ИЭ (13.03.02) / Лабы / Испытание ГПТ / Наш отчёт ГПТ v2

Санкт-Петербургский Факультет электроэнергетики,

Государственный гр. №3231302/90201

Политехнический

Университет

Институт Энергетики

Лаборатория «30» сентября 2021 г.

«Электрические Работа принята преподавателем:

Машины» Сочава М.В. ______________

Отчет о работе №3

Испытание генератора постоянного тока

СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЙ

Рис.1. Схема испытания генератора: а – независимого возбуждения, б – параллельного возбуждения, в – смешанного возбуждения

Цель работы: ознакомление с генератором постоянного тока независимого, параллельного и смешанного возбуждения, изучение их характеристик холостого года, нагрузочных характеристик, внешних характеристик и регулировочных характеристик.

Номинальные характеристики исследуемой машины:

U_н=220 В

I_н=20 А

n_н=1500 об/мин

r_а=0,44 Ом

r_д=0,17 Ом

r_с=0,06 Ом

R_a= r_а+2r_д=0,78 Ом

1. Характеристика холостого хода

Характеристика снимается при независимом возбуждении при изменении тока возбуждения от наибольшего значения, при котором напряжение , до .

Приведенная характеристика построена путем переноса характеристики холостого хода в начало координат, графически определены и , а также коэффициент насыщения магнитной системы генератора .

Табл.1. Результаты снятия характеристики холостого хода

Нисх.		Восх.
iв, А	U, В	iв, А	U, В
1,00	270
0,93	260	0,35	130
0,85	250	0,38	140
0,79	240	0,42	150
0,73	230	0,47	160
0,67	220	0,50	170
0,63	210	0,55	180
0,59	200	0,58	190
0,55	190	0,62	200
0,50	180	0,67	210
0,46	170	0,72	220
0,43	160	0,78	230
0,40	150	0,81	240
0,37	140	0,87	250
0,33	130	0,95	260
		1,00	270

Рис.2. Характеристика холостого хода, U=f( )

Графически определяем:

Расчет номинального ЭДС:

Графически определяем коэффициент насыщения магнитной системы:

2. Нагрузочные характеристики

Характеристики снимаются при смешанном и независимом возбуждении генератора при постоянном токе нагрузки . Ток возбуждения изменяется от наибольшего возможного значения до значения, соответствующего , и нагрузочное сопротивление так, чтобы .

Табл.2. Результаты снятия нагрузочной характеристики при независимом возбуждении

Iнг = Iн = 20 А
iв, А	U, В
1,00	240
0,90	230
0,84	220
0,76	210
0,72	200
0,68	190
0,62	180
0,58	170
0,54	160
0,49	150
0,45	140
0,41	130
0,37	120
0,35	110
0,32	100

Табл.3. Результаты снятия нагрузочной характеристики при смешанном возбуждении

Iнг = Iн = 20 А
iв, А	U, В
1,00	250
0,90	240
0,82	230
0,75	220
0,68	210
0,63	200
0,58	190
0,52	180
0,46	170
0,44	160
0,39	150
0,33	140
0,30	130
0,28	120
0,24	110
0,20	100

Рис.3. Нагрузочные характеристики при независимом и смешанном возбуждении и построение характеристических треугольников, U=f(iв)

Для треугольников определяем:

Для ГНВ: АВ=А'В'=I_a·R_a+ =20·0,78+2=17,6 В

Для ГСВ: R_a=r_а+2r_д+r_c=0,44+2·0,17+0,06=0,84 Ом

MN=I_a·R_a+ =20·0,84+2=18,8 В

BC=∆

B'C'=∆ =0,0290 А

NL= 0,0311 А

=0, 0311+ =0,0964 А

0,84 А – при независимом возбуждении

0,75 А – при смешанном возбуждении

3. Внешние характеристики

Характеристики снимаются при независимом, смешанном и параллельном возбуждении генератора. Устанавливают напряжение . Нагрузочное сопротивление изменяется так, чтобы ток нагрузки изменялся от до .

