Обработка и анализ экспериментальных данных

Используя основное уравнение напряжения генератора постоянного тока U=E_a-I_aR_a и принимая во внимание, что ЭДС Е_а зависит от потока, а значит, и от тока возбуждения, можно проанализировать полученные характеристики. Характеристикой холостого хода E_a=(I_з) является средняя линия петли, которая построена по данным табл. 3.1. Вид теоретической характеристики холостого хода показан на рис.3.3. Линия, которая продолжает начальную прямую часть харак­теристики, является ненасыщенной характеристикой холостого хода. Отношение І_во/І_вн=К_нас определяет насыщенность машины: К_нас<1,1 — машина насыщена слабо, К_нас=1,1-1,25 — нормальное насыщение, К>1,25 машина сильно насыщена.

Вид нагрузочной характеристики показан на рис.3.4. При номинальном токе якоря и напряжении U=0 соответствует характерное значение тока возбуждения І_вк.

Отложив величину AB=I_a R_a, можно построить характеристический треугольник машины.

Внешние характеристики представлены на рис. 3.5.

По экспериментально снятым внешними характеристиками определяется изменение напряжение при увеличении и уменьшении нагрузки:

;

,

где U₀ — напряжение при токе нагрузке, сниженном до нуля, U_н — напряжение при токе нагрузки, доведенном до І_н.

Вид регулировочной характеристики заметно зависит от величины установленного напряжения. При снижении напряжения характеристика делается более прямолинейной (рис. 3.6).

Характерной величиной характеристики короткого замыкания (рис. 3.7) является значение тока возбуждения І_вк , которое соответствуетє номинальному току якоря.

Р исунок 3.2 — Экспериментальная характеристика холостого хода	Р исунок 3.3 — Теоретическая характеристика холостого хода
Р исунок 3.4 — Нагрузочная характеристика и характеристический треугольник	Р исунок 3.5 — Внешние характерис-тики
Р исунок 3.6 — Регулировочная харак-теристика	Р исунок 3.7 — Характеристики короткого замыкания

Построенные с помощью характеристического треугольника внешняя и регулировочная характеристики сравниваются с экспериментальными и устанавливаются наибольшие отклонения, при этом за базовые приняты те, что получены экспериментально.

Контрольные вопросы

1. Почему при снятии характеристики холостого хода ток возбуждения необходимо изменять только в одном направлении?

2. Как по данным характеристики холостого хода построить характеристику намагничивания магнитной цепи машины?

3. Почему изменяется расстояние между характеристиками холостого хода и нагрузочной при увеличении тока возбуждения?

4. Чем объянить разные величины U_ув и U_ум ?

5. Почему регулировочные характеристики имеют разный характер при разных напряжениях?

6. Всегда ли экспериментальная характеристика короткого замыкания проходит выше теоритической?

Исследовательская часть работы

Генератор постоянного тока независимого возбуждения имеет большие возможности для научных исследований, при этом можно сделать такие опыты:

1. Снятие частичных характеристик намагничивания машины (частичных характеристик холостого хода генератора). Для этого несколько раз снимают петлю гистерезиса, каждый раз снижая наибольшее значение тока возбуждения и ЭДС, пока эти значения не станут достаточно малыми.

2. Снять характеристики намагничивания (характеристики холостого хода). Снимая восходящую ветвь характеристики, довести ЭДС до 70% номинальной величины и начать снимать нисходящую ветвь. Эта нисходящая ветвь не совпадает ни с одной из частичных характеристик.

3. Снять несколько нагрузочных характеристик при разных токах нагрузки.

4. Снять несколько внешних характеристик при разных токах возбуждения.

5. Снять несколько регулировочных характеристик при разных заданных напряжениях.

6. По данным характеристик холостого хода и короткого замыкания построить характеристический треугольник.

7. С помощью характеристического треугольника построить внешнюю, нагрузочную и регулировочную характеристики генератора независимого возбуждения.

В отчете представить:

1. Характеристики исследуемых машин с обозначением паспортных данных.

2. Электрическую схему испытанй.

3. Результаты измерений (таблицы) и графики характеристик: холостого хода E_a=(I_В); нагрузочной U=(I_В) при I_a=const; . внешней U=(I) при I_В=const; регулировочной I_В=(I) при U=const; короткого замыкания I_к=(I_В) при U=0.

4. Результаты построения характеристического треугольника.

5. Расчеты коэффициента насыщения, изменение напряжение при увеличении и уменьшении нагрузки:

6. Построенные с помощью характеристического треугольника и характеристики холостого хода графики внешней и регулировочной характеристики.