Kutkovetskiy / EM_4_5_Generator

4. Моделювання характеристик генератора постійного струму незалежного збудження

1. Вхідні дані генератора незалежного збудження (рис. 4.1): P_H= N – номінальна потужність, кВт;

N – порядковий номер студента у групі;

n_H=1500 – номінальна частота обертів, об/хв.;

U_H=230 – номінальна напруга, B;

І_ЯН= N×10³/ U_H – номінальний струм генератора, А;

і_збН = 0,07× І_ЯН - номінальний струм збудження генератора, А;

R_Я=10/І_ЯН – активний опір обмотки якоря генератора, його додаткових полюсів, Ом;

2∆U_Щ=1, 5 - падіння напруги на щітках генератора, В;

2р=4 – число полюсів генератора;

Ф_δН=0,00595× N – номінальний магнітний потік генератора, Вб;

с_еn_H = U_H/ Ф_Н – постійна величина для генератора, В / Вб;

_{= =} - розмагнічуюча реакція якоря в масштабі струму збудження, А;

-коефіцієнт розмагнічуючої реакції якоря.

2. Розрахувати криву намагнічування генератора і привести в реальних величинах графік Ф = f(i_зб) на основі даних табл. 4.1.

Таблиця 4.1. Крива намагнічування генератора у відносних одиницях (Ф* = Ф /Ф_Н; і*_зб=і_зб/і_збН).

Ф*, в.о.	0,25	0,5	0,75	1,0	1,25	1,50	1,75
і*зб, в.о.	0,33	0,504	0,676	1,0	1,59	3,34	10,6

3. Апроксимувати криву намагнічування в реальних величинах функцією Ф_Я3 =f(і_зб)

Ф_Я4 = . (4.1)

4. Розрахувати на ЕОМ характеристики холостого ходу генератора (ХХХ) Е = f(i_зб) (рис.4.2) при n = n_Н = const; I_Я = 0 = const, і_зб = (-1,5…+1,5) і_збН.

Для цього задатись рядом значень і_зб = (-1,5…+1,5) і_збН. Для кожного з них розрахувати по формулі (4.1) значення магнітного потоку Ф. ЕРС розраховується за формулою

Е = с_еn_HФ.

5. Розрахувати на ЕОМ навантажувальну характеристику генератора U = f(i_зб) (рис.4.3) при n = n_Н = const; I_Я= I_ЯН=const, і_зб = (0…+1,5) і_збН.

Для цього задатись рядом значень і_зб = (0…+1,5) і_збН. Для кожного з них визначити розрахункове значення струму збудження

i_зб^Р = i_зб - b₀I_ЯН.

По формулі апроксимації (4.1) для i_зб^Р визначити значення магнітного потоку Ф. Відповідна величина напруги розраховується за формулою

U = с_еn_HФ – R_ЯІ_ЯН - 2∆U_щ.

Рядом з навантажувальною характеристикою привести характеристику холостого ходу (рис. 4.2).

6. Розрахувати на ЕОМ зовнішню хапрактеристику генератора U = f(І_Я) (рис.4.4) при n = n_Н= const; і_зб = і_збН = const; I_Я= (0…2)I_Я.

Задатись рядом значень струмів якоря I_Я= (0…2)I_Я. Для кожного значення визначити розрахункове значення струму збудження

i_зб^Р = i_збН - b₀I_Я.

По формулі апроксимації (4.1) для i_зб^Р визначити значення магнітного потоку Ф. Вихідна напруга генератора розраховується за формулою

U = с_еn_HФ – R_ЯІ_Я - 2∆U_щ.

7. Розрахувати регулювальну характеристику генератора i_зб = f(І_Я) (рис.4.5) при n = n_Н= const; U = U_Н = const; I_Я= (0…2)I_Я. Задатись рядом значень струмів якоря I_Я= (0…2)I_Я. З формули

U_Н = с_еn_HФ – R_ЯІ_Я - 2∆U_щ= const

визначаємо потрібну величину магнітного потоку

Ф= (U_Н + R_ЯІ_Я + 2∆U_щ)/ с_еn_H

Відповідна розрахована величина струму збудження i_зб^Р визначається по формулі апроксимації для кривої магнітного потоку. Наприклад, якщо ми використовуємо формулу (4.1) у вигляді

Ф_Я4 = ,

то розрахована величина струму збудження .

Відповідна величина реального струму збудження

i_зб = i_зб^Р + b₀I_Я.

8. Розрахувати характеристику короткого замикання генератора (ХКЗ) І_Я = f(i_зб) (рис.4.6) при n = n_Н= const; U = 0 = const; I_Я= (0…2)I_Я. Задатись рядом значень струмів якоря I_Я = (0…2)I_Я. Для розрахунку ХКЗ використовують методику визначення регулювальної характеристики, тільки замість U = U_Н = const застосовується U = 0 = const.