Табл.4. Результаты снятия внешней характеристики при независимом возбуждении

iв = iвн = 0,84 А
Iнг, А	U, В
20,0	220
16,0	228
12,0	232
8,0	240
4,0	245
0,0	250

Табл.5. Результаты снятия внешней характеристики при параллельном возбуждении

Iнг, А	U, В	iв, А
20,0	220	0,84
16,0	232	0,94
12,0	249	0,97
8,0	258	1,00
4,0	269	1,00
0,0	278	1,00

Табл.6. Результаты снятия внешней характеристики при смешанном возбуждении

Iнг, А	U, В	iв, А
20,0	220	0,75
16,0	230	0,81
12,0	240	0,85
8,0	245	0,87
4,0	250	0,88
0,0	257	0,90

Рис.4. Внешние характеристики генератора при независимом, параллельном и смешанном возбуждениях

Изменение напряжения генератора при изменении нагрузки от номинальной до холостого хода:

Для генератора независимого возбуждения:

 %

Для генератора параллельного возбуждения:

 %

Для генератора смешанного возбуждения:

 %

4. Регулировочные характеристики

Характеристики снимаются при независимом и смешанном возбуждении генератора. При постоянном напряжении . Нагрузочное сопротивление изменялось так, чтобы ток нагрузки изменялся от до .

Табл.7. Результаты снятия регулировочной характеристики при независимом возбуждении

Ua = Uн = 220 В
Iнг, А	iв, А
20,0	0,84
16,0	0,80
12,0	0,77
8,0	0,74
4,0	0,70
0,0	0,68

Табл.8. Результаты снятия регулировочной характеристики при смешанном возбуждении

Ua = Uн = 220 В
Iнг, А	iв, А
20,0	0,75
16,0	0,73
12,0	0,71
8,0	0,69
4,0	0,67
0,0	0,67

Рис.5. Регулировочная характеристика при независимом и смешанном возбуждениях,

Изменение тока возбуждения в i при переходе от номинальной нагрузки до холостого хода:

При независимом возбуждении:

При смешанном возбуждении:

Сопоставив изменение тока возбуждения, можно сделать вывод, что оно больше при независимом возбуждении, чем при смешанном возбуждении.

Вывод:

Характеристика холостого хода:

– остаточная МДС;

– остаточное напряжение генератора;

– ЭДС генератора при номинальной нагрузке;

– коэффициент насыщения магнитной цепи генератора;

Коэффициент насыщения в ходе лабораторной работы получен в пределах нормальных значений для ГПТ ( 1,2-1,35).

Внешняя характеристика

Изменение напряжения генератора при изменении тока нагрузки от номинального значения до нуля.

При независимом возбуждении:  %

При смешанном возбуждении:  %

При параллельном возбуждении: %

При сопоставлении изменений напряжения генератора, оказалось, что напряжение больше всего изменяется при смешанном возбуждении. Изменение напряжения при независимом напряжении, напротив, наименьшее.

Регулировочная характеристика

Изменение тока возбуждения при изменении тока нагрузки от номинального значения до нуля.

При независимом возбуждении:

При смешанном возбуждении:

При сопоставлении изменений тока возбуждения, оказалось, что оно больше при независимом возбуждении.

Нагрузочная характеристика

Номинальные значения токов возбуждения:

0,84 А – при независимом возбуждении;

0,75 А – при смешанном возбуждении;

Расчёт :

При независимом возбуждении:

17,6 В,

где R_a=r_а+2r_д=0,44+2 0,17=0,78 Ом;

2 В;

I_н=20 А.

При смешанном возбуждении:

18,8 В,

где R_a=r_а+2r_д+r_c=0,44+2 0,17+0,06=0,84 Ом;

2 В;

I_н=20 А.

Размагничивающее действие поперечной реакции якоря: ∆

Результирующая намагничивающая сила обмоток якорной цепи: 0,0311 А

Намагничивающая сила последовательной обмотки: 0,0964 А

При снятии внешних характеристик были определены изменения напряжения генератора, а также был сделан вывод, что оно наибольшее при смешанном возбуждении. Изменение же напряжения при независимом напряжении меньше, чем при смешанном и параллельном возбуждении.

При снятии регулировочных характеристик были определены изменения тока возбуждения, и из графиков определили, что оно наибольшее при независимом возбуждении.