Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Рабочие характеристики генератора независимого возбуждения.
Внешняя характеристика — U=f(I) при I в = const и п = const. Для снятия внешней характеристики следует привести генератор во вращение с номинальной частотой вращения и установить такой ток возбуждения I в, чтобы при I= IН= Ос (рис. 4.13) иметь номинальное напряжение на зажимах генератора UH= Са = ОБ. Затем постепенно разгружают генератор до холостого хода. Напряжение; на зажимах генератора растет и при I = 0 достигает значения Uo = ОА. Следовательно,
(4.11) Внешнюю характеристику можно построить, используя характеристику холостого хода и треугольник короткого замыкания.
Рис. 4.12. Внешняя характеристика генератора независимого возбуждения
Рис. 4.13. Построение внешней характеристики генератора независимого возбуждения
Рис. 4.14. Регулировочная характеристика генератора независимого возбуждения Пусть ток возбуждения генератора I в, остающийся величиной постоянной, задан отрезком Оа (рис. 4.11). Из точки а проведем прямую, параллельную оси ординат до пересечения с характеристикой холостого хода в точке b. Тогда ab = Еа0 = Uo, где Еa0 — ЭДС, a Uo — напряжение на зажимах генератора при холостом ходе. Построим из точки а треугольник короткого замыкания аА'В', соответствующий какому-нибудь току I, например I = I ном. Катет аВ' = IHRa направим по линии аb и заставим треугольник А'В'а скользить вдоль нее, параллельно самому себе до тех пор, пока точка А' не попадет на характеристику холостого хода и треугольник А'В'а не займет положение треугольника ABC, Отрезок Оа' представляет собой результирующую МДС машины, т.е. МДС основных полюсов Оа, уменьшенную на величину размагничивающей МДС якоря аа'. Отрезок а'А = АВ определяет ЭДС генератора при данной нагрузке, а отрезок аС= аВ— ВС — напряжение на зажимах генератора U при I = I н. Чтобы получить напряжение U для других токов, например I = 0,5 I ном, нужно проделать то же построение, уменьшив все стороны треугольника короткого замыкания в 2 раза. Для простоты можно поделить отрезок аа' пополам, перенести точку а" в точку А на характеристике холостого хода и затем провести через точку прямую А1С1 параллельно гипотенузе АС. Отрезок Ас1 даст искомое напряжение U при I = 0,5 I ном. Отложим в заданном масштабе токи I = 0, 0,5 Iном , Iном и т. д. влево от оси ординат и перенесем соответствующие им точки b1, С1, С в точки d0, d1, d. Тогда кривая dod1d будет представлять coбoй внешнюю характеристику генератора.
Рис. 4.15. Построение регулировочной характеристики генератора независимого возбуждения Регулировочная характеристика — I в = f (I) при U= const и п = const. Поскольку при уменьшении нагрузки напряжение на зажимах генератора растет, то, чтобы поддержать его постоянным, нужно уменьшать ток возбуждения I в. Примерная регулировочная характеристика показана на рис. 4.14. Ее можно построить так же, как и внешнюю характеристику, по характеристике холостого ход и треугольнику короткого замыкания. Для этого проведем линию DC параллельно оси абсцисс на расстоянии 0 D = Uном от пocледней (рис. 4.16). Построив треугольник короткого замыкания АBC для какого-нибудь, например номинального, тока, расположим этот треугольник так, чтобы вершина А лежала на характеристике холостого хода, а вершина С — на прямой DC; этим определяется необходимый для создания напряжения Uном ток возбуждения I ном = 0a. Перенеся точку а вниз от оси абсцисс соответственно току I ном, получим точку N регулировочной характеристики, соответствующую номинальной нагрузке. Так же строят и другие точки регулировочной характеристики, например точка М для I =0,5 I ном, при этом все стороны треугольника короткого замыкания изменяются пропорционально току I. Для холостого хода I в0=0a0.Регулировочная характеристика определяется кривой NMa0.
