Lektsia_16 (778070), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Однако процесс не доходит до полного насыщения стали. Самовозбуждение продолжается, пока ЭДС увеличивается быстрее, чем ток возбуждения. Например, у генератора параллельного возбуждения зависимость тока возбуждения от напряжения U I в rв изображается прямой линией. Точка пересечения А этой прямой с кривой Е я f ( I в ) определяет тот режим, который устанавливается в конце процесса самовозбуждения.Рис. 16.11. Графическое определение режима генератора в концепроцесса самовозбуждения.Так как направление ЭДС якоря зависит от направления вращения, то выборконцов при соединении обмотки возбуждения с якорем зависит от выборанаправления вращения якоря.
При неправильном соединении якоря с обмоткойвозбуждения машина не возбуждается. Иногда при коротком замыкании машинаможет потерять свой остаточный магнетизм. В этом случае для воссоздания поляостаточного магнетизма необходимо прибегнуть к постороннему источнику по-стоянного тока хотя бы относительно малой мощности; обмотку размагнитившейся машины надо включать под напряжение этого источника, после чегосоединить машину для нормального самовозбуждения.16.9. Генератор параллельного возбужденияЦепь возбуждения генератора параллельного возбуждения получает ток отего же якоря (рис. 16.12), ввиду чего отпадает необходимость в отдельном источнике тока возбуждения.
При пуске генератора в ход он возбуждается за счет остаточного магнетизма станины и полюсов.Рис. 16.12. Схема включения генератора параллельного возбуждения.Характеристика холостого хода (рис. 16.13 б) генератора параллельного возбуждения Е я f ( I в ) имеет такой же вид, как и у генератора с независимым возбуждением.На основании второго закона Кирхгофа (рис. 16.12)U E я I я rя ; I я I I в U Eя I rя I в rя .Падением напряжения I в rя можно пренебречь.
ТогдаU Eя I rя .После замены в последнем уравнении напряжения согласно выражениюU I rн и решения относительно тока получимIEя.rя rнКак видно, уравнение внешней характеристики и формула для определениятока нагрузки имеют тот же вид, что и для генератора независимого возбуждения.Однако внешняя характеристика у генератора параллельного возбуждения имеетряд особенностей.У генератора с независимым возбуждением напряжение при нагрузке понижалось вследствие падения напряжения в якоре I я rя и вследствие размагничивающего действия реакции якоря. У генератора параллельного возбуждения кэтим причинам добавляется еще уменьшение тока возбуждения вследствие понижения напряжения, так как этот ток сам создается напряжением машины:Iв U.rв rрПри этой причине кривая напряжения генератора - 1 падает значительнокруче, чем у генератора с независимым возбуждением - 2 (рис.
16.13 а).Рис. 16.13. Сопоставление внешних характеристик генератора параллельноговозбуждения (1) и генератора независимого возбуждения (2) – а; характеристикахолостого хода – б.При повышении нагрузки генератора параллельного возбуждения свышекритического значения I крит имеет место саморазмагничивание машины (пунктирная часть кривой 1).При работе машины увеличение нагрузочного тока I вызывает понижениенапряжения машины U , уменьшение тока возбуждения I в и ослабление главногомагнитного потока машины Ф. Пока рабочая точка генератора находится научастке насыщения а - б (рис. 16.13 б), то ЭДС якоря Eя уменьшается медленнее,чем сопротивление нагрузки rн и ток I Eярастет.
Но когда рабочая точкаrя rнвыходит их насыщения (участок б – в), то знаменатель I Eяуменьшаетсяrя rнмедленнее числителя и ток I резко падает. При коротком замыкании генераторапараллельного возбуждения он сохраняет лишь небольшую ЭДС, наводимуюостаточным магнетизмом, которая поддерживает некоторый ток I к.з. в короткозамкнутом якоре. Обычно I крит (2 3) I ном .
Изменение напряжения у генераторапараллельного возбуждения в силу изложенного значительно больше (10 – 15%),чем у генератора с независимым возбуждением (5 – 10%). Регулировочная харакьеристика имее примерно тот же вид, что и к генератора независимого возбуждения.16.10. Генератор последовательного возбужденияВ генераторе с последовательным возбуждением нагрузочный ток являетсявместе с тем током возбуждения I я I в I , так как обмотка возбуждения соединена последовательно с якорем (рис.
16.14).Рис. 16.14. Схема генератора последовательного возбуждения.Благодаря такому способу соединения при холостом ходе генератор даетлишь небольшую ЭДС, наводимую остаточным магнетизмом. С увеличениемнагрузки возрастают магнитный поток Ф, ЭДС E я и напряжение генератора U ;это возрастание продолжается до известного предела, обусловленного магнитнымнасыщением машины. При дальнейшем уменьшении сопротивления нагрузкинапряжение генератора U Eя I rя I rв I rр начинает понижаться, так какE я почти перестает увеличиваться, а падение напряжения в якоре I rя и в обмотке возбуждения I rв продолжают возрастать. Таким образом, внешняя характеристика генератора имеет своеобразную горбовидную форму (рис.
