Машины пост.тока (мет)
.pdfопределении номинальных данных генератора (выражение 1.4). для определения тока возбуждения при Iанг вычисляется Eнг по ф.2.3 и
находится точка Ан по х.х.х. Пристроив к ней характеристический
треугольник, определяют iвн . По заданному Uнг |
и найденному iвн |
|
находят: |
|
|
r |
=Uнг , |
(3.4) |
ц.в. |
iвн |
|
|
|
|
rр.в |
= rц.в. −rв , |
(3.5) |
где rц.в - сопротивление цепи возбуждения,
rр.в. - сопротивление реостата в цепи возбуждения;
4.Построение внешних характеристик генератора с независимым и параллельным возбуждением.
Для этой цели используется построенная характеристика холостого хода и характеристический треугольник. Для генератора с независимой системой возбуждения внешняя характеристика строится при неизменном токе возбуждения, а для параллельного возбуждения — при неизменном сопротивлении в цепи возбуждения (rц.в. определено в пункте 1). Характеристики
необходимо построить для 7-8 значений тока якоря, начиная от точки холостого хода и до точки короткого замыкания (включая и номинальный ток). Для генератора с параллельным возбуждением в качестве одного из значений тока следует принять максимальный ток якоря, определив его в процессе построения внешней характеристики, а ток короткого замыкания найти, исходя из принятых на характеристике холостого хода значений остаточной э.д.с. и сопротивления цепи якоря. Методика построения внешних характеристик детально изложена в литературе [1 §§ 9-3,9-4], [2. §§ 8-8,8-9], [3, §§ 6.1,6.2]. Построение внешних характеристик производится графоаналитическим способом, при котором токи якоря для всех выбранных точек рассчитываются по соотношению:
I |
ах |
= I |
ан |
|
Aх |
Cх |
(4.1) |
|
A |
|
|||||||
|
|
|
C |
н |
|
|||
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
11
где Iах и Iан — соответственно искомый и номинальный ток якоря; AхCх и AнCн — гипотенузы характеристического треугольника
соответственно в искомом и номинальном режимах.
Значение тока короткого замыкания для генератора с параллельным возбуждением определяется из уравнения:
U = E −(r а+rд) Iа −∆Uщ |
(4.2) |
|||
при коротком замыкании U = 0 , а E = Eост, ток равен: |
|
|||
Iак.з = |
Eост −∆Uщ |
|
(4.3) |
|
r а +rд |
||||
|
|
|||
Следует отметить, что в приведенном уравнении не учитывается реакция якоря. Поэтому если в некоторых вариантах Iак.з окажется неоправданно большим, то он определяется
графическим путем продолжения полученной части внешней характеристики до пересечения с осью тока якоря.
Номинальное изменение напряжения вычисляется по методике
[2, §§ 8-8. раздел 8].
5.Расчет и построение скоростной характеристики двигателя параллельного возбуждения.
Произвести расчет скоростной характеристики, исходя из аналитической зависимости:
n = |
Uнд −(r а +rд) Iанд −∆Uщ |
(5.1) |
|
Се Фнд |
|||
|
|
невозможно, так как неизвестна величина потока Фд двигателя.
Сучетом сказанного, методика расчета следующая:
1.Задаются рядом значений тока — (0; 0,5; 1,0; 1,5; 2) Iанд .
2.Определяются ЭДС для каждого значения тока, пользуясь уравнением
12
Eд =Uнд −(r а+rд) Iад −∆Uщ . |
(5.2) |
Следует помнить, что при Iа =0; ∆Uщ =0, во всех остальных случаях ∆Uщ =2 В.
3. Вычисляется ток возбуждения двигателя: |
|
|
i =Uнд . |
(5.3) |
|
вд |
rц.в |
|
|
|
|
4. Для каждого значения тока якоря определяется часть тока возбуждения, идущая на создание потока Фд в воздушном зазоре с
учетом действия реакции якоря:
i |
′ =i |
−i |
|
Iад |
. |
(5.4) |
|
||||||
в |
вд |
ва |
|
Iанд |
|
|
Значение iва принимается из таблицы 1.
5. Для каждого значения тока iв′ по характеристике холостого хода
определяется э.д.с. E′, которая была бы при вращении машины с частотой вращения nн.
6. Для каждого значения тока якоря определяется частота вращения по соотношению:
n = n |
|
Eд |
, |
(5.5) |
|
E′ |
|||||
н |
|
|
|
Выражение 5.5 получено из соотношений
Ед =Се n Фд , Е′=Се nн Фд
Eд вычислено в пункте 2 (ф.5.2). Результаты расчета занести в табл. 2.
13
Таблица 2
Iад , А
Eд , В
iвд , А
iв′, А
E′, В
n , об/мин
По данным таблицы 2 построить скоростную характеристику:
n= f (Iад) .
