лабораторная работа / свойства генератора постоянного тока с параллельными возбуждением

Цель работы:

Изучить принцип действия, основанные характеристики и свойства генератора постоянного тока с параллельными возбуждением.

Основные понятия:

Работа генератора постоянного тока основана на явлении наведения ЭДС в проводниках, движущихся в постоянном магнитном поле. Генераторы постоянного тока преобразуют механическую энергию вращательного движения первичного двигателя в электрическую. Основное магнитное поле генератора создается электромагнитами, размещенными на статоре, обмотки которых называются обмотками возбуждения.

Генераторы постоянного тока по способу их возбуждения делятся на генераторы с независимым возбуждением и генераторы с самовозбуждением. У генератора с независимым возбуждением обмотка не имеет гальванической связи с обмоткой якоря, расположенной на роторе (якоре), и питается от постоянного источника постоянного тока (аккумуляторная батарея, возбудитель, выпрямитель).

Генераторы с самовозбуждением не нуждаются в постоянном источнике и получают энергию из цепи якоря. По способу соединения обмоток возбуждения с обмоткой якоря такие генераторы делятся на генераторы с параллельными, последовательными и смешанными соединениями.

Для усиления магнитного поля в генераторах сердечники статора и якоря выполняются из магнитомягких материалов, причем сердечник якоря для уменьшения потерь на вихревые токи набирается из отдельных изолированных пластин электротехнической стали. Обмотка якоря генератора барабанная, двухслойная выполняется из идентичных секций и укладывается в пазы на внешней поверхности якоря. Для получения во внешней цепи постоянной по направлению и максимальной по величине ЭДС генератор имеет щеточно-коллекторный узел.

Основными характеристиками генератора являются характеристики холостого хода, внешняя и регулировочная характеристики.

Рисунок 1 – Основные характеристики генератора

Зависимость ЭДС генератора Е от тока в обмотке возбуждения при постоянной частоте вращения якоря и разомкнутой внешней цепи (I>0), называется характеристикой холостого хода.

Для генератора с параллельным возбуждением при холостом ходе ток нагрузки I=0, а ток якоря составляет 2-5% от номинального тока якоря и можно считать, что =0.

ЭДС якоря генератора равна

Поскольку частота вращения , то ЭДС якоря Е будет пропорциональна магнитному потоку полюса генератора Ф, т.е. характеристика холостого хода имеет такой вид, как и кривая намагничивая материала магнитопровода.

Вследствие малости падения напряжения на обмотке якоря напряжение на его зажимах практически равно ЭДС якоря, напряжение на его зажимах практически равно ЭДС якоря.

Описание экспериментальной установки:

Принципиальная схема экспериментальной установки приведена на рисунке 2. В качестве генератора используется машина постоянного тока типа П-22 со следующими номинальными данными:

Номинальные данные генератора П-22

, В	,В	, кВт	n,об/мин	, Ом	, Ом
110	11,3	0,95	3000	0,6	140

Рисунок 2 - Принципиальная схема экспериментальной установки

Якорь генератора приводится во вращение трехфазным асинхронным двигателем (АД) типа АО 22-12-4, установленным на общем основании с генератором.

Измерительные приборы и пускорегулирующая аппаратура установлены на передней панели установки. Выключателем К₁ проводится подключение параллельной обмотки возбуждения ОВ генератора. Для регулирования тока возбуждения в схему введен реостат R_р.

Нагрузкой генератора служат набор параллельно соединенных постоянных и переменного резисторов, которые включаются путем выключателей К₂ – К₇.

1. Построение характеристики холостого хода Е(I) при n=const, I=0

№	,мА	Е, В
1	0	5
2	15	7
3	30	10
4	50	14
5	100	25
6	210	46
7	350	64
8	400	75
9	450	81
10	560	90
11	620	93

2. построение внешней характеристики генератора U(I) при n=const и постоянном сопротивлении цепей обмотки возбуждения

№		U,В
1	0	90
2	14	86
3	28	82
4	40	78
5	43	76
6	51	74,5
7	54	74,3

3)построение регулировочной характеристики при U=const, n=const

№	, мА
1	335	0
2	317	11
3	295	22
4	275	31
5	270	33
6	260	38,5
7	250	40
8	245	43

Определение погрешности измерения величин напряжений и токов.

Амперметр А:

Верхний предел измерения прибора

Класс точности прибора к=1,0

Точность прямых измерений оценивается абсолютной максимальной погрешностью А:

Вольтметр V:

Верхний предел измерения прибора

Класс точности прибора к=1,5

Амперметр тока возбуждения:

Am=1А

К=0,5

Вывод: в ходе лабораторной работы изучили принцип действия, основные характеристики и свойства генератора постоянного тока с параллельным возбуждением. А также построили характеристику холостого хода Е (I), внешнюю характеристику генератора U(I) и регулировочную характеристику и оценили погрешности измерения величин напряжений и токов.

Министерство общего и профессионального образования

Балаковский институт техники, технологии и управления

Факультет: инженерно- строительный

Лабораторная работа

Генератор

Выполнили:

студенты гр. УИТ -52

Лобадин С.В.

Куркин Д.О.

Принял:

преподаватель

Хречков Н. Г.

Балаково 2004 г.