Генератор с самовозбуждением.

При вращении якоря генератора - даже без подачи внешнего напряже­ния возбуждения- в якорной обмотке наводится эдс за счет остаточ­ного магнитного поля статора.

Е=Се n Фост. 18.5.

При подключении Вращающейся ЯО к параллельной ОВ может произойти лавинообразный процесс возрастания напряжения в ЯО -генератор самовозбуждается. Существуют кри­тические значения частот вращения и сопротивлений цепи ОВ при которых самовозбуждение невозможно.

Если у ОВ изменить полярность подключения к выводам ЯО машина размагни­тится без самовозбуждения. То же самое произойдет при смене направления вращения ГПТ. Обычно в ГПТ с самовозбуждением используют комбинацию включения шунтовых (параллельных) и сериесных (последовательных) ОВ.

В ГПТ с самовозбуждением с параллельной ОВ допускается короткое замыкание ЯО. При наличии последовательной ОВ или доба­вочных полюсов КЗ в ЯО недопустимо.

Генератор с независимым (внешним) возбуждением (ГПТНВ).

В ГПТНВ на независимую ОВ подают напряжение от отдельного источника питания. При этом последовательную ОВ можно включить в цепь якоря для увеличения (или уменьшения) суммарного магнитного потока и выходного напря­жения при изменении тока нагрузки.

Характеристики ГПТ.

Существуют пять основных характеристик генераторов: характеристика холостого хода (ХХ), короткого замыкания (КЗ), внешняя, регулировочная и нагрузочная.

Характеристика ХХ- зависимость напряжения на зажимах якорной обмотки от напряжения ОВ при нулевом токе якоря.

Внешняя характеристика-зависимость напряжения ГПТ от тока нагрузки при постоянном токе возбуждения.

Регулировочная характеристика-зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при постоянном напряжении ГПТ.

Нагрузочная характеристика-зависимость выходного напряжения от тока возбуждения при фиксированном токе нагрузки.

Характеристика короткого замыкания- зависимость тока короткого замыкания предварительно размагниченной машины от тока возбужде­ния.

 

 

Рис.18.1. Схематичное изображение простейшего двухполюсного ГПТ. Якорь генератора содержит две ветви, отмеченных цифрами 1-2-3-4-5 и 1-8-7-6-5.

 

ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Изучите конструкцию машины постоянного тока. Найдите ее основные узлы: станину, якорь, коллекторно-щеточный механизм, обмотки возбуждения, вентилятор системы охлаждения.

2. Найдите выводы обмоток машины постоянного тока. Измерьте их сопротивление и занесите в таблицу 18.1.

Таблица 18.1.

С1-С2 Я1-Я2 Ш1-Ш2

R= Ом R= Ом R= Ом

3. Соберите схему для исследования генератора с независимым возбуждением. Измерьте зависимость напряжения холостого хода на ЯО от тока возбуждения Iв в режиме холостого хода при постоянной частоте вращения (характеристику холостого хода). Измерения провести дважды: при увеличении тока возбуждения от 0 до максимального значения а затем при уменьшении тока от максимального
значения до нуля. Обратите внимание на расхождение прямой и обратной ветвей характеристики холостого хода. Результаты занести в таблицу 18.2.

 

Рис.18.2. Схема генератора постоянного тока с независимым возбуждением.

 

Таблица 18.2.Характеристика холостого хода

Iв, А

Uн, В

Iв, А

Uн, В

4. Исследовать зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при постоянной частоте вращения и постоянном напряжении (регулировочная характеристика). Результаты занести в таблицу 18.3.

 

 

Таблица 18.3. Регулировочная характеристика

Iн, А

I в, А

5. Исследовать зависимость напряжения от тока возбуждения при постоянной частоте вращения и постоянном токе нагрузки (нагрузочную характеристику). Результаты занести в таблицу 18.4.

Таблица 18.4. Нагрузочная характеристика.

U, В

I, А

6. Снимите зависимость напряжения генератора от тока нагрузки при постоянной частоте вращения и постоянном токе возбуждения (внешняя характеристика).

Таблица 18.5.Внешняя характеристика

U, В

I, А

7. Соберите схему для исследования генератора с параллельным возбуждением. Исследуйте процесс самовозбуждения генератора.

 

 

Рис.18.3. Схема ГПТ с параллельным возбуждением.

8. Исследуйте зависимость напряжения генератора от тока нагрузки.

Таблица 18.6. Внешняя характеристика генератора.

U, В

I, А

9. Соберите схему для исследования ГПТ с последовательным возбуждением.

Исследуйте зависимость напряжения на нагрузке от тока.

 

 

Рис.18.4. Схема ГПТ с последовательным возбуждением.

 

Таблица 18.7. Зависимость напряжения на нагрузке от тока.

U, В

I, А

9. Соберите схему для исследования генератора со смешанным возбуждением. Исследуйте зависимость напряжения от тока при различном сочетании включения шунтовой и сериесной обмоток.

 

Рис.18.5. Схемы ГПТ со смешанным возбуждением.

 

Таблица 18.7. Внешняя характеристика при сложении и вычитании потоков возбуждения

U, В

I, А

U, В

I, А

Рис.18.6. Распределение ЭДС в соответствии с потенциальной кривой.

Точки 1,2….8- контакты коллектора.

Выводы

Контрольные вопросы

1. Почему характеристика холостого хода для прямой и обратной ветвей раз-

личны?

2. Что такое регулировочная характеристика?

3. Что такое внешняя характеристика?

4. Что такое нагрузочная характеристика?

5. Что такое реакция якоря и в чем она проявляется?

6. Что называется потенциальной кривой?

7. Начертите схему генератора с внешним возбуждением?

8. Начертите схему генератора со смешанным возбуждением?

9. Почему в шунтовом генераторе короткое замыкание не опасно?

10. Почему в сериесном генераторе короткое замыкание опасно?

11. Всегда ли в компаундном генераторе короткое замыкание опасно?

12. Почему генератор возбуждается при одном направлении вращения и не

возбуждается при другом?

13. Где используют различное включение сериесной и шунтовой обмоток?

14. Почему во вращающемся якоре возникает эдс даже без подачи напряжения

возбуждения? Будет ли возникать эдс, если статор выполнить из пластин

электротехнической стали?

15. Почему в генераторе с внешним возбуждением короткое замыкание опас

но?

16. Почему генератор самовозбуждается при вращении в одну сторону и не

возбуждается при вращении в противоположную сторону?

17. В каком случае сериесная обмотка увеличивает и в каком слу­чае уменьша

ет выходное напряжение и почему? В каких уст­ройствах это явление

применяется?

18. К чему приводит реакция якоря в генераторах? Как уменьшают реакцию

якоря?

19. Устройство и принцип действия генератора постоянного тока?

20. Где применяют генератор постоянного тока?

21. Что входит в выражение для электромагнитной мощности?

22. Что такое магнитная характеристика?

23. Дайте определение регулировочной характеристике.

24. Назначение компенсирующих обмоток в МПТ?

25. Дайте определение внешней характеристики генератора с параллельной

ОВ? С сериесной ОВ?

26. Начертите внешние характеристики генератора и объясните их поведение.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №19