гц до 0,7 МГц, омметри з діапазоном вимірювання опорів від 10^-3 Ом до 10⁴ Ом і у якості інших вимірювальних приладів.

Реєструючі прилади дозволяють не тільки визначити вимірювані величини в даний момент, але і записати хід їх зміни за часом. Для цього використовують самописні магнітоелектричні чи феродинамічні прилади, що вмикають у відповідні електричні кола чи безпосередньо або з шунтами і додатковими резисторами з вимірювальними трансформаторами напруги і струму. Ці прилади забезпечують автоматичний безупинний чи крапковий запис чорнилом на паперовій стрічці чи круговій діаграмі графіка зміни відповідної електричної величини за часом. Протягання паперової стрічки з перфорацією здійснює однофазний синхронний мікродвигун, або годинниковий механізм із невеликою постійною швидкістю.

Самописні прилади прямого перетворення можуть записувати вимірювані величини з частотою зміни не вище 200 Гц. Для дослідження електричних величин більш високих частот застосовують світлопроменеві, електронно-променеві прилади чи електронні осцилографи.

Сучасні світлопроменеві осцилографи мають комплект із декількох магнітоелектричних вібраторів для одночасного спостереження на матовому екрані і записі на фотопапері чи плівці декількох різних змінних електричних процесів. Швидкість руху паперу чи плівки встановлюють у залежності від частоти досліджуваних коливань, чутливості папера або плівки і напруги лампи, що висвітлює вібратори.

В електронних осцилографах можливо спостерігати на екрані електронно-променевої трубки, покритої шаром люмінофору, криві різних електричних і імпульсних процесів, що змінюються з часом з частотою від декількох герців до десятків мегагерц. Ці осцилографи відрізняються малим споживанням електричної енергії від випробуваного джерела напруги. Поворотом відповідних ручок, розташованих на передній панелі приладу, призначених для регулювання і фокусування електронного променя, можна одержати на екрані світлову пляму малих розмірів з різко окресленим контуром, який не можна довгий час залишати нерухомим для запобігання пошкодження екрана електронно-променевої трубки. Краще ще до приєднання осцилографу до джерела живлення органи його керування розташувати так, щоб на екрані замість крапки відразу одержати світлу горизонтальну лінію розгорнення, яскравість, фокусування і розташування якої на екрані відрегулювати відповідно до вимог експерименту поворотом відповідних ручок.

Наявність одного променя в електронно-променевій трубці є істотним недоліком осцилографа, що виключає одночасне спостереження декількох процесів на екрані. Це можна усунути застосуванням електронних комутаторів, які бувають двох- або чотириканальні.

Одночасне спостереження декількох кривих можливо також у багатопроменевих осцилографах, у яких електронно-променева трубка має кілька систем електродів, що створюють промені і керують ними.

За допомогою електронних осцилографів можна виконувати виміри різних електричних величин, одержувати гістерезисні петлі магнітних матеріалів і сукупність характеристик напівпровідникових приладів, визначати параметри радіоприймальних і телевізійних пристроїв, а також проводити багато інших досліджень.

Секундоміри застосовують для виміру невеликих відрізків часу.

У секундомірах із пружинним заводом первісний натиск кнопки керування, що часто знаходиться в заводній голівці, викликає переміщення обох стрілок, наступний — їхню зупинку і завершальний — повернення у вихідне положення.

В електричних секундомірах обидві стрілки приводяться в рух синхронним мікродвигуном чи поляризованим реле, вбудованими в корпус приладу, обмотка яких вмикається через додаткові резистори в мережу змінної напруги 110 чи 220 В частоти 50 Гц. Пуск електричного секундоміра відбувається при приєднанні його обмотки до мережі, а зупинка — при вимиканні чи замиканні затискачів обмотки накоротко. Повернення стрілок у вихідне положення здійснюють натиском кнопки повернення, що знаходиться на бічній стінці корпуса приладу, чи поворотом спеціальної ручки із самоповерненням. Якщо при користуванні секундоміром частота f змінної напруги відрізняється від номінальної частоти f _ном = 50 Гц, то для одержання правильного результату потрібно показання секундоміра помножити на відношення .

Тахометри використовують для вимірювання миттєвої частоти обертання валу машини.

Ручні відцентрові тахометри застосовують для короткочасного виміру частоти обертання, що відлічують за внутрішньою чи зовнішньою шкалою приладу. Зміну між вимірюваннями здійснюють перемиканням показника в неробочому стані тахометра. Для цього, дотримуючи вал, натискають кнопку, провертають вал приладу і ставлять показник у потрібному діапазоні виміру, після чого відпускають кнопку.

Для виміру невеликих частот обертання машини з внутрішнім центром вала на вал тахометра вдягають кінцевик з металевим центром, а при великих частотах обертання — наконечник з гумовим центром, що обережно притискають до центру обертового вала машини при горизонтальному положенні тахометра. При зовнішньому центрі на вал тахометра використовують конусний наконечник, а якщо центр вала знаходиться в заглибленні, застосовують подовжувач вала тахометра.

