Характеристика холостого хода

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 7Следующая ⇒

Характеристика холостого хода генератора представляет зависимость ЭДС от тока возбуждения: E = f (i_в) при I_a = 0 и n = n_н.

Характеристика холостого хода снимается при независимом возбуждении по схеме рис. 1.2 следующим образом:

· Отсоедините нагрузку A10.

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Пустите синхронный двигатель.

· Включите " СЕТЬ" и нажмите кнопку " ВКЛ." источника G2.

· Вращая рукоятку источника G2, установите ток возбуждения I_в генератора M2 равным 0, 2 А (точка a на рис. 1.5).

· Вращая рукоятку источника G2, изменяйте ток возбуждения I_в генератора в диапазоне 0, 2..0 А и заносите значения тока возбуждения I_в и ЭДС E₀ генератора M2 в табл. 1.1 (7-8 значений) (нисходящая ветвь ab характеристики холостого хода на рис. 1.5).

· При токе возбуждения, равном нулю, ЭДС в обмотке якоря (отрезок оb) индуктируется остаточным магнитным потоком.

· При токе возбуждения, равном нулю, переключением проводов на клеммах источника питания измените направление тока в обмотке возбуждения.

· Постепенно увеличивая ток возбуждения, доведите напряжение на зажимах генератора (точка c) до такого же значения, как и в первоначальной точке a.

· Обратную кривую характеристики холостого хода можно не снимать, так как её ветвь cd может быть построена по данным ветви ab, а ветвь da – по данным ветви bc.

· За расчётную характеристику холостого хода принимается средняя кривая, проходящая через начало координат.

Таблица 1.1. Характеристика холостого хода

Е = f (i_в); I = 0; n = n_н = (об/мин)

Нисходящая ветвь	Восходящая ветвь
I_в, А	Е₀, В	I_в, А	Е₀, В

По опытным данным строится характеристика холостого хода, примерный вид которой представлен на рис. 1.5.

ЭДС обмотки якоря определяется конструктивными данными машины, магнитным потоком и частотой вращения

По характеристике холостого хода определяется степень насыщения магнитной цепи машины, которая характеризуется коэффициентом насыщения k_μ при номинальном напряжения U_c = U_н.

Степень насыщения определяется из соотношения

где F_d, F₀ – магнитное напряжение воздушного зазора и намагничивающая сила генератора при номинальном напряжении в масштабе тока возбуждения (рис. 1.5).

Обычно величина k_μ = 1, 25-1, 70, что соответствует средненасыщенной магнитной системе машины (точка М лежит на перегибе кривой).

Нагрузочные характеристики

Нагрузочная характеристика представляет собой зависимость напряжения генератора от тока возбуждения при постоянном нагрузочном токе и постоянной частоте вращения: U = f (i_в) при I = пост., n = n_н.

Нагрузочные характеристики снимаются при независимом возбуждении (рис. 1.2):

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (рис. 1.2).

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 установите в положение " 0"

· Пустите синхронный двигатель.

· включите выключатель " СЕТЬ" и нажмите кнопку " ВКЛ" источника G2.

· Установите путем регулирования тока возбуждения I_внапряжение U якорной обмотки генератора M2, равным, например, 140 В.

· Меняя положение регулировочных рукояток активной нагрузки А10 и поддерживая путем регулирования тока возбуждения I_в ток I якорной обмотки неизменным и равным, например, 0, 15 А, изменяйте напряжение U якорной обмотки генератора M2 и заносите значения тока в цепи возбуждения I_в и напряжения на нагрузке U в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Нагрузочная характеристика

U = f (i_в) при I = А = пост., n = n_н.

U, В	i_в, А

По опытным данным на одном рисунке строятся нагрузочные характеристики и расчетная характеристика холостого хода. Примерный вид характеристик показан на рис. 1.6.

При независимом возбуждении вследствие, возникающих при нагрузке генератора падения напряжения в сопротивлении цепи якоря и размагничивающего действия реакции якоря, нагрузочная характеристика располагается ниже характеристики холостого хода

При смешанном возбуждении со встречным включением обмоток параллельного и последовательного возбуждений нагрузочная характеристика располагается еще ниже, что вызвано размагничивающим влиянием последовательной обмотки возбуждения. При смешанном возбуждении с согласным включением обмоток параллельного и последовательного возбуждений нагрузочная характеристика может располагаться даже выше характеристики холостого ход, что вызвано подмагничивающим влиянием последовательной обмотки возбуждения.

Размагничивающее действие реакции якоря можно определить по характеристикам холостого хода и нагрузочной, если построить характеристический треугольник.

В одних координатных осях (рис. 1.7) строится характеристика холостого хода (1) и нагрузочная характеристика (2) для номинального тока генератора независимого возбуждения. Отмечаем отрезок |АА’| равный U_н, определяем ток возбуждения i_ВН = |ОА’|, соответствующий номинальному режиму. Отложив отрезок |АВ|, равный суммарному падению напряжения в цепи якоря I_НR_я, можно получить ЭДС генератора при номинальной нагрузке |А’В|. Здесь I_НR_я – включает в себя падение напряжения в сопротивлениях обмоток якоря и добавочных полюсов, последовательной обмотки возбуждения, компенсационной обмотки и в переходном сопротивлении щеточных контактов. Из точки В проводится отрезок ВС до пересечения с характеристикой холостого хода и определяется ток возбуждения i_ВХХ= |ОС’|, при котором на холостом ходу в якоре индуктируется ЭДС такой же величины. Отрезок |С’А’| = |СB| в масштабе тока возбуждения представляет размагничивающее действие реакции якоря.

