
- •1. Конструкция синхронных машин
- •2. Магнитное поле при холостом ходе синхронного генератора. Характеристика холостого хода синхронного генератора
- •3. Реакция якоря в синхронных машинах.
- •4. Векторные диаграммы неявнополюсного синхронного генератора.
- •5. Векторные диаграммы явнополюсного синхронного генератора.
- •6. Упрощенные векторные диаграммы синхронного генератора.
- •7. Характеристики синхронного генератора, работающего автономно.
- •15.3.2. Внешние характеристики
- •15.3.3. Регулировочные характеристики
- •15.3.4. Характеристика короткого замыкания
- •8. Двухфазное короткое замыкание синхронного генератора
- •14.Мощность и электромагнитный момент синхронной машины
- •Принцип действия электродвигателя постоянного тока.
- •2. Простая петлевая (параллельная) однослойная обмотка
- •21.Реакция якоря в машинах постоянного тока
- •22. Причины искрения щеток машин постоянного тока.
- •23.Коммутация в машинах постоянного тока
- •24. Характеристики генератора постоянного тока независимого возбуждения
- •Характеристика холостого хода генератора постоянного тока независимого возбуждения
- •Нагрузочная характеристика генератора постоянного тока независимого возбуждения
- •Внешняя характеристика генератора постоянного тока независимого возбуждения
- •Регулировочная характеристика генератора постоянного тока независимого возбуждения
- •25. Характеристики генератора постоянного тока параллельного возбуждения
- •31. Потери в машинах постоянного тока. Коэффициент полезного действия. Кпд и потери мощности машин постоянного тока
- •100 %.Или в процентах
24. Характеристики генератора постоянного тока независимого возбуждения
Определение. Генераторами независимого возбуждения называются генераторы постоянного тока, обмотка возбуждения которых питается постоянным током от постороннего источника электрической энергии (сеть постоянного тока, выпрямитель, аккумулятор и др.) или у которых магнитный поток создается постоянными магнитами.
Схема генератора. Схема генератора независимого возбуждения изображена на рис. 1.16. Якорь генератора приводится во вращение от приводного двигателя ПД.
Цепь якоря электрически не соединена с цепью возбуждения, поэтому ток нагрузки I и ток якоря Iя – это один и тот же ток (I = Iя). Цепь возбуждения питается от постороннего источника постоянного тока. В нее включают регулировочный реостат R p , предназначенный для регулирования тока возбуждения Iв, магнитного потока возбуждения и в конечном счете ЭДС и напряжения генератора.
Характеристика холостого хода генератора постоянного тока независимого возбуждения
При снятии характеристики U0= F(IВ) генератор работает в режиме х.х.(Ia = 0). Установив номинальную частоту вращения и поддерживая ее неизменной, постепенно увеличивают ток в обмотке возбуждения Iв от нулевого значения до +Iв = Oa, при котором напряжение х.х. U0 = 1.15Uном . Получают данные для построения кривой 1 (рис. 28.2, б). Начальная ордината кривой 1 не равна нулю, что объясняется действием небольшого магнитного потока остаточного магнетизма, сохранившегося от предыдущего намагничивания машины. Уменьшив ток возбуждения до нуля, и изменив его направление, постепенно увеличивают ток в цепи возбуждения до -Iв = Oб. Полученная таким образом кривая 2 называетсянисходящей ветвью характеристики. В первом квадранте кривая 2располагается выше кривой 1. Объясняется это тем, что в процессе снятия кривой 1 произошло увеличение магнитного потока остаточного намагничивания. Далее опыт проводят в обратном направлении, т. е. уменьшают ток возбуждения от -Iв = Oб до Iв = 0, а затем увеличивают его до значения +Iв = Oa. В результате получают кривую 3, называемуювосходящей ветвью характеристики х.х. Нисходящая и восходящая ветви характеристики х.х. образуют петлю намагничивания. Проведя между кривыми 2 и 3 среднюю линию 4, получим расчетную характеристику х.х.
Прямолинейная часть характеристики х.х. соответствует ненасыщенной магнитной системе машины. При дальнейшем увеличении тока сталь машины насыщается и характеристика приобретает криволинейный характер. Зависимость U0= F(IВ) дает возможность судить о магнитных свойствах машины.
Нагрузочная характеристика генератора постоянного тока независимого возбуждения
Эта характеристика выражает зависимость напряжения U на выходе генератора от тока возбуждения Iв при неизменных токе нагрузки, например номинальном, и частоте вращения. При указанных условиях напряжение на выводах генератора меньше ЭДС , поэтому нагрузочная характеристика 1 располагается ниже характеристики холостого хода 2(рис. 28.3). Если из точки а, соответствующей номинальному напряжению Uном, отложить вверх отрезок аb, равный IaΣr, и провести горизонтально отрезок bс до пересечения с характеристикой х.х., а затем соединить точкиа и с, то получим аbс — треугольник реактивный (характеристический).
Так, при работе генератора в режиме х.х. при токе возбуждения IВ1 = IВ.ном напряжение на выводах U0 = de ; с подключением нагрузки (при неизменном токе возбуждения) напряжение генератора снизится до значения Uном = ae . Таким образом, отрезок dа выражает значение напряжения ΔU = U0 — Uном при IВ1 = IВ.ном. Напряжение на выводах генератора в этом случае уменьшилось в результате действия двух причин: падения напряжения в цепи якоря и размагничивающего влияния реакции якоря . Измерив значение сопротивления цепи якоря и подсчитав падение напряжения IaΣr, можно определить ЭДС генератора при заданном токе нагрузки: Ea = U + IaΣr. На рис. 28.3 эта ЭДС представлена отрезкомbе. Электродвижущая сила генератора при нагрузке меньше, чем в режиме х.х. (bе < dе), что объясняется размагничивающим влиянием реакции якоря. Для количественной оценки этого влияния из точки с опускаем перпендикуляр на ось абсцисс. Полученный отрезок cf представляет собой ЭДС генератора при нагрузке; в режиме х.х. для создания этой ЭДС необходим ток возбуждения IВ2 < IВ1. Следовательно, отрезок fе, равный разности токов возбуждения IВ1 — IВ2, представляет собой ток возбуждения, компенсирующий размагничивающее влияние реакции якоря.
Катеты
реактивного треугольника количественно
определяют причины, вызывающие уменьшение
напряжения генератора при его нагрузке:
падение напряжения в цепи якоря
определяет катет
ab = IaΣr (28.7)
ток возбуждения IВ1 — IВ2, компенсирующий размагничивающее действие реакции якоря, определяет катет
,
(28.8)
где Fqd и Fad —
величины, определяющие размагничивающее
действие реакции якоря по поперечной
и продольной осям ; —число
витков в полюсной катушке обмотки
возбуждения.
Реактивный треугольник а’b‘с’ построен для другого значения тока возбуждения IВ3. Сторона а’b‘ треугольника осталась неизменной (а’b‘ = ab), что объясняется неизменностью тока нагрузки, но сторона b‘с’уменьшилась (b‘с’ < bс), так как при меньшем токе возбужденияуменьшилась степень насыщения магнитной цепи генератора, а следовательно, и размагничивающее действие реакции якоря.