Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения - файл 1.doc


Исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения
скачать (344 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc344kb.20.12.2011 13:18скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Тема: Исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения.

Цель: Изучить конструкцию генератора постоянного тока независимо возбуждения и приобрести практические навыки в сборке схем и опытам исследовании генератора при снятии данных и построении основных характеристик; получить экспериментальное подтверждение теоретическим сведениям о генераторах постоянного тока независимого возбуждения.

Программа работы:

  1. Ознакомиться с конструкцией генератора и приводного двигателя, записать их паспортные данные и данные измерительных приборов и регулирующих, устройств.

  2. Собрать схему по рис. 2 и после проверки её преподавателем, произвести
    пробный пуск генератора; проверить возможность регулировки напряжения нагрузки генератора.

  3. Снять данные и построить характеристику х.х. генератора, определить коэффициент магнитного насыщения.

  4. Снять данные и построить внешнюю характеристику генератора определить номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки.

  5. Снять данные и построить регулировочную характеристику генератора.

  6. Составить отчёт и сделать заключение о проделанной работе.

Подготовка к работе.

Повторить теоретический материал: реакция якоря машины постоянно тока, учёт размагничивающего действия реакции якоря; процесс работы основные характеристики.

В процессе работы генератора постоянного тока в обмотке якоря индуцируется ЭДС Еа [см. (25.20)]. При подключении к генератору нагрузки в цепи якоря возникает ток, а на выводах генератора устанавливается напряжение определяемое уравнением напряжений для цепи якоря генератора:

U=Ea-Ia∑r (1.1)

Здесь

∑r=ra+rд+rк.о+rс+rщ (1.2)

— сумма сопротивлений всех участков цепи якоря: обмотки якоря rа, обмотки добавочных полюсов кд, компенсационной обмотки rк.о,, последовательной обмотки возбуждения rс и переходного щеточного контакта rщ.

При отсутствии в машине каких-либо из указанных обмоток в (1.2) не входят соответствующие слагаемые.

Якорь генератора приводится во вращение приводным двигателем, который создает на валу генератора вращающий момент М1. Если генератор работает режиме х.х. (Iа = 0), то для вращения его якоря нужен сравнительно небольшой момент холостого хода Мй . Этот момент обусловлен тормозными моментами, возникающими в генераторе при его работе в режиме х.х.: моментами от сил трения и вихревых токов в якоре.

При работе нагруженного генератора в проводах обмотки якоря появляется ток который, взаимодействуя с магнитным полем возбуждения, создает на якоре электромагнитный момент М [см. (25.24)]. В генераторе этот момент направлен встречно вращающему моменту приводного двигателя ПД (рис. 1.1), т. е. является нагрузочным (тормозящим).



Рис. 1 Моменты, действующие в генераторе постоянного тока

При неизменной частоте вращения (n = const) вращающий момент приводного двигателя M1 уравновешивается суммой противодействующих моментов: моментов х.х. Мо и электромагнитным моментом М, т. е.

М10+М. (1.3)

Выражение (1.3) — уравнение моментов для генератора при п = сопst. Умножив члены уравнения (1.3) на угловую скорость вращения якоря ω, получим уравнение мощностей:

Р1=Ро+Рэм, (1.4)

где Р1 1ω— подводимая от приводного двигателя к генератору мощность (механическая); РоM0ω — мощность х.х., т. е. мощность, подводимая генератору в режиме х.х. (при отключенной нагрузке); Рэм =Мω электромагнитная мощность генератора.

Согласно (25.27), получим Рэм=EaIa или с учетом (1.1)

Pэм=UIa+I2a∑r=P2+Pэа (1.5)

где Р2 — полезная мощность генератора (электрическая), т. е. мощность, отдаваем генератором нагрузке; РЭа — мощность потерь на нагрев обмоток и щеточного контакта в цепи якоря (см. § 29.8).

Учитывая потери на возбуждение генератора Рэв , получим уравнен мощностей для генератора постоянного тока:

P1=P2+P0+Pэа+Pэв (1.6)

Следовательно, механическая мощность, развиваемая приводным двигателем Р1 , преобразуемся в генераторе в полезную электрическую мощность Р2 передаваемую нагрузке, и мощность, затрачиваемую на покрытие потерь(Ро+Рэа+Рэв).

Так как генераторы обычно работают при неизменной частоте вращения, то их характеристики рассматривают при условии п= const . Рассмотрим основные характеристики генераторов постоянного тока.

Характеристика холостого хода — зависимость напряжения на выходе генератора в режиме х.х. Uo от тока возбуждения 1В:

Uo =f(lB ) при I = 0 и п = const.

Нагрузочная характеристика — зависимость напряжения на выходе генератора U при работе с нагрузкой от тока возбуждения 1В:

U = f (1В) при I≠0 и п = const.

Внешняя характеристика — зависимость напряжения на выходе генератора U от тока нагрузки I :

U = f(IB) при rрг = const и п = const

где rрг — регулировочное сопротивление в цепи обмотки возбуждения.

Регулировочная характеристика — зависимость тока возбуждения 1В от то нагрузки I при неизменном напряжении на выходе генератора:

1В - f(I) при U = const и п = const.

Вид перечисленных характеристик определяет рабочие свойства генераторов постоянного тока.

^ Порядок выполнения работы.

Схема соединений; В качестве приводного двигателя в схеме (рис.1.1)применён двигатель постоянного тока параллельного возбуждения. Генератор постоянного тока имеет независимой возбуждение, т.е. его обмотка возбуждения (ОВ) электрически не соединена с обмоткой якоря и подключена к постороннему источнику постоянного тока через потенциометр Rn.

