Практическая работа № 13 генератор постоянного тока
Цель работы: изучить особенности расчета генераторов постоянного тока
Подготовка к работе: В настоящее время одним из основных способов производства электроэнергии является преобразование механической энергии в электрическую, которое осуществляется генераторами постоянного и переменного тока
Генераторы постоянного тока (ГПТ) делят на два типа:
- с самовозбуждением (рис.1),
- с независимым возбуждением (рис.2).
Самовозбуждение в генераторах постоянного тока может быть осуществлено при параллельном (рис.1а), последовательном (рис.1б) и смешанном (рис.1в) соединении обмоток возбуждения с обмотками якоря.
а) б) в)
Рис.1.
Самовозбуждение генератора происходит при наличии трех условий:
1) остаточного магнитного потока, создающего ЭДС;
2) совпадения направления поля обмотки возбуждения с направлением остаточного магнитного потока;
3)сопротивление обмотки возбуждения меньше критического, т.е. когда ток возбуждения способен достигнуть значения, обеспечивающего заданную ЭДС.
Генератор с независимым возбуждением требует питания обмотки возбуждения отдельным независимым источником питания.
Рис. 2.
Уравнение ЭДС якоря генератора E = U + IaRa (1)
показывает связь между напряжением на выводах, падением напряжения в обмотке якоря и ЭДС якоря.
Ход работы:
1. Произвести расчет ГПТ с параллельным возбуждением рассчитанным на напряжение Uн и полезную мощность P2 . Сила тока в нагрузке Iн, в цепи якоря Iа, в обмотке возбуждения Iв. Сопротивление якоря Rа, обмотки возбуждения Rв. Генератор развивает ЭДС E. Электромагнитная мощность P1, суммарные потери ∑р при КПД ηг . Потери в якоре Pа, в обмотке возбуждения Pв.
2. Заполнить таблицу 1
Расчетные формулы и таблица 1 приведены ниже.
ηг = P2 ∕ P1 ; (2)
Eа = Uном + Iа Rа (3)
∑P = P1 - P2 ; (4)
Pэм = Eа Iа ; (5)
P2 = Uн Iн ; (6)
Pа = Iа2 Rа ; (7)
Pв = Iв2 Rв ; (8)
Iв = Uн ∕ Rв ; (9)
Iа = Iн + Iв ; (10)
Iв= Pв ∕ Uн (11)
Таблица 1
-
Вар
P2
Uном
Iн
Iв
Iа
Rа
Rв
Eа
Pэм
P1
∑P
ηг
Pа
Pв
№
кВт
В
А
А
А
Ом
Ом
В
кВт
кВт
кВт
-
Вт
Вт
1
220
98
0,15
110
0,9
2
20,7
48
0,18
440
2,8
3
2
2,9
40,3
120
2,6
4
11,8
103
14
825
690
5
220
100
110
235
25
6
115
0,07
19
123
2,2
7
430
50
215
22
0,9
8
2,4
17,4
20
0,25
0,6
9
2
23
2,8
500
860
10
21,6
220
0,9
1500
440
Контрольные вопросы
1.Дать определение генератора.
2.Начертить схемы включения генераторов с самовозбуждением и независимым возбуждением. Какая из схем нашла наибольшее распространение и почему?
3.Перечислить условия необходимые для возникновения самовозбуждения ГПТ.