Вопросы и задания

1. Какие существуют способы частоты вращения ДПТ и каковы критерии качества процесса торможения?

2. Поясните способ торможения ДПТ противовключением и какие имеет характеристики эффективности?

3. Поясните способ динамического торможения ДПТ и какие имеет характеристики эффективности?

4. Поясните способ рекуперативного торможения ДПТ и какие имеет характеристики эффективности?

3.14 Генератор независимого возбуждения

и его рабочие характеристики

Вводная часть.

Свойства генераторов постоянного тока обусловлены в основном способом питания обмотки возбуждения. В зависимости от этого различают следующие типы генераторов:

1) с независимым возбуждением - обмотка возбуждения получает питание от постороннего источника постоянного тока;

2) с параллельным возбуждением - обмотка возбуждения подключена к обмотке якоря параллельно нагрузке;

3) с последовательным возбуждением - обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря и нагрузкой;

4) со смешанным возбуждением - имеются две обмотки возбуждения: одна подключена параллельно нагрузке, а другая - последовательно с нею.

Генераторы рассматриваемых типов имеют одинаковое устройство и отличаются лишь выполнением обмотки возбуждения. Обмотки независимого и параллельного возбуждения, имеющие большое число витков, изготовляют из провода малого сечения; обмотку последовательного возбуждения, имеющую небольшое число витков, - из провода большого сечения. Генераторы малой мощности иногда выполняют с постоянными магнитами. Свойства таких генераторов близки к свойствам генераторов с независимым возбуждением.

Основными характеристиками, определяющими свойства генераторов постоянного тока, являются характеристики: холостого хода, внешняя, регулировочная и нагрузочная.

Основная часть.

В генераторе с независимым возбуждением ток возбуждения I_В создается сторонним источником напряжения U_В и не зависит от тока якоря I_Я. Ток якоря I_Я равен току нагрузки I_Н. Величина тока I_В определяется только положением регулировочного реостата R_PB, включенного в цепь обмотки возбуждения (рис.3.24). Обычно ток возбуждения невелик и составляет 1...3% от номинального тока якоря.

Характеристикой холостого хода (рис.3.25) называют зависимость э.д.с. Е при от тока возбуждения I_В для ненагруженного ГПТ (I_Я=0) при постоянной частоте вращения ω=const. При холостом ходе машины, когда цепь нагрузки разомкнута, напряжение U на зажимах обмотки якоря равно ЭДС E=с_Фω и зависит только от величины магнитного потока Ф_В, т.е. от тока возбуждения I_В. Поэтому характеристика холостого хода Е=f(I_B) подобна магнитной характеристике Ф_В=f(I_B) . Расхождение ветвей Е=f(I_B) объясняется наличием гистерезиса в магнитопроводе машины. При I_B=0 в обмотке якоря потоком остаточного магнетизма индуктируется остаточная э.д.с. Е_ост, которая составляет 2...4% от Е_ном.

Внешней характеристикой (рис.3.26,а) называют зависимость U=f(I_Я) напряжения U нагруженного генератора от тока нагрузки I_Н, равного току якоря I_Я при в при постоянной частоте вращения ω=const и постоянном токе возбуждения I_В=const. В режиме нагрузки напряжение генератора равно

(3.34)

где Е(Ф_Σ)=Е(I_B,I_Я) – э.д.с. ГПТ, зависящая от суммарного магнитного потока (рис.3.6), состоящего из основного потока Ф_осн ОВ и потока Ф_РЯ реакции якоря, причем каждый из названных потоков зависит, соответственно, от тока возбуждения I_B и якоря I_Я.

С увеличением нагрузки напряжение U уменьшается по двум причинам:

1) из-за падения напряжения ΔU₁=R_ЯI_Я на сопротивлении R_Я обмотки якоря;

2) из-за уменьшения ЭДС Е в результате размагничивающего действия реакции якоря, что вызывает снижения напряжения, оцениваемое как ΔU₂.

Изменение напряжения при переходе от режима холостого хода к режиму номинальной нагрузки для генераторов с независимым возбуждением составляет 5...15%.

Регулировочной характеристикой (рис.3.26,б) называют зависимость между токами I_Я и I_В, показывающая то, каким образом следует регулировать ток возбуждения I_В, чтобы поддерживать постоянным напряжение U генератора при изменении тока нагрузки I_Я. Очевидно, что в случае падающей внешней характеристики (рис.3.26,а) по мере роста нагрузки нужно увеличивать э.д.с. Е, что, в свою очередь, в соответствии с пропорциональной зависимостью между э.д.с. и током возбуждения (рис.3.25), нужно увеличивать ток возбуждения I_В.