Билет № 30

Невозбужденная явнополюсная машина. Если if = 0, то и Е = О,

так как в нормальных машинах э д с. от остаточного магнитного потока пренебрежимо мала. В этом случае на основании выражения (35-4)

Зависимость Р = f (б), согласно равенству (35-10), представляет собой синусоиду с удвоенной частотой (рис. 35-8, б).

Из равенства (35-10) и рис. 35-8, б следует, что явнополюсная машина в состоянии развивать мощность при синхронном режиме

работы также без возбуждения. Устойчивая работа в режиме генератора происходит при 0 < е < 45°, а в режиме двигателя — при — 45° < 6 < 0°. Пределу устойчивой работы соответствует е кр = ± 45° вместо 8кр = ± 90° в предыдущем случае.

Необходимость ограничения максимального напряжения между смежными коллекторными пластинами заставляет в машинах большой мощности ограничивать длину якоря, что ведет к увеличению их габаритов и массы.Поэтому многие инженеры и ученые искали и ищут средства для повышения предельных значений максимального напряжения между коллекторными пластинами.

Наименьшее искажение магнитного поля под полюсами можно получить, применив компенсационную обмотку, которая укладывается в пазах наконечника главного полюса (рис. 3.25). Она включается последовательно с обмоткой якоря и рассчитывается так, чтобы линейные нагрузки якоря и компенсационной обмотки были примерно равны и взаимно компенсировались. Полная компенсация поля якоря возможна при непрерывном распределении компенсационной обмотки по поверхности главного полюса. Практически обмотка размещается в ограниченном числе пазов —6... 12 на каждый полюс, поэтому и у машин с компенсационной обмоткой наблюдается некоторое искажение магнитного поля.

Билет № 31

Возбужденная явнополюс-ная машина. В этом случае оба члена равенства (35-4) отличны от нуля и машина развивает мощность как за счет электромагнитного момента, создаваемого с участием потока возбуждения,

так и за счет реактивного электромагнитного момента. На рис. 35-12 изображены кривые 1 и 2 обеих составляющих мощности и кривая 3 суммарной мощности. Максимальная мощность и предел устойчивости работы в данном случае наступают при критическом угле бкр.

Реактивная мощность

Как было установлено выше, мощность синхронной машины Р зависит от угла нагрузки 6 между векторами э. д. с. £ и напряжения (] машины. Зависимость Р = f (б) при Е = const и U = const называется угловой характеристикой активней мощности синхронной машины. Изучение этой зависимости позволяет выяснить ряд важных свойств синхронной машины. Выведем математическое выражение для угловой характеристики мощности, приняв га = О, так как это сопротивление весьма мало влияет на вид угловой характеристики.

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

Характеристикой холостого хода (рис. 8.44, а) называют зависимость U0 = f(Iв) при Iн = 0 и n = const. При холостом ходе машины, когда цепь нагрузки разомкнута, напряжение U0 на зажимах обмотки якоря равно ЭДС Е0 = сеФn. Частота вращения якоря n поддерживается неизменной, и напряжение при холостом ходе зависит только от магнитного потока Ф, т. е. тока возбуждения Iв . Поэтому характеристика U0 = f(Iв ) подобна магнитной характеристике Ф = f(Iв ). Характеристику холостого хода легко получить экспериментально. Для этого сначала устанавливают ток возбуждения таким, чтобы U0 ≈ l,25Uном , затем уменьшают ток возбуждения до нуля и снова увеличивают его до прежнего значения. При этом получаются восходящая и нисходящая ветви характеристики, которые выходят из одной точки. Расхождение ветвей объясняется наличием гистерезиса в магнитопроводе машины. При Iв = 0 в обмотке якоря потоком остаточного магнетизма индуцируется остаточная ЭДС Еост , которая составляет 2—4 % от Uном .

Характеристики генератора с независимым возбуждением

Регулировочной характеристикой (рис. 8.44, в) называют зависимость Iв = f(Iн ) при U = const и n = const. Она показывает, каким образом следует регулировать ток возбуждения, чтобы поддерживать постоянным напряжение генератора при изменении нагрузки. Очевидно, что в этом случае по мере роста нагрузки нужно увеличивать ток возбуждения.

Нагрузочной характеристикой (рис. 8.45, а) называют зависимость U = f(Iв ) при n = const и Iн = const. Нагрузочная характеристика при Iн = Iном (кривая 2) проходит ниже характеристики холостого хода (кривая 1), которую можно рассматривать как частный случай нагрузочной характеристики при Iн = 0. Разность ординат кривых 1 и 2 обусловлена размагничивающим действием реакции якоря и падением напряжения во внутреннем сопротивлении ΣRa машины.

Нагрузочная характеристика генератора с независимым возбуждением и ее построение с помощью характеристического треугольника