Параллельная работа генераторов параллельного возбуждения.

А. включение генераторов на параллельную работу и перевод нагрузки с одного генератора на другой.

Рис. 210

Схема включения генераторов на параллельную работу представлена на рис. 210.

Условие включения генератора Г2 на параллельную работу:

Допустим, что генератор Г1 возбужден и вращается от асинхронного двигателя. На шинах установлено напряжение U. Условием параллельной работы якоря является:

1. напряжение генератора U₁=U₂ ,

2. напряжение генераторов должны быть равны и направлены встречно.

Включение генератора Г2 на параллельную работу. Приводя генератор Г2 во вращение, увеличивая возбуждение увеличиваем напряжение генератора Г2.

(При включенных ключах Р₁,Р₂,Р₃) показания нулевого вольтметра должно уменьшаться. При показании нулевого вольтметра U₀=0, условие автоматически выполняется и ключ Р₄ можно включить. Генератор Г2 подключен на параллельную работу.

Б. Перевод нагрузки с генератора Г1 на генератор Г2.

Токи генераторов равны (1);(2).

Перевод нагрузки обычно производится при постоянном напряжении U на шинах. Если мы хотим отключить один из генераторов, например Г1, то мы должны уменьшить его возбуждение и одновременно увеличивать возбуждение генератора Г2 до тех пор ( уравнения (1),(2)), пока ток J_I не станет равным нулю

(когда ).

Генератор Г1 можно отключить. У генератора Г2 с увеличением тока возбуждения будет возрастать ЭДС и токаJ_I.

В. Параллельная работа генераторов в режиме внешних характеристик.

Будем для простоты считать, что мощности генераторов I, II равны ( P_I=P_II ).

Внешняя характеристика генератора II более жесткая, поэтому этот генератор будет перегружаться, а генератор I будет недогружен, рис. 211

Рис. 211

Параллельная работа генераторов смешанного возбуждения.

Схема включения генераторов смешанного возбуждения представлена на рис. 212

Операция включения генератора II параллельно работающему генератору Г1 аналогична включению генераторов с параллельным возбуждением.

В схеме генераторов смешанного возбуждения используется уравнительный провод (1-2 ). Без него генераторы будут работать в колебательном режиме. Например, если у генератора I изменится изначально ЭДС – увеличится ток последовательной обмотки, а это приведет к увеличению ЭДС и т.д. т.е. генератор I возьмет всю нагрузку на себя, произойдет большой механический толчок и ЭДС его резко упадет, тогда генератор II с большей ЭДС лавинообразно возьмет нагрузку на себя. Таким образом, будет происходить колебательный процесс.

Чтобы избежать автоколебаний между генераторами используют уравнительный провод, который соединяет последовательные обмотки параллельно между собой.

Если почему то увеличивается ток в последовательной обмотке одного генератора, то в той же мере он увеличится и в последовательной обмотке другого генератора. В соответствии с этим одновременно увеличатся ЭДС и нагрузочные токи обоих генераторов и колебательный процесс теперь происходить не будет. В этом случае параллельная работа генераторов смешанного возбуждения становится вполне устойчивой.

4-6. Двигатели постоянного тока

Двигатели постоянного тока широко используются в различных системах электропривода, где требуется широкий диапазон регулирования частоты вращения. Двигатель постоянного тока преобразовывает потребляемую электрическую энергию в механическую на валу, хотя машина постоянного тока обратима. Покажем принцип перевода генератора в режим двигателя, рис. 213.

Для генератора , откуда ток генератора.

С увеличением сопротивления токуменьшается, следовательно, уменьшитсяи ток. При дальнейшем увеличениибудет равна напряжению U и ток генераторабудет равен нулю. Далее с увеличениемтокуменьшится, а, следовательно, уменьшится и. При этоми ток из сети сменит направление, и машина перейдет в двигательный режим. Уравнение равновесного состояниядля двигателя:,,, тогда.

Получено уравнение скоростной характеристики двигателя постоянного тока. Уравнение моментов для двигателя записывается: . У двигателя электромагнитный момент-движущий.

4-6-1. Энергетическая диаграмма двигателя постоянного тока

Энергетическая диаграмма представлена на рис. 214.

- электрическая потребляемая мощность двигателем

- электромагнитная мощность

- механическая мощность

- потери в обмотке возбуждения

- общий ток из сети

- разделив уравнение на ток, получим

, откуда

4-6-2. Пуск двигателей постоянного тока

Схема пуска представлена на рис. 215.

Уравнение равновесного состояния двигателя, откуда токравен:.

При пуске двигателя ,следовательнои пусковой токможет быть больше номинального враз. Это может привести к круговому огню на коллекторе и механической поломке двигателя. Поэтому, для ограничения пускового тока доиспользуют пусковые реостаты, либо пусковые станции и ток при этом равен.

По мере разгона якоря в нем наводится,и ток якоря уменьшается. Поэтому, после разгона якоря пусковые сопротивления в цепи якоря выводятся. Схема контактного пуска представлена на рис. 215

Временная диаграмма пуска двигателя представлена на рис. 216.

Пуск по пусковым характеристикам представлен на рис. 217

Для пуска двигателей небольшой мощности используют пусковые реостаты. Схема пускового реостата представлена на рис. 218

При пуске движок реостата находится в положении (1), после пуска в положении (2).

4-6-3. Реверсирование двигателя постоянного тока

Электромагнитный момент

Если изменить направление тока в якоре, то сила действующая на проводник с током изменит направление, а, следовательно, изменится и направление вращения рис. 65. К такому же результату приведет изменение полюсов (изменение направления тока обмотки возбуждения). Таким образом, для реверсирования необходимо либо изменить направление тока в якоре, либо изменить направление тока в обмотке возбуждения (изменить полюса). Если на входе двигателя изменить + на - , то поток и ток якоряизменят направление, а момент останется тем же как и направление вращения.

4-6-4. Классификация двигателей постоянного тока

Двигатели постоянного тока классифицируются в зависимости от способа соединения обмотки возбуждения с якорем:

1. Двигатель параллельного возбуждения (если напряжение обмотки возбуждения иное, то такой двигатель называется двигателем независимого возбуждения).

2. Двигатель последовательного возбуждения.

3. Двигатель смешанного возбуждения.

4-6-4-1. Двигатели параллельного возбуждения