12. Электромагнитный момент (противодействующий момент)

Как следует из рисунка, при одном направлении тока и ЭДС действует сила, направление которой определяется по правилу левой руки.

В установившемся режиме эти силы одинаковы по величине и противоположны по направлению.

Момент, создаваемый током, называется противодействующим моментом.

с_м – конструктивная постоянная по моменту

В двигательном режиме – это движущий момент, в генераторном режиме – тормозной.

В двигательном режиме работы машины постоянного тока величина тока определяется моментом на валу.

13 Характеристики генераторов постоянного тока

1. Для оценки свойств различных типов генераторов.

2. Оценка внутренних характеристик силового генератора.

• Характеристика х.х. U=f(I_в), n=const, I_A=0

• Характеристика к.з. I_A=f(I_B), n=const, U=0

• Внешняя характеристика U=f(I_A), n=const, I_B=0 R_B=const

• Регулировочная характеристика I_B=f(I_A), n=const, U=const

• Нагрузочная U=f(I_в), I_A=const

Характеристика х.х.

K _μ= –коэффициент насыщения

Хар-ка х.х. носит криволинейный характер, что объясняется стальных сетей.

Генератор, который хотя бы раз работал обладает остаточным магнитным потоком.

При снятии хар-ки х.х. ток возбуждения должен изменятся только в одну сторону, в противоположном случае мы попадаем на частные циклы.

Характеристика к.з. Для снятия хар-ки к.з обмотка возбуждения должна быть запитана от постороннего источника по типу генератора с независимым возбуждением.

В генераторах с большим остаточным магнитным потоком такую хар-ку нельзя снять, т.к. токи якоря могут значительно превышать их номинальное значение.

Хар-ка носит прямолинейный характер, так как отсутствует насыщение магнитной цепи.

За счет остаточного магнитного потока эта хар-ка начинается не из 0. При внезапном к.з. в первый момент времени ток якоря возрастает, в дальнейшем ток якоря будет уменьшатся, т.к. цепь обмотки возбуждения закорочена, в результате ток якоря будет опред. величиной остаточного магнитного потока.

Внешняя характеристика

R_B=const

U=E-I_A∑R_A

С увеличением тока якоря, возрастает падение напряжения.

Под действием реакции якоря уменьшается основной магнитный поток, что приводит к уменьшению Э.Д.С. Под действием двух указанных величин уменьшается ток возбуждения генератора, что приводит еще к большему уменьшению напряжения.

2- с независимым возбуждением

Р егулировочная хар-ка

При увеличении тока якоря напряжение на зажимах генератора уменьшается.

Для поддержания неизменным напряжение при фиксированном значении скорости вращения необходимо увеличивать Э.Д.С,

Что и осущ. за счет увеличения тока возбуждения.

Нагрузочная хар-ка Нагрузочная по своему внешнему виду напоминает хар-ку х.х. и снимается при токе якоря равному минимальному значению.

14 Самовозбуждение гпт

Генераторы делятся на генераторы с независимым возбуждением и с самовозбуждением. В генераторах с самовозбуждением обмотки возбуждения питаются электрической энергией, вырабатываемой в самом генераторе. В зависимости от способа включения обмоток такие генераторы делятся на: 1) генераторы параллельного возбуждения, или шунтовые, 2) генераторы последовательного возбуждения, или сериесные, и 3) генераторы смешанного возбуждения, или компаундные.

Самовозбуждение генератора параллельного возбуждения происходит при соблюдении следующих условий: 1) наличия остаточного магнитного потока полюсов, 2) правильного подключения концов обмотки возбуждения или правильного направления вращения. Кроме того, сопротивление цепи возбуждения R_В при данной скорости вращения n должно быть ниже некоторого критического значения или скорость вращения при данном R_В должна быть выше некоторой критической величины.

Для самовозбуждения достаточно, чтобы остаточный поток составлял 2-3% то номинального. Остаточный поток такой величины практически всегда имеется в уже работавшей машине. Вновь изготовленную машины или машину, которая размагнитилась, необходимо намагнитить, пропуская через обмотку возбуждения ток от постороннего источника.

При соблюдении необходимых условий процесс самовозбуждения протекает следующим образом. Небольшая Э.Д.С., индуцируемая в якоре остаточным магнитным потоком, вызывает в обмотке возбуждения малый ток i_В. Этот ток вызывает увеличение потока полюсов, а следовательно увеличение Э.Д.С., которая в свою очередь обуславливает дальнейшее увеличение i_В, и т. д. Такой лавинообразный процесс самовозбуждения продолжается до тех пор, пока напряжение генератора не одстигнет установившегося значения.

Рассмотрим подробнее процесс самовозбуждения при холостом ходе.

На рисунке а) кривая 1 представляет собой характеристику ХХ, а прямая 2 – так называемую характеристику цепи возбуждения или зависимость U_В=R_Вi_В, где R_В = const – сопротивление цепи возбуждения, включая сопротивление регулировочного реостата.

В процессе самовозбуждения i_В ≠ const и напряжение на концах цепи возбуждения

, где L_В – индуктивность цепи возбуждения.

Напряжение якоря при холостом ходе (I=0)

U_a=E_a-i_BR_a

Изображается на рисунке а) кривой 1. Так как i_В мало, то практически U_a=E_a.

Но в генераторе параллельного возбуждения U_a=U_B, поэтому разность ординат кривой 1 и кривой 2 на рисунке а) составляет и характеризует скорость и напрвление изменения i_В. Если прямая 2 проходит ниже кривой 1, то , i_В растет и машина самовозбуждается до напряжения, соответствующего на рисунке а) точке пересечения кривой 1 и прямой 2, в которой , и рост i_В прекратится.

Чем больше R_В тем медленнее происходит процесс самовозбуждения. Прямая 4 является касательной к кривой 1. При этом машина будет находиться на грани самовозбуждения. Значение R_В, соответствующее прямой 4, называется критическим (R_В.кр). При R_В> R_В.кр (прямая 5) самовозбуждение невозможно и напряжение машины определяется остаточным потоком.