Рис. 4.16. Нагрузочная характеристика генератора независимого возбуждения 1- характеристика холостого хода; 2-нагрузочная характеристика Нагрузочные характеристики — U = f (I в) при I = const и п = const. Напряжение на зажимах генератора всегда меньше ЭДС вследствие падения напряжения в якоре и реакции якоря. При I = const действие этих двух факторов почти постоянно, поэтому нагрузочная характеристика (кривая 2 на рис. 4.16) расположена почти параллельно характеристике холостого хода. Так же, как и другие характеристики хода, нагрузочные можно построить по характеристике холостого и треугольнику короткого замыкания. Поскольку I =const, то при построении нужно перемещать треугольник короткого замыкания ABC параллельно самому себе, скользя вершиной A по характеристике холостого хода (см. рис. 4.16).
Характеристики генератора параллельного возбуждения. Генератор параллельного возбуждения (см. рис. 4.2) работает с самовозбуждением. Для этого необходимо, чтобы в генераторе был небольшой (2...5% номинального) поток остаточного намагничивания Фост. Если, замкнув цепь возбуждения, привести генератор во вращение с некоторой, например, номинальной частотой вращения, то на его зажимах появится небольшое напряжение и по цепи возбуждения потечет ток, который создаст добавочный поток намагничивания Фдоб. В зависимости от направления тока в обмотке возбуждения поток Фдоб может быть направлен либо встречно относительно потока Фост, либо согласно с ним. Генератор может самовозбудиться только при согласном направлении обоих потоков. Другими словами, процесс самовозбуждения генератора может идти в одну сторону, определяемую направлением потока Фост. При согласном направлении обоих потоков результирующий поток возбуждения увеличивается; это приводит к увеличению индуцируемой в якоре ЭДС и, в свою очередь, вызывает дальнейшее увеличение тока и потока возбуждения. Выясним предел, до которого идет процесс самовозбуждения. При этом будем считать, что генератор работает вхолостую, т.е. I = 0. При самовозбуждении уравнение ЭДС цепи возбуждения можно записать в следующем виде: , (4.11) или (4.12) где u 0 — переменное напряжение на зажимах генератора и, следовательно, на зажимах цепи возбуждения; RB — сопротивление цепи возбуждения; LB — индуктивность цепи возбуждения. Если RB = const, то падение напряжения IBRB изменяется прямо пропорционально току I в. Графически оно изображается прямой 1 на рис. 4.17, идущей под углом α к оси абсцисс, причем tg α = IBRB/IB = RB. (4.14) Следовательно, каждому значению RB соответствует прямая, выходящая из начала координат под углом, определяемым формулой (4.14). На рис. 4.17 характеристика холостого хода отражена кривой 2. Отрезки ординат между кривыми 2 и 1 дают разность u 0 - IBRB = d(LBIB)/dt; и служат мерой интенсивности происходящего процесса самовозбуждения. Очевидно, что этот процесс окончится тогда, когда разность u 0 – I B R B станет равна нулю другими словами, когда характеристики 1 и 2 пересекутся. Таким образом, установившееся значение тока I в определяется точкой пересечения А характеристик 1 и 2.
Рис. 4.17. Графическое обоснование самовозбуждения генератора параллельного возбуждения: 1,3,5- зависимости U0 от Iв при различных Rв; 2,4 -характеристики холостого хода при различных n
Рис. 4.18 Характеристика холостого хода генератора параллельного возбуждения 1- при увеличении тока Iв; 2 – при уменьшении тока Iв; 3 – усредненная. Если увеличивать сопротивление RB, т.е. угол α (кривые 3 и 4) то точка A будет скользить по характеристике холостого хода в направлении к точке О. При некотором сопротивлении R в.кр, которое называется критическим сопротивлением, прямая 1 будет касательной к начальной части характеристики холостого хода (рис. 4.17, прямая 3). В этих условиях генератор практически не возбуждается. Поскольку при заданных масштабах напряжения u0 и тока I В наклон характеристики холостого хода зависит от частоты вращения якоря, то очевидно, что каждой из них соответствует свое критическое сопротивление Rв.кр. Так, например, для характеристики холостого хода 4, соответствующей большей частоте вращения, критическое сопротивление определяется прямой 5.
