Методичка по Электротехнике № 1596 (984754), страница 10
Текст из файла (страница 10)
В пазах якоря размещена его обмотка - 5, выводы которой соединяются с пластинами коллектора - 6, расположенного на валу генератора. С пластинами коллектора, с которых снимается 60 а где: р-число пар полюсов генератора; а-число параллельных ветвей обмотки якоря; !'1-число проводников обмотки якоря; Ф-результирующий ма~нитный поток на пару полюсов; и-частота вращения якоря.
Так как в изготовленном генераторе параметры Р,)1 и "а" являются величинами постоянными, но формулу (1) можно представить в следующем виде Е=Се п Ф) (2) р~ где Ся —— — —— сОи~! -конструктивный параметр генератора. 60а — 76- Характеристики генератора Основными характеристиками генератора являются характеристики: холостого хода, внешняя, регулировочная и нагрузочная. Ха акте истика холостого хо а генератора - это зависимость наводимой в якоре ЭДС от тока возбухсцения 1, при работе генератора без нагрузки и при постоянной частоте вращения, т.е. Ев = Д1.) при 1„=0, п=сопз1.
Качественный вид характеристики холостого хода представлен на рис.2 При разомкнутой цепи возбуждения (1,=0) в цепи якоря наводится ЭДС за счет остаточной намагниченности магнитной системы генератора, создающей магнитный поток Ф, Е .=Сап Ф-т . (3) Этой ЭДС соответствует точка 1 на рис.2. При увеличении тока возбуждения 1, наводимая в якоре ЭДС растет вначале пропорционально этому току (участок1-2), так как пропорционален току, создаваемый им магнитный поток Ф Ф=а1„, (4) где а- коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции генератора . По мере увеличения тока возбуждения пропорциональность между ним возбуждения и магнитным потоком наруц~ается.
Это обуславливается насыщением магнитной системы. Поэтому зависимость ЭДС от тока возбуждения на участке 2-3 искривляется . Участок Ц,=Е-1„К„(6) ()„=/(1,) при 1,=сопз1, п=сопз1. Е=1„'К„+1„К„=!„В.„+Ц,, (5) П„=Д1„) при 1„=сопз1, п=сопМ. характеристики 1-2-3 называют ее восходящей ветвью. При уменьшении тока возбуждения получают нисходящую ветвь характеристики 3-4-5, которая располагается выше восходящей ветви. Такое явление обусловлено свойством магнитной системы, называемым гистерезисом.
В современных генераторах восходящая и нисходящая ветви оказываются очень близки друг к другу, поэтому на практике часто характеристику холостого хода представляют линией, усредняющей отмеченные ветви. Внешняя ха акте истика отображает зависимость напряжения на зажимах генератора (якоря) от тока нагрузки (тока якоря) при постоянных токе возбуждения и частоте вращения,т.е. В соответствии со вторым законом Кирхгофа для цепи якоря можем записать (см рис.б); где К„К„-сопротивления обмотки якоря и нагрузки; Б„= 1„К„-напряжение на нагрузке, 1„=!„-ток нагрузки. Из (5) следует,что напряжение генератора на нагрузке равно: Таким образом чем больше ток нагрузки тем больше напряжение падает на внутреннем сопротивлении обмотки якоря и тем меньше напряжение становится на выходе генератора.
Если бы причиной снижения напряжения на выходе ~ енсратора было бы только падение напряжения на сопротивлении якоря, то зависимость Б=Д1я) была бы линейно падающей . Однако одновременно с увеличением тока 1я растет и создаваемый им магнитный поток якоря. В результате этого общий магнитный поток Ф в генераторе уменьшается. Это явление называют реакцией якоря.
Ее следе~вием является тот факт, что внешняя характеристика становится нелинейной и более круто падающей. Ее качественный вид представлен на рис .3. Внешняя характеристика генератора показывает, что при изменении нагрузки изменяется напряжение на его выходе. Р ~ « « ~~~~~~ ~ ~~~ ~р~ 0 йЗ как надо регулировать ток возбуждение генератора, чтобы напряжение на его зажимах при изменении нагрузки оставалось постоянным при постоянной частоте вращения якоря, т.е. эта характеристика представляет зависимость, представленную на рис.4. Наг зочная ха акте истика отображает зависимость выходного напряжения Ц, генератора от тока возбуждения при постоянной нагрузке и частоте вращения, т.е. Рассмотренная выше характеристика холостого хода является частным случаем нагрузочной характеристики при 1.=0 Так как под нагрузкой напряжение на зажимах генератора уменьшается вследствие падения напряжения в цепи якоря н реакции якоря, то нагрузочная характеристика проходит ниже н правее характеристики холостого хода.
Ее вид показан на рис.5. Задание по работе 1. Изучить и записать основные данные исследуемого генератора и оборудования испытательной установки. Исследуемый генератор независимого возбузкдения имеет следующие паспортные данные: Напряжение, В....................,.110 Мощность, кВт...............,.....О. 37 Частота вращения, об/мин...,... 1500 Ток возбуждения, А .........,......,.1 Снять характеристики: холостого хода, внешнюю, регулировочную и нагрузочную.