6.Исходные данные машины постоянного тока при Uнг= 230
В и nнг=1500 об/м
Таблица 3
№ |
|
Варианты |
|
|
|
Последняя цифра шифра |
|
|
|
||||||
п/п |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
1. |
Номинальная мощность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Pни , кВА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
генератора |
|
|
4,0 |
5,5 |
7,5 |
|
11 |
15 |
18,5 |
22 |
30 |
45 |
5,6 |
|
|
двигателя |
|
|
3,6 |
5,0 |
6,5 |
|
9,5 |
13,5 |
17,0 |
20,5 |
28 |
41,5 |
52,5 |
|
2. |
К.п.д. генератора ηнг |
0,82 |
0,85 |
0,83 |
|
0,84 |
0,89 |
0,85 |
0,91 |
0,92 |
0,88 |
0,87 |
|||
3. |
Ток |
возбуждения при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
холостом ходе iвои , А |
0,8 |
0,9 |
0,95 |
|
1,0 |
1,07 |
1,5 |
1,7 |
2,2 |
2,8 |
3,2 |
|||
4. |
Реакция якоря при ном. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
токе |
якоря |
в |
масштабе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тока возбуждения iваи , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
А |
|
|
|
0,1 |
0,11 |
0,12 |
|
0,18 |
0,19 |
0,25 |
0,35 |
0,40 |
0,45 |
0,50 |
5. |
Сопротивление обмотки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
якоря rau , Ом |
|
0,55 |
0,34 |
0,2 |
|
0,14 |
0,1 |
0,09 |
0,06 |
0,05 |
0,04 |
0,03 |
||
6. |
Сопротивление обмотки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
добавочных |
полюсов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01 |
0,00 |
||
|
rдu , Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
0,23 |
0,13 |
0,08 |
|
0,05 |
0,04 |
0,03 |
0,02 |
0,16 |
5 |
1 |
||
7. |
Сопротивление |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
обмотки |
возбуждения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
rви , Ом |
|
|
165 |
135 |
120 |
|
115 |
110 |
75 |
65 |
50 |
45 |
435 |
|
14
Uн и nн машины постоянного тока
Таблица 4
№ |
Варианты |
|
|
|
|
Предпоследняя цифра шифра |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
п/п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
0 |
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
|||
1. |
Номинальная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
частота |
nн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вращения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
об/мин |
|
750 |
|
1500 |
1000 |
|
3000 |
2200 |
1000 |
1500 |
|
750 |
|
3000 |
2200 |
|
||||||
2. |
Номинальное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
напряжение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
генератора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uнг , В |
|
115 |
|
230 |
115 |
|
230 |
115 |
|
230 |
115 |
|
230 |
|
115 |
|
230 |
|
||||
3. |
Номинальное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
напряжение в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
режиме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
двигателя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uнд , В |
|
110 |
|
220 |
110 |
220 |
110 |
|
220 |
110 |
|
220 |
|
110 |
|
220 |
|
|||||
|
|
|
|
Типичная характеристика холостого хода |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|||
|
|
iв / iво |
|
0 |
|
0,5 |
|
1,0 |
|
1,5 |
|
2,0 |
2,5 |
|
|
|
3,0 |
|
3,5 |
|
||||
|
|
E /Uнг |
|
0,05 |
|
0,75 |
|
1,0 |
|
1,12 |
|
1,2 |
1,26 |
|
1,30 |
|
1,33 |
|
||||||
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1.Дайте классификацию генераторов постоянного тока по способу возбуждения.
2.Объясните процесс самовозбуждения ГПТ параллельного возбуждения, перечислите условия самовозбуждения.
3.Напишите уравнение электрического равновесия цепи якоря ГПТ. Проанализируйте влияние на величину выходного напряжения:
а) нагрузки, б) частоты вращения.
4.Почему с увеличением мощности, отдаваемой генератором, возрастает мощность, забираемая приводным двигателем.
5.Объясните характер поля реакции якоря ГПТ при положении щеток на геометрической нейтрали и при их сдвиге.
15
6.Как влияет изменение величины воздушного зазора на ход характеристики холостого хода?
7.Объясните построение характеристического треугольника по характеристикам холостого хода и нагрузочной.
8.Почему характеристика короткого замыкания имеет линейный характер?
9.Какие требования предъявляются к генераторам, включенным на параллельную работу?
10.Что понимают под коммутацией МПТ? На какую величину изменяется ток секции за время коммутации?
11.Какое различие между ускоренной, линейной и замедленной коммутацией?
12.Какое влияние на процесс коммутации оказывает поле
якоря?
13.Назовите способы улучшения коммутации?
14.Для чего служат добавочные полюса? Почему их обмотку соединяют последовательно с обмоткой якоря? Почему сталь пакета добавочного полюса должна быть ненасыщенной?
15.Объясните порядок чередования полярности основных и добавочных полюсов при работе машины в двигательном и генераторном режимах.
16.Объясните назначение и конструктивное выполнение компенсационной обмотки.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Вольдек А.И. Электрические машины. М., Энергия, 1978.
2.Костенко М.П., Петровский Л.М. Электрические машины, ч. 1, М., Энергия, 1972.
3.Хвостов В.С. Электрические машины, М., Высшая школа, 1988.
16