145890 (728906), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

друг другу, т. е.

Это напряжение, равное 1, 73 Uфмах, создает ток, изображен­ный на рис. 12, а пунктирными стрелками и замыкающийся на внешнее сопротивление R через два вентиля: средний положи­тельной и правый отрицательной полярности.

В следующие после t1 моменты времени напряжение U1ф будет увеличиваться, а напряжение U2ф быстро уменьшаться по абсо­лютной величине. В результате картина прохождения токов на рис. 12, а будет прежняя, но суммарное напряжение первой и второй фазы несколько уменьшится.

Рассмотрим момент времени t2, соответствующий 1/4 периода Т или повороту векторов на 90°. В этот момент напряжение пер­вой фазы достигает максимума U1ф=U1фмах, а напряжение второй фазы уменьшится до половины максимального значения и равня­ется U2ф=U2фтах Sin 330°= -0, 5 U2фмах.

Поэтому разность напряжений первой и второй фазы будет:

В

Семейство характеристик холостого хода автомобильного генератора при различных частотах вращения ротора генератора

последующие моменты времени напряжение третьей фазы U3ф (по абсолютной величине) становится больше уменьшающе­гося фазного напряжения U2ф, и выпрямленный ток замыкается уже через обмотки и вентили первой и третьей фазы.

Таким образом, процесс повторяется и в любой момент вре­мени в контур выпрямленного тока обязательно оказываются включенными по одному вентилю положительной и отрицатель­ной полярности, причем в выпрямлении тока будет участвовать лишь та пара вентилей, которая находится под более высоким на­пряжением, чем другие. Выпрямленное напряжение Ud (см. рис. 12, 6) будет пульсировать, изменяясь по отрезкам синусоид с ча­стотой, в 6 раз большей, чем частота переменного тока, индукти­рованного в обмотках генератора, и его величина в идеальном случае (пренебрегая падением напряжения в вентилях и соеди­нительных проводах) будет изменяться от 1, 5 до 1, 73 Uфmах

П оскольку выпрямленное напряжение и ток используются на автомобиле для заряда аккумуляторной батареи, то нас интере­сует среднее значение выпрямленного (пульсирующего) напряже­ния, которое, как показывают расчеты, равно:

Ud = 1,65Uфмах.

Приборы измеряют не амплитудное, а действующее (эффек­тивное) значение переменного тока, и все расчеты выполняются по действующим (эффективным) значениям переменного напря­жения и тока, которые в раза меньше амплитудных зна­чений. Поэтому среднее значение выпрямленного напряжения

U

Рис. 14. Семейство внешних характеристик автомобильного генератора при различных частотах вращения ротора: а – при самовозбуждении генератора; б – при независимом возбуждении

d = 1, 65 Uфmах = 1, 65*1, 41 Uф = 2, 34 Uф,

где Uф — действующее значение фазного напряжения генератора. Величина выпрямленного тока

, где Iф — действующее значение фазного тока генератора.

В реальных случаях вследствие падения напряжения в селе­новых или кремниевых вентилях, соединительных проводах и т. п., соотношения между величинами выпрямленного и фазного на­пряжения и тока отличаются от приведенных выше теоретических значений и их величина обычно определяется экспериментально

3. Характеристики генераторов

Свойства автомобильного генератора переменного тока опре­деляются рядом характеристик, связывающих между собой сле­дующие основные величины: фазное Uф, линейное Uл и выпрям­ленное Ud напряжения; фазный ток Iф; выпрямленный ток Iд на­грузки генератора: ток возбуждения Iв генератора; частоту враще­ния n генератора.

Характеристики генератора представляют собой зависимость между двумя какими-либо величинами при неизменных значениях остальных величин. Основными характеристиками являются:

характеристика холостого хода - зависимость э.д.с. генератора от тока возбуждения E=f (Iв) при постоянной частоте вращения и токе нагрузки Iн, равном нулю;

внешняя характеристика - зависимость выпрямлен­ного напряжения генератора Ud от тока нагрузки /н при постоян­ной частоте вращения n и определенном значении тока возбужде­ния Iв;

регулировочная характеристика - зависимость тока возбуждения Iв от тока нагрузки /н при неизменном значе­нии линейного напряжения генератора Ud;

нагрузочная характеристика - зависимость вы­прямленного напряжения генератора Ud от тока возбуждения Iв при неизменном токе нагрузки Iн;

токоскоростная характеристика (название харак­теристики дано Ю. А. Купеевым) — зависимость тока нагрузки генератора Iн от частоты вращения ротора генератора n и скоро­сти движения автомобиля при неизменных значениях выпрямлен­ного напряжения Ud на зажимах генератора и тока возбуждения генератора Iв.

Автомобильные генераторы привидятся во вращение от дви­гателя внутреннего сгорания с постоянным передаточным отно­шением привода, поэтому частота вращения ротора генератора может изменяться от минимального значения, соответствующего частоте вращения коленчатого вала в режиме холостого хода

автомобильного двигателя до максимального значения, соот­ветствующего максимальной ско­рости движения автомобиля.

Отношение минимальной и максимальной частот вращения ротора генераторов может соста­влять: 1: 12 — для автомобилей с карбюраторными двигателями; 1: 4 — для автомобилей с ди­зельными двигателями.

