Контрольные вопросы и задания для самостоятельной подготовки

1.Указать зависимость скоростной характеристики и пояснить характер ее изменения.

2.Почему характеристика КПД в начале имеет практически прямопропорциональную зависимость от полезной мощности, а затем почти не меняется?

3.Как при работе двигателя перейти на искусственную механическую характеристику?

4.Какой вид будет иметь скоростная характеристика, если бы основной магнитный поток оставался неизменным?

5.В каких пределах меняется частота вращения двигателя по отношению к частоте вращения холостого хода при изменении нагрузки от нуля до номинального значения?

6.Можно ли частоту вращения при номинальной нагрузке увеличить до частоты вращения в режиме холостого хода и чем это достигается?

7.Какой вид скоростной характеристики двигателя падающий или возрастающий ) более предпочтителен и почему?

8.Указать зависимость моментной характеристики.

9.Изобразить графическую зависимость момента, развиваемого двигателем, полезного момента и момента холостого хода от изменения полезной мощности.

10.Чем объясняется загиб моментной характеристики при

увеличении полезной мощности?

11.При каком соотношении постоянных и переменных потерь мощности наступает максимум КПД двигателя?

12.Каким выражением могут быть связаны полезная мощность и полезный момент вращения?

13.При каком значении полезной мощности КПД достигает своей максимальной величины?

14.Написать уравнение механической характеристики.

15.Почему на естественной механической характеристике частота вращения двигателя выше, чем на искусственной при одинаковом неизменном моменте сопротивления?

Таблица 3 Определение момента вращения двигателя в зависимости от тока торможения.

№	Iт, А	М, Н·м	№ п/п	Iт, А	М, Н·м
п/п
1	0	0,060	22	2,1	0,915
2	0,1	0,065	23	2,2	1,075
J	0,2	0,075	24	2,3	1,115
4	0,3	0,080	25	2,4	1,370
5	0,4	0,090	26	2,5	1,470
6	0,5	0,095	27	2,6	1,580
7	0,6	0,100	28	2,7	1,650
8	0,7	0,105	29	2,8	1,725
9	0,8	0,115	30	2,9	1,850
10	0,9	0,125	31	3,0	1,840
11	1,0	0,130	32	3,1	1,894
12	1,1	0,135	33	3,2	1,947
13	1,2	0,145	34	3,3	1,998
14	1,3	0,160	35	3,4	2,040
15	1,4	0,185	36	3,5	2,060
16	1,5	0,210	37	3,6	2,075
17	1,6	0,270	38	3,7	2,085
18	1,7	0,330	39	3,8	2,087
19	1,8	0,490	40	3,9	2,089
20	1,9	0,630	41	4,0	2,090
21	2,0	0,780 •

16.Пояснить характер изменения потребляемой мощности в зависимости от увеличения полезной мощности двигателя.

17.Какова зависимость изменения тока якоря при изменении полезной мощности двигателя?

18.Назвать рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения.

19.Чем обеспечивается наклон естественных механических ха­рактеристик двигателей большой мощности, имеющих незначительные сопротивления обмоток якоря?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО

ТОКА ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Цель работы: Снять характеристики генератора постоянного тока параллельного возбуждения; проанализировать характер их изменения.

Общие сведения о генераторах постоянного тока

Генераторы постоянного тока в зависимости от способа возбуждения в них основного магнитного потока делятся на генераторы с независимым возбуждением и с самовозбуждением. Последние в свою очередь могут быть параллельного (шунтового), последовательного (сериесного) и смешанного (компаундного) возбуждения.

Потребляемая мощность обмоткой возбуждения (мощность, необходимая для возбуждения генератора) весьма незначительна. Для генераторов большой мощности она составляет до одного процента его номинальной мощности и около пяти процентов - для генераторов малой мощности. Столь небольшие потери мощности являются важным фактором экономичного регулирования напряжением генератора путем изменения тока в его обмотке возбуждения.

Ток в обмотке возбуждения (для генераторов параллельного возбуждения) составляет (1...5)% от номинального значения тока генератора [1,5].

При вращении якоря генератора в его обмотке наводится ЭДС, определяемая выражением

( 1 )

где Е - ЭДС , индуктируемая в обмотке якоря;

Ф - основной магнитный поток одного полюса;

n - частота вращения ротора;

Се- постоянная генератора, зависящая от его конструктив­ных особенностей.

Если частоту вращения ротора выразить в мин^-1, то коэффициент Се определится выражением [1,4,5,7]:

(2)

где р - число пар полюсов ;

а - число пар параллельных ветвей обмотки якоря ;

N - количество активных проводников обмотки якоря.

ЭДС, индуктируемая в обмотке якоря, уравновешивается двумя составляющими:

( 3 )

Первая из них U представляет собой напряжение генератора и расходуется во внешней его цепи. Вторая составляющая Iя ∙ Rя яв­ляется потерей напряжения в обмотке якоря.

На практике наиболее широкое распространение получили генераторы с параллельным и независимым возбуждением, обладая специфическими достоинствами.

Первое из них состоит в том, что при изменении нагрузки генератора напряжение на его выходе изменяется незначительно.

Второе достоинство заключается в возможности широкого регулирования напряжения генератора путем изменения тока в обмотке возбуждения, который в свою очередь меняет основной магнитный поток, а значит и напряжение в соответствии с выражением (1).

Вместе с тем следует отметить, что применение генераторов независимого возбуждения затруднено из-за необходимости иметь дополнительный источник для питания обмотки возбуждения.

Генераторы с параллельным возбуждением имеют те же достоинства, что и генераторы с независимым возбуждением. Эти генераторы не требуют дополнительного источника для питания обмотки возбуждения. Она подсоединяется параллельно якорной обмотке и питается напряжением этого же генератора.

Генераторы с последовательным возбуждением используются значительно реже из-за существенного колебания их напряжения в зависимости от изменения нагрузки. В режиме холостого хода напряжения этих генераторов вообще равно нулю.

Генераторы смешанного возбуждения, как правило, используются в тех случаях, где желательно иметь незначительные колебания напряжения при достаточно больших изменениях нагрузки. В этих генераторах основной обмоткой возбуждения преимущественно служит шунтовая обмотка. Сериесная обмотка возбуждения соединяется последовательно с обмоткой якоря таким образом, что создаваемый ею магнитный поток суммируется с потоком параллельной обмотки возбуждения. Это приводит к тому, что при возрастании нагрузки увеличивается основной магнитный поток, а напряжение генератора стремится остаться постоянным.

Из всех перечисленных видов генераторов наиболее распространенным является генератор параллельного возбуждения, который, обладая рядом указанных важных преимуществ, не требует дополнительного источника питания для создания тока возбуждения. Этот тип генератора, как уже отмечалось, выдает напряжение мало меняющееся по величине даже при значительных колебаниях нагрузки и изменении ее в широких пределах.