Тема 1.5 робота машин постійного струму в режимі генератора
МЕТА:
навчальна: ознайомити за роботою машини ПС в режимі генератора та способами збудження генераторів; навчити зображувати схеми генераторів та їх механічні характеристики;
розвиваюча:
розвивати пізнавальні можливості, увагу, пам’ять, логічне мислення, просторову уяву;
розвивати навички логічного ведення формул, вміння узагальнювати і систематизувати матеріал, аналізувати інформацію, робити висновки, вміння правильно застосовувати фізичні терміни та символіку
виховна:
виховувати прагнення отримати нові знання, зацікавленість дисципліною;
виховувати культуру мовного спілкування в ході бесіди;
виховувати активність, зосередженість, старанність, вміння мислити, працелюбність, дисциплінованість;
формувати осмислене ставлення до виконуваної роботи, вміння працювати ефективно, якісно, економічно;
виховувати охайність, слухову культуру, графічну культуру та культуру писемного мовлення.
ОБДАЖНАННЯ: ілюстративний матеріал, презентації
ПЛАН
1 Робота машини ПС в режимі генератора
2 Генератор ПС незалажнного збудження
3 Генератор ПС паралельного збудження
4 Генератор ПС послідовного збудження
5 Генератор ПС змішаного збудження
Зміст лекції
1 Робота машини постійного струму в режимі генератора
Генератори постійного струму в залежності від прийнятої системи збудження основного магнітного поля поділяють на генератори незалежного збудження й генератори із самозбудженням. У перших обмотку збудження приєднують до стороннього джерела електричної енергії постійної напруги - електричної мережі чи невеликої машини постійного струму - збудника або до випрямного пристрою, а в других обмотку збудження приєднують до кола якоря і цим використовують незначну частину електричної енергії, генерованої в обмотці якоря, для збудження основного магнітного поля машини. У залежності від способу приєднання кола збудження до затискачів якоря розрізняють генератори паралельного, послідовного і змішаного збудження.
Якір генератора
постійного струму обертають первинним
двигуном із номінальною кутовою
швидкістю, зазначеною на табличці
генератора, а номінальну потужність
цього двигуна вибирають на 10...25 % більше
від номінальній потужності генератора
з метою компенсації втрат енергії в
ньому. ЕРС генератора
при холостому ході машини і незмінній
кутовій швидкості якоря залежить від
магнітного потоку її головних полюсів,
обумовленого МРС обмотки збудження зі
струмом
.
Залежність
,
отриману в режимі холостого ходу, коли
струм у колі якоря, що обертається з
номінальною кутовою швидкістю, є
відсутнім, називають характеристикою
холостого ходу. Таку характеристику,
що визначає магнітні властивості машини,
одержують при незалежному збудженні
основного магнітного поля й зменшенні
струму збудження від найбільшого
значення до нуля, коли внаслідок
залишкової намагніченості головних
полюсів в обмотці якоря наводиться ЕРС
=
2…6% номінальної напруги машини. Наступне
збільшення струму збудження до спочатку
встановленого значення дозволяє на
додачу до низхідної гілки характеристики
холостого ходу одержати ще її висхідну
частину. У зв’язку з тим, що ординати
цих кривих відрізняються одна від одної
тільки на кілька відсотків від середньої
ЕРС, при розрахунках користуються однією
кривою, що виходить з початку координат
(рис. 1).
Форма характеристики холостого ходу дозволяє судити про магнітні властивості машини, що залежать від ступеня насичення її магнітопроводів, що враховується коефіцієнтом насичення
,
який у машинах нормального виконання складає 1,10...1,35 і в окремих випадках досягає значення 1,7...2,0.
Відрізки ВС і А В одержують з рисунка за умови, що пряма Рисунок 1 – Характеристика ОВ є дотичною до початкової частини характеристики холостого ходу генератора холостого ходу, а пряма АС, проведена паралельно осі постійного струму. абсцис і зміщена щодо неї на відстань:
,
де
і
-
відповідно номінальні напруга і струм
якоря генератора;
-
опір кола обмотки якоря.
Опір кола обмотки якоря визначають експериментально або знаходять розрахунком за номінальними даними машини з використанням формули:
,
де
-
номінальний ККД машини.
Оскільки в недостатньо насичених машинах не вдається одержати стійку напругу, а в генераторів, у яких номінальна напруга відповідає точці характеристики холостого ходу за її коліном, регулювання напруги здійснити важко, магнітний коло машини розраховують так, щоб при нормальних умовах експлуатації робоча частина характеристики холостого ходу знаходилася в середній частині її коліна.
Для одержання характеристики холостого ходу необхідно розташувати щітки на колекторі по геометричним нейтралам у машинах як із додатковими полюсами, так і без них.
Основною
характеристикою генератора постійного
струму є його зовнішня характеристика
,
що відображає залежність напруги на
затисках нерегульованої машини від
струму приймачів при незмінній кутовій
швидкості якоря.