Построить на миллиметровой бумаге снятые характеристики с соблюдением всех правил оформления графиков. Методические указания по выполнению работы Принципиальная электрическая схема исследуемого генератора с независимым возбуждением с приводным двигателем представлена на рис.б.
На рисунке обозначено: М- приводной асинхронный двигатель, питающийся от промышленной трехфазной сети переменного тока; 6- якорь генератора, механически соединенный с валом приводного двигателя; 1.6- обмотка возбуждения генератора, питаемая от независимого источника постоянного тока Б„; БА-выключатели в цепях питания двигателя, а также якоря и обмотки возбуждения генератора; К- реостаты нагрузочный и регулировочный; РА,РЧ-измерительные приборы для измерения соответствующих параметров; ГБ-плавкие предохранители. С помощью специально предусмотренных перемычек собрать электрическую цепь в соответствии с монтажной схемой лабораторной установки.
рис.7. Кнопкой "Сеть", расположенной на левой вертикальной панели, включить питание стенда. При этом загорится контрольная лампа и вольтметр покажет уровень напряжения сети. Кнопкой "Включение к сети синхронной и асинхронной машины", расположенной на средней вертикальной панели, подать напряжение на приводной асинхронный двигатель . Загорится соответствующая контрольная лампа н ротор двигателя, а следовательно и якорь ~енератора придут во вращение. Кнопкой "Возбуждение синхронной машины и генератора постоянного тока", расположенной на средней панели, включить цепь возбуждения генератора.
Ручкой "Регулировка" выставить максимальное напряжение возбуждения (вправо до упора) . При вращении другой ручки "Регулировка возбуждения", расположенной на правой вертикальной панели, вольтметр, включенный параллельно якорю генератора, зафиксирует наводимую в нем ЭДС. Установка готова для снятия характеристик. Снятие характеристики холостого хода.
Ручку "Регулировка возбуждения" выставить на минимум. Для получения начального нулевого значения тока возбуждения разомкнуть одну из перемычек в цепи возбуждения генератора. Значение (нулевое) тока возбуждения и величину остаточной ЭДС занести в табл.1. ТАБЛИЦА №1 Показания нулевого значения тока нагрузки и напряжения генератора занести в табл.2, ТАБЛИЦА №2 Включить нагрузо щый реостат "Нагрузка генератора", расположенный на правой панели, и при каждом фиксированном положении переключателя занести в таблицу показания тока нагрузки и напряжения на выходе генератора.
Показания параметров занести в табл.2. В процессе снятия харакгеристики следить за постоянством 1, 8. Снятие регулировочной характеристики Ручкой "Регулировка возбуждения" на холостом ходу выставить напряжение генератора на уровне 80% от номинального значения. Увеличивая нагрузку от нуля до максимальной, током возбуждения поддерживать напряжение генератора на постоянном заданном уровне.
Показания тока нагрузки н тока возбуждения занести в табл.3. Вновь замкнув перемычку , ручкой "Регулировка возбуждения", выставить 4-5 значений тока возбуждения при его увеличении до максимального значения и зафиксировать соответствующие значения ЭДС генератора в табл.1. Затем, уменьшая ток возбуждения и пройдя через те же его значения, снять нисходящую ветвь характеристики . Результаты записать в табл.1. 7. Снятие внешней характеристики . Ручкой "Регулировка возбуждения" на холостом ходу выставить максимальные значения ЭДС генератора.
ТАБЛИЦА №3 Вгяключнть нагрузочный реостат. 9. Снятие нагрузочной харакгеристики. 36- ТАБЛИЦА №4 Контрольные вопросы. 3. Содержание отчета. 1. 2. 3. 4, 6. Ручкой "Регулировка возбуждения" выставить ток возбуждения на максимум. Нагрузочным реостатом (переключается дискретно) выставить ток нагрузки в пределах 2,8ПЗ А Изменяя сопротивление нагрузки и при каждом положении реостата выставляя током возбуждения выбранное значение тока нагрузки, снять дополнительно 4-5 точек для построения нагрузочной характеристики. Показания приборов занести в табл.4. При необходимости (по указанию преподавателя) снять нагрузную характеристику при токе 1=0,51„,„. Цель работы и задание на нее.
Принципиальная схема экспериментальной установки. Перечень используемых оборудования и приборов с паспортными данными. Таблицы данных экспериментов и результатов расчета. Необходимые расчеты. Выполненные на миллиметровой бумаге характеристики генератора с соблюдением всех необходимых требований. Выводы. Объяснить устройство и принцип действия генератора постоянного тока, Объяснить причину наведения в обмотке якоря остаточной ЭДС на холостом ходу. Объяснить несовпадение восходящей и нисходящей ветвей характеристики холостого хода. Объяснить нелинейность характеристик холостого хода. Объяснить причины снижения напряжения на зажимах генератора при росте нагрузки.
Объяснить причину стабилизации напряжения при изменении нагрузки по регулнровочной характеристике. Почему нагрузочная характеристика, построенная в тех же координатах, 'что и характеристика холостого хода, располагается ниже ее? Что такое реакция якоря и каков "механизм" ее влияния на работу генератора 7 .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