Характеристика холостого хода — U0 = f(IB) при I a = 0 и п = const. Эта характеристика снимается так же, как и при независимом возбуждении. Однако самовозбуждение генератора параллельного возбуждения возможно только в одном направлении. Поэтому характеристику холостого хода этого генератора можно снять тоже только при одном направлении тока возбуждения (рис. 4.18). Поскольку при холостом ходе генератора параллельного возбуждения по его якорю течет ток Iа = I в, то в генераторе появляется реакция якоря и возникает падение напряжения. Но ток I в обычно не превышает 2... 3 % I ном. Поэтому характеристика холостого хода, снятая при самовозбуждении, практически совпадает с соответствующей характеристикой при независимом возбуждении. Внешняя характеристика — U=f(I) при RB = const и п = const. На рис. 6.61 кривая 1 представляет собой внешнюю характеристику генератора параллельного возбуждения, а кривая 2 — внешнюю характеристику этого генератора при работе с независимым возбуждением. При работе с самовозбуждением падение напряжения с увеличением нагрузки происходит быстрее. Это объясняется тем, что при увеличении нагрузки генератора параллельного возбуждения, кроме реакции якоря и падения напряжения в якоре, еще имеет место уменьшение тока возбуждения I В = = U/RB = U, которое влечет за собой уменьшение потока и соответствующее уменьшение ЭДС и напряжения на зажимах генератора.
Рис. 4.19 Внешние характеристики генератора: 1- параллельного возбуждения; 2- независимого возбуждения На рис. 4.19 видно, что если увеличить нагрузку сверх номинальной в генераторе независимого возбуждения, то изменение напряжения пойдет по линии 2; при коротком замыкании (UK = 0) ток в якоре I к будет недопустимо большой и может повредить обмотку якоря. При работе с самовозбуждением (см. рис. 4.19, кривая 1) нагрузки будет увеличиваться только до критического значения I кр, обычно не превышающего номинальный ток больше чем в 2—2,5 раза, а затем ток I начинает уменьшаться. При коротком замыкании U = 0 и I в = 0, а по якорю течет ток I к ост, определяемый только потоком Фост. Обычно I к.ост< Iном. Следовательно, для генератора параллельного возбуждения замыкание опасно главным образом с точки зрения коммутационных условий при переходе через критический ток, но все же оно менее опасно, чем для генератора независимого возбуждения.
Повышение значения напряжения Δ U отноминального до напряжения холостого хода на зажимах генератора параллельного возбуждения гораздо больше, чем в генераторе независимого возбуждения и в зависимости от степени насыщения машины достигает 30...35 % и более. Построение внешней характеристики генератора параллельного возбуждения выполняется так же, как для генератора независимого возбуждения, с той лишь разницей, что в генераторе независимого возбуждения ток возбуждения i в не зависит от напряжения на зажимах генератора U, а в генераторе самовозбуждения ток I в изменяется пропорционально напряжению U. Соответственно этому зависимость I в =f(U) изображается на рис. 4.13 прямой ab параллельной оси ординат, а на рис. 6.62 — прямой Ob, денной из начала координат под углом α, причем tg α = RB. Поэтому треугольник короткого замыкания AВС в первом случае помещается между характеристикой холостого хода и прямой ab, а во втором — между той же характеристикой и прямой Ob. Рис. 4.20. Построение внешней характеристики генератора параллельного возбуждения Слева от оси ординат на рис. 4.20 построена внешняя характеристика по точкам для I = 0, I = 0,5 I ном и I = I ном. Чтобы получить критический ток I кр, нужно провести к характеристике холостого хода касательную MN параллельно прямой Ob и в точке касания Aп провести прямую АпСп параллельно гипотенузе АС треугольника ABC. Тогда I кр = IН0М((АпСп)/АС). Регулировочные характеристики для генераторов с независимым и параллельным возбуждением одинаковы. Это же относится и к нагрузочным характеристикам. Генератор последовательного возбуждения. Поскольку в генераторе последовательного возбуждения обмотка возбуждения соединена последовательно с якорем (см. рис. 4.3), то ток возбуждения этого генератора равен току нагрузки I. Следовательно, характеристика холостого хода генератора и его нагрузочные характеристики можно снять только по схеме с независимым возбуждением. Для этого нужно отсоединить обмотку возбуждения от якоря и питать ее от постороннего источника постоянного тока. Характеристики имеют вид, показанный на рис. 4.9. При независимом возбуждении снимается и характеристика короткого замыкания. По ней можно построить треугольник короткого замыкания (см. рис. 6.53). Имея характеристику холостого хода и треугольник короткого замыкания, можно построить внешнюю характеристику, т. е. зависимость U = f (I) при п = const. Действительно, пусть кривая 1 на рис. 4.21 представляет собой характеристику холостого хода. Построим из точки С’ на оси абсцисс треугольник короткого замыкания А'В'C’ для какого-нибудь тока нагрузки, например I = I ном, и будем перемещать его параллельно оси ординат до тех пор, пока он не займет положение треугольника ABC с вершиной А на характеристике холостого хода. Тогда точка С будет точкой внешней характеристики. Будем считать, что стороны треугольника А'В'С’ изменяются пропорционально току I. Тогда геометрическое место точек А' определяется прямой 2. Аналогичное построение производим для других токов, например I = 0,5 I ном и 0,25 I НОМ.