Треугольник АВС (катет |АВ| соответствует падению напряжения в якорной цепи, а |ВС| – размагничивающей реакции якоря) является характеристическим треугольником генератора при номинальном напряжении и номинальном токе якоря.

Внешние характеристики

Внешняя характеристика представляет зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки при постоянном сопротивлении цепи возбуждения и постоянной частоте вращения: U = f (I), R_в = пост. и n = n_н = пост.

Внешние характеристики в лабораторной работе могут быть сняты при независимом (рис. 1.2) и параллельном (рис. 1.3) возбуждениях.

В генераторе независимого возбуждения напряжениена зажимах цепи возбуждения предполагается постоянным и так как R_в= пост., то ток возбуждения остается неизменным. Таким образом, внешняя характеристика в этом случае снимается при постоянном токе возбуждения.

В генераторах с самовозбуждением (с параллельным или смешанным возбуждениями) при постоянном сопротивлении цепи параллельной обмотки (R_в) ток возбуждения в ней i_в = U/R_в будет изменяться пропорционально изменению напряжения U на зажимах якоря.

Снятие характеристик при независимом возбуждении:

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (рис. 1.2).

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 установите в положение " 0"

· Пустите синхронный двигатель.

· Включите выключатель " СЕТЬ" и нажмите кнопку " ВКЛ" источника G2.

· Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите и поддерживайте неизменным в ходе эксперимента ток возбуждения I_f, равным, например, 0, 1 А.

· Перемещая регулировочные рукоятки нагрузки А10, изменяйте ток I якорной обмотки генератора M2 и заносите значения тока в цепи якоря I и напряжения на нагрузке U в табл. 1.3.

Снятие характеристик при параллельном возбуждении:

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (рис. 1.3).

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Установите суммарное сопротивление реостата А13, равным 200 Ом и закоротите его проводником.

· Регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 установите в положение " 0".

· Пустите синхронный двигатель. Генератор постоянного тока M2 должен самовозбудиться. Если самовозбуждение не произошло, то необходимо поменять присоединение концов обмоток возбуждения к выводам обмотки якоря, и/или увеличить частоту вращения, и/или уменьшить сопротивление в цепи возбуждения.

· Перемещая регулировочные рукоятки нагрузки А10 по часовой стрелке, изменяйте ток I якорной обмотки генератора M2 и заносите значения тока якоря I и напряжения U якорной обмотки генератора M2 в таблицу 1.3.

· Перенесите закоротку с реостата А13 на активную нагрузку А10.

· Уменьшая сопротивление реостата А13 до нуля, продолжайте заносить значения тока якоря I и напряжения U якорной обмотки генератора M2 в таблицу 1.3.

Таблица 1.3. Внешние характеристики

U = f(I); R_в = (Ом); n = n_н = (об/мин)

Независимое возбуждение	Параллельное возбуждение
I, А	U, В	i_в, А	I, А	U, В	i_в, А

По опытным данным строятся внешние характеристики генератора для разных способов возбуждения на одном рисунке. Примерный вид характеристик показанна рис. 1.8. В генераторе независимого возбуждения с увеличением нагрузочного тока напряжение на его зажимах уменьшается вследствие увеличения падения напряжения в цепи якоря и уменьшения ЭДС, обусловленного уменьшением результирующего магнитного потока, из-за роста размагничивающего действия реакции якоря (кривая 1, рис. 1.8)

В генераторе параллельного возбуждения, внешняя характеристика которого снимается при постоянном сопротивлении цепи возбуждения, с увеличением тока нагрузки ток возбуждения не остается постоянным, а уменьшается из-за понижения напряженияна зажимах машины. Это обстоятельство является причиной более сильного снижения напряжения у генератора параллельного возбуждения (кривая 2, рис. 1.8).

В генераторах смешанного возбуждения с встречным включением обмоток возбуждения (когда магнитные потоки последовательной и параллельной обмоток возбуждения направлены противоположно друг другу) напряжение с ростом нагрузочного тока понижается из-за возрастающего размагничивающего действия последовательной обмотки и уменьшения тока в параллельной обмотке возбуждения, что приводит к сильному ослаблению результирующего магнитного потока (кривая 4).

Внешние характеристики в генераторах смешанного возбуждения при согласном включении обмоток (когда магнитные потоки последовательной и параллельной обмоток совпадают по направлению) располагаются выше, чем при параллельном возбуждении (кривые 3 и 3’, рис. 1.8). Это объясняется возрастающим подмагничивающим действием последовательной обмотки возбуждения. С ростом тока якоря это ведет к увеличению результирующего магнитного потока, а следовательно, к увеличению ЭДС и напряжения на зажимах генератора. В зависимости от величины намагничивавшей силы последовательной обмотки внешние характеристики генератора со смешанным согласным возбуждением могут идти выше или ниже, чем при независимом возбуждении.

По характеристикам определяется изменение напряжения генератора при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 Следующая ⇒