1268

Контрольные вопросы

1.Какие способы возбуждения применяют в генераторах постоянного тока?

2.Дайте определения основным характеристикам генератора: холостого хода, нагрузочной, внешней и регулировочной. При каких условиях снимают данные для построения каждой из них?

3.Какими исходными данными необходимо располагать для построения характеристического треугольника?

4.Почему нагрузочная характеристика располагается ниже характеристики холостого хода?

5.Почему ветви регулировочной характеристики, снятые при намагничивании и размагничивании генератора, не совпадают? Какая из них располагается выше?

Лабораторная работа №2

Генераторы параллельного (шунтового) и смешанного возбуждения

Цели работы: изучить свойства генераторов с параллельным и смешанным возбуждением методом сравнения их характеристик с характеристиками генератора независимого возбуждения.

Все характеристики генераторов снимаются при неизменной скорости вращения n=const.

Содержание работы

Обмотка возбуждения генератора параллельного возбуждения получает питание от цепи якоря (рис. 6), и ток нагрузки генерато-

ра равен I Ia iB .

Напряжение на зажимах генератора появляется в результате самовозбуждения. Самовозбуждение этих генераторов основано на наличии остаточного магнитного потока в полюсах машины Фост = (0,02-0,03)Фн. При вращении якоря генератора в его обмотке за счет слабого Фост наводится остаточная ЭДС Еост 2 8 В, которая и соз-

дает в обмотке возбуждения небольшой ток возбуждения. Этот ток, проходя по обмотке возбуждения, при (согласном) направлении намагничивающего и остаточного потоков усилит магнитный поток полюсов и вызовет соответствующее увеличение ЭДС наведенной в обмотке якоря.

11

Уменьшение скорости вращения генератора или увеличение сопротивления rB цепи возбуждения вызывает перемещение точки A по кривой 1 к ее началу (A1,A2).

При определенных значениях п и rB прямая 2 станет касательной к кривой 1 и процесс самовозбуждения не возникнет. Если магнитная система машины полностью размагничена, то ее необходимо подмагнитить от постороннего источника напряжения, например от аккумуляторной батареи. Иначе генератор не возбудится ни при каких условиях. На практике говорят «дать машине прикурить».

Характеристики холостого хода (ХХХ) и нагрузочная для генератора параллельного возбуждения подобны характеристикам генератора с независимым возбуждением.

Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения (рис. 8) показывает зависимость U f (Ia ) при п=const и rB =const. Если у генератора с независимым возбуждением ток возбуждения оставался неизменным, то у генератора параллельного возбуждения он меняется с изменением нагрузки.

При увеличении нагрузки напряжение на зажимах генератора под влиянием реакции якоря и падения напряжения в цепи якоря уменьшается. Снижение напряжения U вызывает уменьшение тока

возбуждения iB UrB .

B

В свою очередь, уменьшение iB вызывает ослабление основного магнитного потока, а следовательно, снижение ЭДС и напряжения на выходе генератора. С уменьшением напряжения происходит дальнейшее уменьшение тока возбуждения и постепенно магнитная система размагничивается.

В генераторах с параллельным возбуждением ток нагрузки увеличивается лишь до определенного критического значения Iкр , превышающего номинальное не более чем в 2 2,5 раза.

Величина тока нагрузки зависит от двух факторов: величины

U

напряжения U и сопротивления нагрузки RH :IH RH . Вначале, ко-

гда магнитная система генератора насыщена, при уменьшении RH ток в цепи якоря увеличивается и напряжение падает незначительно.

Однако при дальнейшем увеличении тока степень насыщения резко уменьшается и напряжение быстро падает. Преобладающим будет уже не уменьшение RH , а падение напряжения. Поэтому ток,

13

2падение напряжения и действие реакции якоря, в итоге напряжение гене-

14

тическое использование.

Программа работы

1.Ознакомиться с конструкцией генератора и приводного двигателя; записать паспортные данные электрических машин и измерительных приборов.

2.Собрать схему по рис.6 и после проверки ее преподавателем выполнить пробный пуск генератора. Снять данные и построить характеристику самовозбуждения генератора.

3.Снять данные для построения характеристики холостого хода (ХХХ) при независимом питании обмотки возбуждения. Для этого на обмотку возбуждения генератора необходимо подать регулируемое напряжение и, изменяя величину тока возбуждения, измерить величину ЭДС генератора, соответствующую различным значениям тока возбуждения. Полученные данные для построения характеристики холостого хода занести в табл. 5 и по ним построить характеристику.