При користуванні тахометром потрібно стежити, щоб у центрі вала машини не було мастила, що може привести до ковзання і неправильного вимірювання частоти обертання.

Магнітні тахометри призначені для стаціонарної установки і безупинного виміру частоти обертання вала машини, з яким їх з'єднують гнучким валом. При значній відстані між валом машини і місцем розташування тахометра використовують електричну передачу. Вона складається з невеликого трифазного синхронного генератора, що з'єднується з валом машини, і аналогічного двигуна, вбудованого в корпус тахометра. Синхронні генератор і двигун, з'єднані між собою провідниками, забезпечують повну відповідність обертання валів машини і тахометра.

Магнітні тахометри часто роблять двохстрілочними з відношенням швидкостей переміщення довгої і короткої стрілок 10:1, що дає можливість вимірювати частоту обертання з підвищеною точністю.

Електричні тахометри забезпечують непереривний дистанційний вимір частоти обертання і складаються з невеликого генератора постійної чи змінної напруги, що механічно зв'язаний з валом об'єкта виміру і з'єднаний провідниками з одним чи декількома вимірювальними приладами, шкали яких проградуйовані в обертах у хвилину.

Магнітні й електричні тахометри приходять у дію одночасно з пуском пристрою, для якого визначається частота обертання.

Строботахометри дистанційно вимірюють частоти обертання різних частин механізмів і машин без приєднання вимірювального приладу до досліджуваного об'єкта, а також дозволяють вивчити їхній стан під час руху. Вони використовують здатність ока утримувати протягом деякого часу зорове враження від деталей, що сховалися з полю зору. Строботахометри — настільні прилади з переносним освітлювачем, що складаються з сфокусованої лампи у рефлекторі, і живлячого імпульсного генератора напруги.

Термометри вимірюють температуру навколишнього середовища і частин електричних машин і апаратів. Перевагу віддають спиртовим термометрам, тому що ртутні, розташовані в зоні змінних магнітних полів, можуть дати перебільшені показання внаслідок розігріву ртуті віхровими струмами. При відсутності місця для установки рідинного термометра доцільно використовувати електричні термометри опору і термопари.

Гальма перетворюють механічну енергію на валу двигуна в теплову і дають можливість визначити обертаючий момент.

В електромагнітних гальмах (рис. 16) гальмовий ефект виникає внаслідок взаємодії вихрових струмів в обертовому сталевому диску 7, укріпленому на валу двигуна 8, з магнітним полем, збудженим чотириполюсним електромагнітом 5 з полюсними наконечниками 6 і обмотками збудження 4 з регульованим постійним струмом. Цей електромагніт і стрілка 10 закріплені на осі 2, що повертається в підшипниках 3, розташованих у стійці 9. На цій ж осі закріплений протидіючий вантаж 1, що повертається разом з електромагнітом і стрілкою, внаслідок чого створюється гальмовий момент, відлічуваний у момент рівноваги гальма по шкалі 11.

Рис. 16. Схема будови електромагнітного гальма.

Гальмовий момент можна регулювати зміною постійного струму в обмотках збудження.

У деяких конструкціях електромагнітних гальм замість вантажу і стрілки зі шкалою застосовують важіль, закріплений на осі гальма, до якого підвішений вантаж. У цьому випадку гальмовий момент визначають при горизонтальному розташуванні важеля і розраховують у ньютон-метрах за формулою

М = тgl,

де т — маса підвішеного вантажу, кг;

g — прискорення вільного падіння, ;

l — довжина важеля, м.

Потужність на валу двигуна, виражену в кіловатах, визначають за формулою

де М — момент на, валу двигуна, Н × м;

п — частота обертання валу, об/хв.

ОХОРОНА ПРАЦІ, ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ
І ПРОТИПОЖЕЖНІ УМОВИ

Лабораторні роботи з дослідження електричних кіл, виконанню електричних вимірів, іспитів електромагнітних та електронних пристроїв, електричних апаратів і іншого електроустаткування дозволяється виконувати бригаді не менш двох студентів з дотриманням вимог Правил технічної експлуатації електроустановок споживачів, які складені на підставі Правил охорони праці, техніки безпеки та протипожежних умов. Це є обов'язковими для всіх споживачів, незалежно від їхньої відомчої приналежності. Відступ від цих правил неприпустимий, тому що він сполучений з можливістю ураження працюючих електричним струмом, одержання ними каліцтва від частин машинних пристроїв, що рухаються й обертаються.

В електротехнічних лабораторіях встановлені відповідні протипожежні пристрої, вогнегасні та інший протипожежний інвентар згідно Правил охорони праці.

Усі студенти перед початком виконання першої лабораторної роботи проходять інструктаж на своїх робочих місцях і розписом у відповідному журналі підтверджують зобов'язання виконувати Правила охорони праці, техніки безпеки та протипожежних умов, що вивішені для загального відома в лабораторіях.

