Генераторы постоянного тока

Цель: ознакомиться с устройством, принципом действия генераторов постоянного тока и исследовать их характеристики в разных режимах.

Задание

Исследовать и построить для генератора постоянного тока независимого возбуждения характеристики холостого хода, внешнюю, регулировочную.

Исследовать и построить для генератора постоянного тока параллельного возбуждения характеристики внешнюю, регулировочную.

Рассчитать КПД генератора параллельного возбуждения.

Схемы включения генератора для проведения исследований

Схема для исследования генератора независимого возбуждения и снятия его характеристик приведена на рис. 14, а, схема для исследования генератора параллельного возбуждения – на рис. 14, б. На рис. 15 приведена схема управления нагрузкой генератора.

Оборудование электрической установки

Лабораторная установка для исследования свойств генераторов постоянного тока состоит из генератора постоянного тока, включаемого по схеме независимого или параллельного возбуждения; нагрузочного реостата , сопротивление которого изменяется при помощи промежуточных реле 1К –5К (см. рис. 14); трехфазного короткозамкнутого асинхронного двигателя для вращения якоря генератора. Для пуска в ход асинхронного двигателя на панели стенда предусмотрена кнопка «пуск».

В цепь возбуждения генератора включен регулировочный реостат R1 для изменения тока возбуждения и амперметр на 2А для его измерения.

– амперметр постоянного тока на 30 А для измерения тока нагрузки;

V – вольтметр постоянного тока на 150 В для измерения напряжения генератора.

Рис. 14. Схема для исследования генератора

А) независимого; б) параллельного возбуждения

Рис. 15. Схема управления нагрузкой генератора

Методические указания по выполнению работы

1. Ознакомиться с машинами, аппаратурой, приборами и записать технические характеристики генератора в табл.1.

Таблица 1

PН, кВт	UН, В	IН, А	nН, об/мин	RЯ, Ом

2. Собрать электрическую цепь по схеме (рис.14, а).

3. Снять характеристику холостого хода: пустить в ход первичный двигатель нажатием кнопки «пуск»; записать ЭДС, индуктируемую в якоре полем остаточной намагниченности , в табл. 2; включить цепь возбуждения и, не нагружая генератор, постоянно увеличивать ток возбуждения реостатом R1 от нуля до возможного максимума. Показания приборов записать в табл. 2 для 6-7 положений движка реостата R1.

Таблица 2

Опыт	IВ, А	Е0, В
1
2
3
4
5
6
7

По данным табл. 2 построить характеристику холостого хода .

4. Снять внешнюю характеристику: установить реостатом R1 в цепи возбуждения такой ток , чтобы при отключенной нагрузке напряжение на зажимах генератора было равно номинальному; увеличивая нагрузку последовательным нажатием кнопок «SВ1», «SB2», «SВ3», «SВ4», записать показания приборов в табл. 3; отключить нагрузку нажатием кнопки «Х.Х.».

По данным табл. 3 построить внешнюю характеристику .

Таблица 3

Опыт	I, А	U, В
1 (Х.Х.)
2
3
4
5

5. Снять регулировочную характеристику: установить реостат R1 в цепи возбуждения ток , чтобы напряжение на зажимах генератора было равно номинальному при отключенной нагрузке. Записать показания амперметров в табл. 4; последовательным нажатием кнопок «SB1», «SB2», «SB3» увеличивать нагрузку, а реостатом R1 регулировать ток так, чтобы напряжение оставалось постоянным. Показания амперметров записать в табл. 4 и по ее данным построить регулировочную характеристику .

Таблица 4

Опыт	I, A	IВ , А
1 (Х.Х.)
2
3

6. Собрать электрическую цепь по схеме (см. рис. 14, б).

7. Снять внешнюю характеристику генератора параллельного возбуждения, руководствуясь п. 4.

Для проведения опыта короткого замыкания нажать на несколько секунд кнопку «SВ5». Записать бросок тока, который соответствует критическому , а также установившейся ток короткого замыкания . После чего кнопкой «X.X.» отключить нагрузку. Показания приборов записать в табл. 5.

Обе внешние характеристики (пп. 4 и 7) построить в одной системе координат.

Таблица 5

Опыт	I, А	IВ, А	U, В
1 (Х.Х.)
2
3
4
5
6
7(КЗ)		--

8. Снять регулировочную характеристику, руководствуясь п.5. Результаты измерений записать в табл. 6.

Таблица 6

Опыт	I, А	IВ, А
1
2
3

Построить регулировочную характеристику генератора параллельного возбуждения по данным табл. 6.

9. По данным табл. 5 рассчитать КПД генератора по формуле (3), Заполнить табл. 7 и по ее данным построить график зависимости КПД от тока нагрузки.

Таблица 7

Опыт	U, В	I, А	IВ, А	IЯ, А	PЯ, Вт	PВ, Вт	Р1, Вт	Р2, Вт	, %
1
2
3
4
5
6