Таблица 5

Iв, А

Е, В

4.Измерить сопротивление обмотки возбуждения методом амперметра и вольтметра. Для этого достаточно сделать один замер. Подать на обмотку возбуждения напряжение и измерить ток. Разделив напряжение на ток, получим значение сопротивления обмотки возбуждения. По двум точкам построить вольт-амперную характеристику обмотки и совместить ее с ХХХ. По точке пересечения этих характеристик графически определить величину ЭДС генератора на холостом ходу и сравнить ее с реальным значением.

5.Снять данные и построить внешнюю характеристику генератора и определить номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки. Для этого необходимо запустить генератор, вывести полностью регулировочный реостат из цепи обмотки возбуждения. На клеммах генератора установится определенная величина напряжения. Нагружать генератор следует нагрузочным реостатом, уменьшая величину его сопротивления. Измерить величину напряжения генератора Ua для нескольких значений тока нагрузки Ia и занести их в табл. 6.

При проведении эксперимента не следует увеличивать ток якоря выше Ia=2,5Iн.

15

Таблица 6

Ia, A

Ua, В

По данным таблицы построить внешнюю характеристику генератора параллельного возбуждения.

Генератор смешанного возбуждения имеет две внешние ха-

рактеристики. Характеристика при согласном включении обмоток возбуждения и при встречном. Порядок проведения эксперимента по снятию этих характеристик такой же, как и для генератора параллельного возбуждения. Изменяя величину тока нагрузки Ia, фиксируют значения напряжения генератора Ua. Данные заносят в табл. 7 и по ним строят внешние характеристики. Для сравнения их с характеристиками генератора независимого возбуждения все три характеристики строят в одних осях.

Контрольные вопросы

1.Каковы условия самовозбуждения генератора параллельного возбуждения?

2.Что необходимо сделать, если генератор не возбуждается?

3.Почему внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения имеет больший наклон, чем такая же характеристика генератора независимого возбуждения?

4.Что такое встречное и согласное включение обмоток возбуждения генератора смешанного возбуждения?

5.Почему с увеличением нагрузки генератора смешанного возбуждения напряжение на выходе при встречном включении уменьшается в большей степени, чем при согласном включении обмоток возбуждения?

6.Как изменится форма внешних характеристик генератора смешанного возбуждения при согласном и встречном включении обмоток возбуждения, если уменьшить число витков последовательной обмотки возбуждения?

7.Перечислите достоинства и недостатки генератора смешанного возбуждения в сравнении с генератором параллельного возбуждения?

16

ния для тока Iк, т.е. того тока, для которого строится данный треугольник.

сыщений). Поэтому для построения характеристики U = f (iB) необходимо перемещать треугольник ABC, построенный для тока Iн = const, параллельно самому себе, совмещая вершину А с характеристикой холостого хода (рис.14);

18

б) внешнюю характеристику U = f (I) при in = const, п = const. Характеристический треугольник строится для какого-то тока Iн и помещается таким образом, чтобы вершина А1 находилась на характеристике холостого хода, а вершина С1 на прямой, характеризующей постоянство тока возбуждения.

Ордината N1C1 будет соответствовать величине напряжения при данном токе Iн. Приближенно можно считать, что с изменением тока генератора стороны треугольника изменяются пропорционально. Тогда, построив треугольник для другого тока А2В2С2, точно так же определяется напряжение для этого тока 2н (рис. 15) и далее строится вся характеристика;

Рис.15. Построение внешней характеристики генератора независимого возбуждения с помощью характеристического треугольника

в) регулировочную характеристику iB f (IH ) при U= const, n= =const. Построение регулировочной характеристики производится аналогично построению внешней характеристики, с той лишь разницей, что постоянным в данном случае поддерживается напряжение

(рис. 16);

г) внешнюю характеристику генератора параллельного возбуждения U=f(I), при rB = const, n= const. В случае параллельного возбуждения ток ia const при изменении напряжения. Он меняется по прямой UB = iB rB. Построение характеристики UB = rB iB = f (iB) проводится по двум точкам: началу координат и точке, полученной при

19

измерении сопротивления обмотки возбуждения (схема б рис. 12). Построение внешней характеристики производится с использованием характеристических треугольников для разных токов. Каждый из треугольников помещается таким образом, что вершина Ап находится на характеристике холостого хода, а вершина Сп на характеристике шунта (рис. 17).

Рис.16. Построение регулировочной характеристики генератора независимого возбуждения с помощью характеристического треугольника

Рис.17. Построение внешней характеристики генератора параллельного возбуждения с помощью характеристического треугольника

20