5. Моделювання характеристик генератора постійного струму змішаного збудження

1. Вхідні дані генератора постійного струму змішаного збудження (рис. 5.1): N – порядковий номер студента у групі;

P_H= N – номінальна потужність, кВт;

n_H=1500 – номінальна частота обертів, об/хв.;

U_H=230 – номінальна напруга, B;

І_ЯН= N×10³/ U_H – номінальний струм генератора, А;

і_збН = 0,07× І_ЯН - номінальний струм збудження генератора, А;

R_Я=10/І_ЯН – активний опір обмотки якоря генератора, його додаткових полюсів, Ом;

2∆U_Щ=1, 5 - падіння напруги на щітках генератора, В;

2р=4 – число полюсів генератора;

Ф_δН=0,00595× N – номінальний магнітний потік генератора, Вб;

с_еn_H = U_H/ Ф_Н – постійна величина для генератора, В / Вб;

-коефіцієнт розмагнічуючої реакції якоря;

_{= =} - розмагнічуюча реакція якоря в масштабі струму збудження, А;

- розраховане значення струму збудження, А;

b₁І_Я – намагнічуюча сила послідовної обмотки збудження генератора (тут b₁ ≈ 2b₀), А.

2. Розрахувати криву намагнічування генератора і привести в реальних величинах графік Ф = f(i_зб) на основі даних табл. 5.1.

Таблиця 5.1. Крива намагнічування генератора у відносних одиницях (Ф* = Ф /Ф_Н; і*_зб=і_зб/і_збН).

Ф*, в.о.	0,25	0,5	0,75	1,0	1,25	1,50	1,75
і*зб, в.о.	0,33	0,504	0,676	1,0	1,59	3,34	10,6

3. Апроксимувати криву намагнічування в реальних величинах функцією Ф_Я3 =f(і_зб)

Ф_Я4 = . (5.1)

4. Розрахувати на ЕОМ характеристики холостого ходу генератора (ХХХ) Е = f(i_зб) (рис. 5.2) при n = n_Н = const; I_Я = 0 = const, і_зб = (-1,5…+1,5) і_збН.

Для цього задатись рядом значень і_зб = (-1,5…+1,5) і_збН. Для кожного з них розрахувати по формулі (5.1) значення магнітного потоку Ф. ЕРС розраховується за формулою

Е = с_еn_HФ.

5. Розрахувати на ЕОМ навантажувальну характеристику генератора U = f(i_зб) (рис. 5.3) при n = n_Н = const; I_Я= I_ЯН=const, і_зб = (0…+1,5) і_збН.

Для цього задатись рядом значень і_зб = (0…+1,5) і_збН. Для кожного з них визначити розрахункове значення струму збудження

.

По формулі апроксимації (5.1) для i_зб^Р визначити значення магнітного потоку Ф. Відповідна величина напруги розраховується за формулою

U = с_еn_HФ – R_ЯІ_ЯН - 2∆U_щ.

Рядом з навантажувальною характеристикою привести характеристику холостого ходу (рис. 5.3).

6. Розрахувати на ЕОМ зовнішню хапрактеристику генератора U = f(І_Я) (рис. 5.4) при n = n_Н= const; і_зб = і_збН = const; I_Я= (0…2)I_Я.

Задатись рядом значень струмів якоря I_Я= (0…2)I_Я. Для кожного значення визначити розрахункову величину струму збудження

.

По формулі апроксимації (5.1) для i_зб^Р визначити значення магнітного потоку Ф. Вихідна напруга генератора розраховується за формулою

U = с_еn_HФ – R_ЯІ_Я - 2∆U_щ.

Побудувати 4 зовнішні характеристики генератора при b₁ = + b₀; b₁ = + 2b₀; b₁ = -5 b₀; b₁ = -10 b₀.

7. Розрахувати регулювальну характеристику генератора i_зб = f(І_Я) (рис. 5.5) при n = n_Н= const; U = U_Н = const; I_Я= (0…2)I_Я. Задатись рядом значень струмів якоря I_Я= (0…2)I_Я. З формули

U_Н = с_еn_HФ – R_ЯІ_Я - 2∆U_щ= const

визначаємо потрібну величину магнітного потоку

Ф= (U_Н + R_ЯІ_Я + 2∆U_щ)/ с_еn_H

Відповідна розрахована величина струму збудження i_зб^Р визначається по формулі апроксимації для кривої магнітного потоку. Наприклад, якщо ми використовуємо формулу (5.1) у вигляді

Ф_Я4 = ,

то розрахована величина струму збудження .

Відповідна величина реального струму збудження

i_зб = i_зб^Р + b₀I_Я.

8. Розрахунок характеристики короткого замикання генератора (ХКЗ) І_Я = f(i_зб) при n = n_Н= const; U = 0 = const; I_Я= (0…2)I_Я звичайно не розглядається.