Исследование генератора постоянного тока смешанного

Возбуждения

Цель работы

 

Ознакомиться с особенностями устройства генератора смешанного возбуждения и исследовать его свойства путем снятия внешних характеристик.

 

Домашнее задание

Пользуясь учебниками и конспектами лекций, изучите устройство, принцип действия и характеристики генератора постоянного тока смешанного возбуждения. Особое внимание обратить на следующие разделы: устройство генератора и расположение обмотки последовательного возбуждения, влияние обмотки последовательного возбуждения на характеристики генератора при согласном и встречном включении обмоток, область применения генераторов смешанного возбуждения при различных способах включения последовательной обмотки.

Подготовьте ответы на контрольные вопросы по данной работе.

Внимательно прочитайте методические указания к данной лабораторной работе. Ознакомьтесь с принципиальной электрической схемой лабораторной установки, показанной на рис. 1, и уясните назначение каждого элемента схемы. Начертите в рабочей тетради таблицы 1 и 2.

 

3. Рабочее задание

 

1. Ознакомиться с устройством генератора смешанного возбуждения и приводного асинхронного двигателя. Записать их паспортные данные в таблицу 1.

                                                                                        Таблица 1

 

№	Тип	Фабрич- ный номер	UН, В	IH, А	РН, Вт	nH, об/мин	η н	сosφ н

 

2. Выбрать электроизмерительные приборы в соответствии с паспортными данными генератора постоянного тока и записать паспортные данные приборов в таблицу.

3. Для исследования генератора смешанного возбуждения собирается электрическая схема, приведенная на рис. 1.

Генератор постоянного тока приводится во вращение асинхронным двигателем (АД). Исследуемый генератор имеет две обмотки возбуждения: параллельную, зажимы которой обозначены Ш₁ и Ш₂, и последовательную с обозначениями С₁ и С₂. Сопротивление R_Н предназначено для изменения тока якоря генератора (нагрузки генератора). Амперметры А₁ и А₂ предназначены для измерения тока возбуждения и тока нагрузки. Вольтметр V измеряет напряжение на щетках генератора.

 

В режиме холостого хода (при отсутствии тока нагрузки) напряжение генератора определяется величиной магнитного потока, создаваемого параллельной обмоткой возбуждения и скоростью вращения якоря. При отсутствии последовательной обмотки с ростом тока нагрузки происходит уменьшение напряжения генератора, которое обуславливается падением напряжения в якорной цепи и уменьшением магнитного потока генератора вследствие реакции якоря и уменьшения тока возбуждения.

При согласном включении последовательной обмотки направления магнитных потоков, создаваемых параллельной и последовательной обмотками, совпадают. С ростом тока якоря возрастает магнитный поток последовательной обмотки, а следовательно, и результирующий магнитный поток. Это возрастание магнитного потока компенсирует уменьшение напряжения генератора от указанных выше факторов.

При встречном включении последовательной обмотки магнитный поток этой обмотки имеет противоположное направление с потоком параллельной обмотки, поэтому при увеличении тока якоря результирующий магнитный поток генератора уменьшается, что ведет к резкому уменьшению напряжения генератора.

4. Снять внешнюю характеристику генератора параллельного возбуждения. Для этого собирается электрическая схема, представленная на

рис. 1, причем последовательная обмотка С₁, С₂ в схему не включается. При выключенных тумблерах реостата R_H пакетным переключателем В1 запускается приводной асинхронный двигатель, и проверяется направление вращения генератора (направление вращения должно совпадать с указанным на корпусе генератора). В случае неправильного направления вращения нужно отключить схему от сети и поменять местами два любых проводника, подводящих напряжение к асинхронному двигателю. При правильно включенной параллельной обмотке генератор постоянного тока возбуждается, при этом его напряжение превышает номинальное значение. Если генератор не возбуждается (напряжение на зажимах якоря близко к нулю), то необходимо при отключенном приводном двигателе поменять местами проводники, подсоединенные к концам параллельной обмотки  Ш₁ и Ш₂.

Возбудив генератор, снимают показания приборов при токе нагрузки, равном нулю, и записывают в таблицу 2. Постепенно нагружая генератор, снимают еще 5 – 6 точек характеристик. Максимальное значение тока нагрузки не должно превышать 1, 25 I_H. Результаты опыта заносят в таблицу 2. Скорость вращения генератора измеряется тахометром.

5. Внешние характеристики генератора при согласном и встречном включении обмоток возбуждения снимают следующим образом. При выключенном приводном двигателе последовательная обмотка  С₁, С₂  включается в якорную цепь генератора в соответствии со схемой, показанной на рис. 1. Выключают все тумблеры реостата  R_H и запускают асинхронный двигатель. Убедившись, что ток нагрузки равен нулю, записывают показания приборов в таблицу, аналогичную таблице 2. Постепенно увеличивая нагрузку снимают еще 5 – 6 точек внешней характеристики.

                                                                               Таблица 2

 

I, А		i в =                 А   n =             об/мин
U, В

Меняют местами проводники, подключенные к концам С₁ и С₂  последовательной обмотки возбуждения, и аналогично ранее проделанному снимают еще одну внешнюю характеристику генератора. Результаты измерений также заносят в таблицу, аналогичную табл. 2.

6. По полученным данным строятся внешние характеристики генератора постоянного тока параллельного и смешанного возбуждения при согласном и встречном включении параллельной и последовательной обмоток. Все три характеристики строятся в одних координатных осях. По построенным характеристикам определяются напряжения генератора при номинальном токе и при холостом ходе. Изменение напряжения для всех схем возбуждения генератора вычисляют по формуле:

 

 

где         U_H - напряжение при номинальном токе;

 U₀ -  напряжение при холостом ходе.

7. Сравнить все три внешние характеристики генератора и объяснить физические процессы в генераторе, обуславливающие изменение его характеристик.

 

4. Контрольные вопросы

С какой целью обмотка последовательного возбуждения включается в якорную цепь генератора?

Почему сопротивление обмотки последовательного возбуждения значительно меньше, чем сопротивление параллельной обмотки?

Как влияет число витков последовательной обмотки на внешнюю характеристику генератора смешанного возбуждения?

В чем заключается главное достоинство генераторов смешанного возбуждения с согласным включением последовательной обмотки по сравнению с генератором параллельного возбуждения?

Для каких целей применяется встречное включение последовательной обмотки? Область применения этих машин.

 

Литература

1. Электротехника. Под редакцией проф. В.Г. Герасимова. «Высшая школа», 1985, с.372 – 373.

2. Борисов Ю.М. и др. Электротехника. «Энергоатомиздат», 1985, с.363 – 366.    

 

Лабораторная работа № 6

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: