Новая папка / № 1

Цель работы:

1. Ознакомиться с конструкцией электрической машины постоянного тока.

2. Изучить принцип действия генератора постоянного тока смешанного возбуждения.

3. Снять и проанализировать основные характеристики генератора смешанного возбуждения.

Теоретические пояснения

Основными частями генератора постоянного тока являются:

а) ярмо;

б) главные и дополнительные полюса с обмотками;

в) якорь с обмоткой;

г) коллектор и щетки.

Все генераторы постоянного тока делятся на две основные группы, а именно: на генераторы независимого возбуждения и самовозбуждающиеся. Генератор смешанного возбуждения относится к самовозбуждающимся генераторам. Он имеет две обмотки возбуждения: параллельную и последовательную. В генераторах смешанного возбуждения различают согласное и встречное соединение обмоток возбуждения.

При согласном соединении магнитные потоки параллельной и последовательной обмоток возбуждения складываются, при встречном соединении магнитный поток последовательной обмотки направлен встречно и ослабляет магнитный поток параллельной обмотки возбуждения.

Самовозбуждение генератора при холостом ходе осуществляется параллельной обмоткой возбуждения.

При вращении якоря в магнитном поле полюсов в его обмотке индуктируется ЭДС, определяемая формулой:

.

Напряжение генератора выражается формулой .

Свойства генератора постоянного тока смешанного возбуждения определяются его характеристиками, основными из которых являются характеристики холостого хода, внешняя и регулировочная.

Характеристика холостого хода

Так называется зависимость ЭДС, наводимой в обмотке якоря генератора, от тока возбуждения при отсутствии тока во внешней цепи ( ) и постоянной частоте вращения якоря (n = const).

при , n =n_н= const.

Внешние характеристики

Внешние характеристики определяют собой зависимость напряжения на зажимах генератора U от величины тока во внешней цепи при постоянной частоте вращения якоря n_н и при постоянном сопротивлении цепи параллельной обмотки возбуждения.

при R_в=const, n_н= const.

Регулировочные характеристики

Регулировочной характеристикой называется зависимость, показывающая как необходимо изменять ток параллельной обмотки возбуждения при изменении тока нагрузки , чтобы при постоянной частоте вращения якоря напряжение на зажимах генератора было постоянным.

при U=U_н=const, n =n_н= const.

Порядок выполнения работы

1. Изучить конструкцию генератора постоянного тока смешанного возбуждения и ознакомиться со схемой, которую следует собрать в работе (рис. 1).

2. С обрать электрическую цепь по схеме рис.1. Якорь генератора в данной лабораторной работе приводится во вращение одним из двух первичных двигателей: трехфазным асинхронным двигателем с фазным ротором или двигателем постоянного тока параллельного возбуждения.

3. Осуществить пуск в ход первичного двигателя.

4. а) Пуск трехфазного асинхронного двигателя (рис. 1а). Пусковой реостат R_п1, в цепи ротора двигателя полностью ввести, нажать на кнопку “пуск” и плавно (с выдержкой времени на каждой ступени 3 – 5 секунд) вывести сопротивление пускового реостата до нулевого положения.

5. б) Пуск двигателя постоянного тока параллельного возбуждения (Рис. 1б). Пусковой реостат R_п в цепи якоря двигателя полностью ввести, для чего ключ К1 поставить в положение “пуск”, а регулировочный реостат R_ВД в цепи обмотки возбуждения полностью вывести (ключи К2 – К4 замкнуты). Нажатием кнопки “пуск” подать напряжение на зажимы двигателя и через 5 ­– 10 секунд поставить ключ К1 в положение “работа”. Частота вращения двигателя, а значит и частота вращения якоря исследуемого генератора, регулируется изменением сопротивления регулировочного реостата R_ВД (ключи К2 – К4).

6. Снять характеристику холостого хода при , n =n_н= const. Для снятия характеристики холостого хода необходимо отключить нагрузку генератора (ключи К11 – К15 разомкнуты). Первое измерение производится при отключенной параллельной обмотке возбуждения.

Таблица 1

№	Восходящая ветвь		Нисходящая ветвь
пп	Iв, А	E, B	Iв, А	E, B	Примечание
1
2					Ir = 0
3					n=con
4					st
5
6

Следует разомкнуть ключ К₅ и измерить вольтметром остаточную ЭДС. Затем, замкнув ключ К₅ и увеличивая ток возбуждения с помощью реостата R_ВГ, поочередно включая ключи К6 – К10, произвести измерения тока возбуждения I_в и ЭДС Е до Е = (1 - 1,25)U_н для снятия восходящей ветви характеристики холостого хода. Нисходящую ветвь характеристики холостого хода снять выключая ключи в обратной последовательности. Последнее измерение выполнить при I_в = 0, для чего разомкнуть ключ К₅. Результаты опытов занести в таблицу 1, по данным которой затем построить характеристику холостого хода. Примерный вид характеристики холостого хода показан на рис.2.

7. Снять внешнюю характеристику при R_в=const, n_н= const. Для снятия внешней характеристики генератора сначала только при параллельном его возбуждении необходимо перемкнуть выводы С₂ и С₂ последовательной обмотки возбуждения. Затем следует замкнуть ключ К₅ и, изменяя сопротивление регулировочного реостата R_ВГ ключами К6 –К10 в цепи параллельной обмотки возбуждения, возбудить генератор до напряжения U = (1 - 1,25)U_н при номинальной частоте вращения. Первое измерение произвести при разомкнутых ключах К11 – К15, и постепенно нагружая генератор, сделать еще 4 - 5 измерений при различных значениях тока I_Г (до I_Г = 1,2I_н) .

Таблица 2

	Параллельное возбуждение		Согласное возбуждение		Встречное возбуждение		Приме-
	Ir	U	Ir	U	Ir	U	чание
	А	В	А	В	А	В
1
2							Rв=const n=const
3
4
5
6

Для снятия внешних характеристик при смешанном возбуждении генератора следует остановить двигатель, убрать перемычку С₁С₂, снова пустить двигатель в ход. Возбудить генератор до такого же напряжения, что и в случае параллельного возбуждения, и снять внешнюю характеристику. Затем поменять местами подключение к схеме зажимов С₁ и С₂ и еще раз снять внешнюю характеристику. Данные трех опытов занести в таблицу 2 и по ним построить три внешние характеристики (рис. 3).

В нешняя характеристика генератора смешанного возбуждения при согласном включении его параллельной и последовательной обмоток возбуждения располагается выше (кривая 1), чем при встречном включении их (кривая 3). Значение номинального изменения напряжения можно определить по формуле: , где U_o – напряжение на зажимах генератора при холостом ходе.

8. Снять регулировочную характеристику. при U=U_н=const, n =n_н= const. Для снятия этой характеристики генератор необходимо привести во вращение и без нагрузки ( ) возбудить до номинального напряжения U_н. Эту характеристику снять для генератора только при параллельном его возбуждении. Увеличивая ток нагрузки (I_г), ток возбуждения (I_в) следует устанавливать такой величины, чтобы напряжение оставалось постоянным и равным U_н. Произвести 5 - 6 измерений и данные опыта занести в таблицу 3. По полученным данным построить регулировочную характеристику, вид которой представлен на рис. 4.

Т аблица 3

№	Ir	Iв	Примеча-
	А	А	ние
1
2			Ur =const
3			n = const
4
5
6

Выводы :