Поэтому характеристики ав­томобильных генераторов в про­тивоположность общепромыш­ленным генераторам снимаются не при одном значении частоты вращения, а при различных зна­чениях частоты вращения n и образуют обычно семейство харак­теристик, покрывающих весь диапазон изменения частоты вращения от минимальной до максимальной. Характеристика холо­стого хода, как следует из уравнения э. д. с. генератора, для различных частот вращения вы­ражается семейством характери­стик (рис. 13). На рис. 13 ток возбуждения дан в относитель­ных единицах , т. е. по от­ношению к номинальному току возбуждения.

С другой стороны, э. д. с. холостого хода прямо пропорциональна частоте вращения n, так как при заданном значении тока возбуждения Iв магнитный поток Фв в воздушном зазоре не зависит от частоты вращения.

По характеристике холостого хода определяется начальная ча­стота вращения ротора генератора, при которой напряжение ге­нератора достигает расчетной величины.

В практике характеристику холостого хода определяют или по величине фазной э.д.с. Еф. или по линейному значению э.д.с. , или иногда по значению выпрямленного напряжения холостого хода Ud, практически равного для трехфазной схемы А Н. Ларионова:

Внешняя характеристика автомобильного генератора также выражается семейством кривых, соответствующих различ­ным частотам вращения ротора генератора (рис. 14).

Как известно, снижение напряжения при увеличении нагрузки автомобильного генератора происходит: из-за падения напряже­ния в активном и индуктивном сопротивлениях обмоток стато­ра, из-за размагничивающего действия магнитного потока ре­акции якоря, уменьшающего магнитный поток в воздушном зазоре, а также из-за падения напряжения в цепи выпрями­теля.

Внешние характеристики могут определяться при самовозбуж­дении или при независимом возбуждении. Схемы соединения для снятия внешних характеристик показаны на рис. 15.

Внешние характеристики при самовозбуждении снимаются по схеме, показанной на рис. 15, а. Каждая характеристика снима­ется при неизменном значении частоты вращения генератора и неизменном сопротивлении цепи возбуждения.

Верхняя ветвь внешней характеристики на участке АВ (см. рис. 14, а) соответствует устойчивой работе генератора, когда при уменьшении сопротивления нагрузочного реостата напряжение генератора падает медленнее, чем сопротивление, и ток генерато­ра возрастает. Нижняя ветвь внешней характеристики соответст­вует неустойчивой работе генератора.

Из семейства внешних характеристик, снятых при самовозбуж­дении, определяется, как правило, величина максимального тока, которая обеспечивается при заданном номинальном или регули­руемом значении напряжения.

Семейство внешних характеристик, снятых по схеме незави­симого возбуждения, изображено на рис. 14, б. Каждая характе­ристика снимается при определенных значениях частоты вращения ротора генератора и напряжения постоянного тока, подводимого к обмотке возбуждения, что соответствует определенному значе­нию тока возбуждения генератора.

Рис. 15. Электрические схемы соединения генератора при снятии семейства внешних характеристик:

а- при самовозбуждении; б — при независимой возбуждении;

B1 — выключатель в цепи возбуждения: В2 — выключатель в цепи нагрузки

В отличие от внешних харак­теристик, снятых при самовоз­буждении, ток короткого замы­кания генератора здесь больше номинального тока нагрузки и имеет максимальную величину при максимальной частоте вра­щения. Значение тока нагрузки, определяемое при независимом возбуждении, больше значения гока нагрузки, определяемого по схеме самовозбуждения, на ве­личину тока возбуждения.

Регулировочная ха­рактеристика обычно опре­деляется при нескольких значе­ниях тока нагрузки генератора /н — минимальной, средней и максимальной, и имеет вид, представленный на рис. 16.

Минимальное значение тока возбуждения генератора Iвmin оп­ределяется при Iн = 0 и заданной максимальной частоте враще­ния ротора генератора. Из регулировочных характеристик обычно определяют диапазон изменения тока возбуждения с изменением тока нагрузки при неизменном значении выпрямленного напря­жения Ud= const.

Токоскоростная характеристика генератора может определяться при независимом возбуждении или при самовозбуж­дении, однако основное практическое значение имеет характерис­тика, снятая при самовозбуждении. Электрические схемы соедине­ний генератора для снятия токоскоростных характеристик те же, что и при снятии внешних характеристик (см. рис. 15).

Т

Рис. 16. Скоростные регулировочные характеристики генератора при различных значениях тока нагрузки значения тока нагрузки

окоскоростная характеристика генератора In=f(n) имеет значительную кривизну (рис. 17), так как с увеличением частоты вращения п отдаваемый генератором ток /н растет все медленнее. Это объясняется тем, что с увеличением частоты вращения ротора генератора, а следовательно, с увеличением частоты индуктиро­ванного в обмотке статора переменного тока увеличивается индуктивное сопротивление обмотки статора генератора, пропорци­ональное квадрату числа витков в фазе. Вследствие этого с уве­личением частоты вращения ток генератора увеличивается мед­леннее, ассимптотически стремясь к некоторому предельному зна­чению.

Действительно, при замыкании внешней цепи на сопротивле­ние нагрузки индуктированная в обмотке статора электродвижу­щая сила вызывает ток

Характеристики

Список файлов реферата