U-образные характеристики синхронного генератора

 

Зависимость тока якоря от тока возбуждения, называемая U-образной характеристикой, представлена на рис. 1.40. Для каждой мощности имеется вполне определенный ток возбуждения, которому соответствует минимум тока якоря. Чем больше мощность, тем большим должен быть ток возбуждения, отвечающий минимальному току якоря. Штриховая кривая, проведенная через точки минимумов, соответствует режимам работы генератора с соsц = 1.

6)Уравнения токов и намагничивающих сил асинхронного электродвигателя.

Основной магнитный поток Ф в асинхронном двигателе создается совместным действием намагничивающих сил обмоток статора F1 и ротора F2

 

Ф = (F1+F2) / Rм = F0 / Rм,

 

где Rм - магнитное сопротивление магнитной системы двигателя потоку Ф;

F0 = F1 + F2 - результирующая намагничивающая сила (н.с.) асинхронного двигателя, численно равная н.с. обмотки статора в режиме холостого хода.

 

Величина этой н.с. определяется выражением

 

F0 = 0,45 m1 (I0ω 1 / p) K1,

 

где I0 - ток холостого тока, т.е. ток в обмотке статора в режиме холостого хода.

Намагничивающие силы обмоток статора и ротора в режиме нагруженного двигателя

 

F1 = 0,45 m1 (I1ω 1 / p) K1,

F2 = 0,45 m2 (I2ω 2 / p) K2,

 

где m1 - число фаз в обмотке ротора;

K2 - обмоточный коэффициент обмотки ротора.

При изменениях нагрузки на валу двигателя меняются токи I1 и I2 в обмотках, что вызывает соответствующие изменения намагничивающих сил обмоток статора и ротора. Но основной магнитный поток Ф при этом сохраняется неизменным. Дело в том, что напряжение, подведенное к обмотке статора, неизменно (U1 = const) и почти полностью уравновешивается электродвижущей силой (э.д.с.) Е1 обмотки статора Ử1 ≈ - Ẻ1.

 

 

Обмотка якоря и обмотка возбуждения включены параллельно. В этой схеме: I – ток, потребляемый двигателем из сети, Iя – ток якоря, Iв – ток возбуждения. Из первого закона Кирхгофа следует, что I = Iя + Iв.

7)Двигатель параллельного возбуждения. Характеристики. Регулирование частоты вращения.

 

Естественная механическая характеристика.

Естественная механическая характеристика описывается формулой

При холостом ходе М = 0 и nх = U/СЕФ.

Если Ф = const, то уравнение механической характеристики принимает вид:

n = nх – bМ, (1.8)

где b = Rя/СЕФ.

Из (1.8) следует, что механическая характеристика (рис. 1.26, прямая 1) – прямая с углом наклона a и угловым коэффициентом b. Так как у двигателей постоянного тока Rя мало, то с увеличением нагрузки на валу частота вращения n изменяется незначительно – характеристики подобного типа называются «жесткими».

Ток, потребляемый двигателем из сети, практически растет пропорционально моменту нагрузки. Действительно, М» Мэм = См Iя Ф, и так как у двигателя параллельного возбуждения Ф = const, то Iя ~ М.

Регулировочная характеристика.

Ее характер определяется зависимостью (1.5), из которой следует, что частота вращения обратно пропорциональна магнитному потоку и, следовательно, току возбуждения Iв. При токе возбуждения Iв = 0, что может быть при обрыве цепи возбуждения, магнитный поток равен остаточному Фост и частота вращения становится настолько большой, что двигатель может механически разрушиться, – подобное явление называется разносом двигателя.

Физически явление разноса объясняется тем, что вращающий момент (1.2)

Тормозные режимы.

=Генераторное торможение возникает в тех случаях, когда частота вращения якоря n становится больше частоты вращения при идеальном (т.е. при Мпр = 0) холостом ходе nx (n>nx). Переход в этот режим из режима двигателя возможен, например, при спуске груза, когда момент, создаваемый грузом, приложен к якорю в том же направлении, что и электромагнитный момент двигателя, т.е. тогда, когда момент нагрузки действует согласно с электромагнитным моментом двигателя и он набирает скорость, большую чем nx

=Торможение противовключением возникает в работающем двигателе, когда направление тока в якоре или тока возбуждения переключается на противоположное. Электромагнитный момент при этом изменяет знак и становится тормозным.

Работе двигателя с противоположным направлением вращения соответствуют механические характеристики, располагающиеся в квадрантах II и III (например, естественная характеристика 2 на рис. 1.30).

=Динамическое торможение возникает в тех случаях, когда якорь двигателя отключается от сети и замыкается на сопротивление динамического торможения Rд.т. Уравнение характеристики (1.6) принимает вид: n= что соответствует семейству прямых 4 (при разных Rд.т), проходящих через начало координат. При переключении в этот режим рабочая точка a1 переходит на одну из характеристик 4, например, в точку a6, а затем перемещается по прямой 4 до нуля. Якорь двигателя тормозится до полной остановки. Изменением сопротивления Rд.т можно регулировать ток якоря и скорость