16.15).Рис. 16.15. Внешняя характеристика генератора последовательного возбуждения.16.11. Генератор смешанного возбужденияЦенное свойство генератора последовательного возбуждения – усилениеглавного потока пропорционально возрастанию нагрузки может быть использовано для того, чтобы выпрямить внешнюю характеристику генератора параллельного возбуждения, сделать его напряжение почти независимым от нагрузки. Этоосуществлено в генераторе смешанного возбуждения, у которого обмотка возбуждения состоит из двух частей: основной параллельной обмотки wш (рис.16.16) и небольшой последовательной wс .Рис. 16.16. Схема генератора смешанного возбуждения.Ток возбуждения машины остается во время работы постоянным, н.
с. Машины I в wш I wс представляет собой сумму постоянной н. с. I в wш параллельной обмотки и н. с. последовательной обмотки I wс , пропорциональной току нагрузки. Таким образом, магнитный поток машины, а вместе с ним и ЭДСякоря E я возрастают с увеличением нагрузки. Соответствующим подбором числавитков обмотки wш и wс можно достичь относительного постоянства напряжениямашины (рис. 16.17), покрыв за счет возрастания потока падение напряжения вякоре и размагничивающее действие реакции якоря.Рис.
16.17. Внешняя характеристика генератора смешанного возбуждения.Регулировочная характеристика качественно та же, что и у генераторов независимого и параллельного возбуждения.16.12. Двигатели постоянного тока. Общие сведения.Свойства и характеристики двигателей постоянного тока существеннозависят от того, как меняется магнитный поток двигателей при изменении ихмеханической нагрузки. Характер изменения магнитного потока зависит всвою очередь от числа и способа включения обмоток возбуждения, т.е. отспособа возбуждения двигателей. В зависимости от способа возбужденияразличают:1) двигатели независимого возбуждения;2) двигатели параллельного возбуждения (ранее шунтовые);3) двигатели последовательного возбуждения (ранее сериесные);4) двигатели смешанного возбуждения (ранее компаундные).На рис.
16.18 приведена схема включения двигателя смешанного возбуждения. Магнитное поле двигателя возбуждается двумя обмотками: обмоткой параллельного возбуждения Ш1 Ш 2 и обмоткой последовательного возбуждения С1 С 2 . В двигательном режиме работы обмотки включены согласно. Как иу генераторов, обмотки параллельного и последовательного возбуждения существенно отличаются в конструктивном отношении. Я1 Я 2 .Рис. 16.18. Схема включения двигателя смешанного возбуждения.Имея схему включения двигателя смешанного возбуждения (рис. 16.18),нетрудно представить себе схемы включения двух других двигателей.
Исключивмысленно обмотку С1 С 2 , получим схему включения двигателя параллельного возбуждения; исключив цепь обмотки Ш1 Ш 2 , получим схему включениядвигателя последовательного возбуждения.В цепь якоря двигателя включают реостат rп , служащий для пуска двигателей. Им же пользуются иногда для регулирования частоты вращения.
Реостатrр включают в цепи двигателей параллельного или смешанного возбуждениялишь в том случае, если необходимо регулировать частоту вращения путемизменения магнитного потока.Направления токов якоря I я , возбуждения I в , тока I , потребляемого из сети, магнитного потока Ф, ЭДС E я , момента М и частоты вращения n двигателязависят от полярности напряжений на выводах обмоток якоря и возбуждения, а также от того, в двигательном или каком-либо из тормозных режимовработает электродвигатель.Двигательным называется режим, при котором направление частоты вращения n якоря определяется направлением действия момента М двигателя.При установившемся движении момент М двигателя уравновешивается статическим моментом M с , возникающим на валу двигателя под действием нагрузки навалу.
В двигательном режиме работы статический момент M с является тормозящим и направлен против направления частоты вращения n.В двигательном режиме работы ЭДС якоря направлена против тока и поэтому называется противоэлектродвижущей силой (противо-ЭДС) якоря. Противо-ЭДС якоря уравновешивается той долей напряжения сети, которая соответствует механической нагрузке на валу двигателя.В этом нетрудно убедиться.
Запишем уравнение электрического равновесиядвигателя:U Eя I я rя .Умножив его на I я , мы получим уравнение мощности:U I я I я2 rя E я I я ,в котором последний член представляет собой механическую мощность. В самомделе, как известно, механическая мощность Рмех равна произведению момента Мна угловую скорость 2n.60Следовательно,Рмех M M 2n,60ноM pN Ф Iя,2aследовательно,Рмех M pN2n pN Ф Iя n Ф Iя,2a60 60aи так какEя pN n Ф,60 aто в результатеРмех E я I я .Таким образом, только при наличии этой Eя машина может развивать механическую мощность.Но, с другой стороны, эта ЭДС ограничивает ток в якоре.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