Соединив точки С, С1 и С2, получим кривую 3, представляющую собой внешнюю характеристику генератора последовательного возбуждения. Генератор смешанного возбуждения. Поскольку генератор смешанного возбуждения имеет параллельную и последовательную обмотки возбуждения, то он совмещает в себе свойства генераторов обоих типов. Обычно обе обмотки включаются согласно, причем параллельная обмотка создает номинальное напряжение на зажимах генератора смешанного возбуждения при его холостом ходе, а последовательная компенсирует МДС реакции якоря и падение напряжения в якоре при определенной нагрузке. Этим достигается автоматическое регулирование напряжения генератора в определенных пределах нагрузки. Зная характеристики генераторов параллельного и последовательного возбуждения, легко объяснить характеристики генератора смешанного возбуждения. Так, например, при холостом ходе ток нагрузки, а следовательно, и ток последовательной обмотки равны нулю. Поэтому характеристика холостого хода генератора смешанного возбуждения ничем не отличается от соответствующей характеристики генератора параллельного возбуждения. Нагрузочные характеристики генератора смешанного возбуждения имеют тот же вид, что и соответствующие характеристики генератора параллельного возбуждения или генератора независимого возбуждения, но они могут расположиться выше характеристики холостого хода, поскольку в генераторе смешанного возбуждения напряжение U при нагрузке может быть больше (при перекомпенсации), чем при холостом ходе. Наибольший интерес представляет собой внешняя характеристика генератора смешанного возбуждения, т.е. зависимость U = f (I) при п = const и Rв = const. Рассчитаем последовательную обмотку генератора так, чтобы она могла скомпенсировать реакцию якоря и падение напряжения в якоре при I = I ном. В этом случае генератор называется нормально компенсированным, его внешняя характеристика имеет вид кривой 2, представленной на рис. 6.64. Однако чаще приходится поддерживать постоянным напряжение не на зажимах генератора, а у приемников электроэнергии, для чего нужно добавочно скомпенсировать падение напряжения в линии. В этом случае генератор называется перекомпенсированным и его внешняя характеристика приобретает вид кривой 2, изображенной на рис. 4.22. Для сравнения на рис. 4.22 также показаны внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения (кривая 3) и внешняя характеристика генератора смешанного возбуждения с противовключением, т.е. встречным включением обеих обмоток возбуждения (кривая 4).
Рис. 4.22 Внешние характеристики генератора смешанного возбуждения: 1-нормально компенсированного; 2-перекомпенсированного; 3- внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения; 4 – внешняя характеристика генератора смешанного возбуждения с противовключением
Рис. 4.23 Регулировочные характеристики генератора смешанного возбуждения: 1-нормально компенсированного; 2-перекомпенсированного. Соответственно внешним характеристикам 1 и 2, приведенным на рис. 4.22, регулировочные характеристики генератора смешанного возбуждения имеют вид кривых 7 и 2, представленных на рис. 4.22. Генераторы смешанного возбуждения применяют в случаях, когда нужно поддерживать постоянное напряжение U при резко переменной нагрузке.
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; просмотров: 970; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.85.211.2 (0.156 с.) |