Наявність електричного струму у тілі людини може привести до опіків шкіри, важким поразкам нервової, серцевої і дихальної систем, а при значеннях його більш за 0,05...0,1 А до смертельного випадку. Отже, небезпечна для людини напруга

де R _люд— опіру ділянки тіла, до якої підведена напруга U _небезп.

Опір тіла людини R_люд залежить від багатьох факторів і може в окремих випадках знижуватися до декількох сотень ом, напруга 127 В може стати небезпечною і привести до серйозної електротравми. Тому працюючим у лабораторіях слід дотримуватися особливої обережності при експлуатації діючих електроустановок. Категорично заборонено доторкатися до неізольованих проводів, з'єднувальних затискачів і інших частин електричних кіл, що знаходяться під напругою, а також до металевих конструктивних частин електроустаткування, що не знаходяться під напругою, але можуть виявитися під нею внаслідок ушкодження ізоляції. Збирати електричні кола дозволяється з'єднувальними проводами зі справною ізоляцією і металевими кінцівками, переконавшись, що всі пакетні й автоматичні вимикачі, магнітні пускачі та інші комутаційні прилади, через які живиться установка, вимкнуті. Після цього перевірити відсутність напруги між струмопровідними частинами. Не можна при виконанні монтажу використовувати натягнуті проводи, скручувати їх і перетинати ними проходи між робочими місцями. Розташовувати вимірювальні прилади й апарати треба з урахуванням зручності спостереження і керування. Варто пам'ятати, що вимкнені конденсатори можуть зберігати залишковий заряд і їх необхідно розрядити до вмикання в коло.

Після збирання установки варто перевірити щільність затягування гайок затискачів усіх приладів, апаратів, машин і іншого електроустаткування, не допускаючи близького розташування металевих наконечників з'єднувальних проводів, приєднаних до різних затискачів.

Вмикати установки на робочих місцях після збірки електричних кіл допускається тільки після перевірки викладачем правильності з'єднань і одержання від нього дозволу на вмикання, а саме вмикання виконувати тільки в присутності викладача. Виконувати будь-яке перез'єднання в зібраній установці під напругою категорично заборонено. Якщо потрібно зробити перемикання, необхідно попередньо вимкнути установку від джерела електричної енергії, а після виконаного перемикання знов одержати дозвіл керівника лабораторних занять на повторне її вмикання.

Забороняється залишати діючу електроустановку без спостереження.

Слід бути особливо обережним при дослідженні послідовно з'єднаних індуктивних котушок і конденсаторів, ввімкнених на синусоїдну напругу, оскільки напруга на їхніх затискачах може набагато перевищувати напругу джерела живлення.

Не можна розмикати вторинні обмотки вимірювальних трансформаторів струму при наявності струму первинних обмоток, а також розмикати електричні кола котушок зі струмами, тому що при цьому виникають значні ЕРС самоіндукції, небезпечні для експериментаторів і для ізоляції обмоток.

При дослідженні електричних машин потрібно встановлювати напрямок обертання, який зазначено на їхніх корпусах, і не припускати підвищення частоти обертання вище її номінального значення без дозволу керівника лабораторних занять. Муфти, що з'єднують вали обертових електричних машин, повинні бути закриті захисними кожухами. Слід дотримуватися обережності при визначенні частоти обертання вала агрегатів за допомогою ручного тахометра. Не допускати зіткнення тіла, одягу і волосся з обертовими частинами установки, у тому числі і з гладкими валами, щоб уникнути каліцтва. Одяг повинен щільно облягати, бути без кінців. Неприпустимо дотикатися до рухомих і обертових частин електричних машинних пристроїв рукою або ногою, навіть при виключеному джерелі електричної енергії.

Якщо в процесі проведення досвіду виявляються несправності приладів, апаратів, електричних машин і іншого електроустаткування, а також ненормального режиму діючої установки, її варто негайно вимкнути від джерела живлення і повідомити про те, що трапилося, керівника лабораторних занять, не намагаючись виконати виправлення самостійно.

Перш ніж розбирати діючу електроустановку, необхідно переконатися, що відповідні комутаційні апарати вимкнуті, рухомі частити машинних пристроїв зупинені, а конденсатори електричних кіл – розряджені.

У випадку ураження електричним струмом варто негайно вимкнути відповідним комутаційним апаратом джерело електричної енергії для звільнення потерпілого від дії електричного струму і зараз же довести до відома про те, що трапилося, керівника лабораторних занять, в обов'язок якого входить негайне надання першої допомоги до прибуття на місце події викликаного лікаря.

Відповідальність за дотримання Правил технічної експлуатації електроустановок споживачів покладається на студентів, що працюють у лабораторії, а контроль за їхнім виконанням ведеться викладачами і співробітниками кафедри, що беруть участь у керівництві лабораторними заняттями.

Порушення цих правил приводить не тільки до травм, але часто викликає серйозні ушкодження і вихід з ладу дорогої вимірювальної апаратури й електроустаткування.

⇐ Предыдущая 1 23