Собрав схему по рис. 2, после проверки её преподавателем замыкают рубильник Р1 и пускают приводной двигатель. При этом Р2 и Р3 должны быть разомкнуты. Затем, установив номинальную частоту вращения, замыкают РЗ и потенциометром Rn устанавливают такую величину тока, возбуждения при котором напряжение на выходе генератора равно номинальному. После этого замыкают Р2 и проверяют возможность нагрузки генератора.



Рис. 2. Схема включения генератора постоянного тока независимого возбуждения

^ Характеристика холостого хода.

Характеристика х.х. представляет собой зависимость ЭДС генератора режиме х.х. Е0 от тока возбуждения Iв при номинальной частоте вращения n=nном, Данные для построения этой характеристики получают следующим образом. При разомкнутых Р2 и РЗ устанавливают номинальную частоту вращения и в течении всего опыта поддерживают её неизменной. Затем измеряют ЭДС генератора Еост (ЭДС остаточного магнетизма) и, включив РЗ, потенциометром Rn постепенно увеличивают ток возбуждения Iв до величины, при которой ЭДС генератора достигает значения E0=1,15Uhom. При этом через приблизительно одинаковые интервалы ЭДС Ео снимают показания вольтметра V и амперметра А2 и заносят их в таблицу1.1.Так получают данные для построения восходящей(намагничивающей) ветви характеристики х.х.

При этом необходимо следить тем, чтобы изменения тока возбуждения происходили только в направлении его нарастания. Затем с помощью потенциометра постепенно уменьшают ток возбуждения до 1в =0 и вновь снимают показания вольтметра и амперметра А2 заносят их в таблицу. Так получают данные нисходящей (размагничивающей) ветви характеристики х.х. В этом случае необходимо, чтобы изменения тока возбуждения происходили только в направлении его убывания.


№ измерения

Намагничивание

№ измерения

Размагничивание

E0, В

Iв, А

E0, В

Iв, А








































Рис 3 Характеристика холостого хода
Построив обе ветви характеристики, проводят между ним среднюю линию которую и принимают за характеристику х.х. рис. 3 Затем к характеристике х.х. проводят касательную, а из а рис. 1.2.6 соответствующей номинальному напряжению (E0=Uhom), проводят прямую ас. Коэффициент магнитного насыщения:

Кμ=ас/аb

Для машин постоянного тока Кμ= 1.20 .. 1,75
Внешняя характеристика.

Внешняя характеристика генератора представляет собой зависимость напряжения на выходе генератора U от тока нагрузки Iа при номинальной частоте вращения n=nном =const и неизменном токе возбуждения Iв = const Для получения данных внешней характеристики генератора поступают следующим образом.

Устанавливают номинальную частоту вращения и, замкнув рубильник Р2 и РЗ (см. рис. 1.1.), увеличивают ток возбуждения Iв и ток нагрузки Iа до тех по пока генератор не окажется в режиме номинальной нагрузки U=Uhom и Iа=Iном После этого постепенно разгружают генератор, не изменяя величины тока возбуждения (Iв = const) поддерживая неизменной частоту вращения (n=const).


Рис 4 Внешняя характеристика генератора независимого возбуждения

При этом через приблизительно равные интервалы тока нагрузки снимают показания амперметра А1 и вольтметраV. Показания приборов заносят в таблицу

Ia/Iном

1.0

0.85

0.75

0.50

0

1а,А
















U,в
















1в,А
















Затем строят внешнюю характеристику генератора. Номинальное изменение напряжения генератора при сбросе нагрузки(%):

AUhom=(Eo-Uhom)/Uhom .

^ Регулировочная характеристика.

Регулировочная характеристика генератора - это зависимость тока возбуждения Iв от тока нагрузки Iа при номинальном напряжении UHOM номинальной частоте вращения nном Данные для построения регулировочной характеристики получают следующим образом, устанавливают номинальную частоту вращения и возбуждают генератор до номинального напряжения. Затем подключают нагрузку (замыкают Р2) и постепенно увеличивают ток нагрузки , номинального значения Iном. При этом ток возбуждения увеличивают так, чтобы напряжение на выходе генератора оставалось равным номинальному. Через приблизительно равные интервалы тока нагрузки снимают показания амперметра А1 и А2 и заносят их в таблицу:



^ Увеличение тока нагрузки

Уменьшение тока , нагрузки




1а,А

1в,А

1а,А

1в,А
















После этого процесс ведут в обратном направлении, т.е. уменьшают ток нагрузки вплоть до режима х.х. и ток возбуждения так, чтобы напряжение на выходе, генератора оставалось равное номинальному. При этом необходимо в первой части опыта ток возбуждения менять только в сторону увеличения, а во второй части опыта - только в сторону уменьшения. Полученные в этом случае две ветви характеристики не совпадают, что объясняется явлением гистерезиса (рис. 1.2), По данным таблицы строят две ветви регулировочной характеристики. За регулировочную характеристику генератора принимают среднюю кривую проведённую между двумя ветвями.



Рис 5 Регулировочная характеристика генератора постоянного тока Н.В.

^ Анализ результатов лабораторной работы.

Обобщив результаты лабораторной работы, следует проанализировать форму полученных графиков, сопровождая это необходимыми пояснениями основываясь на физической сущности явлений, происходящих в рассматриваемо генераторе. Так, например, рассматривая характеристику х.х., следует объясняй причину расхождения ветвей этой характеристики при намагничивании и размагничивании генератора. Это же относится и к регулировочной характеристике. При анализе внешней характеристики необходимо указать причины вызывающие уменьшение напряжении на выходе генератора при росте нагрузки.

В заключение следует отметить, соответствуют ли номинальные параметры генератора, полученные опытным путём, его паспортным данным.

^ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1 .Какие способы возбуждения применяют в генераторах постоянного тока? 2.Дайте определение основным характеристикам генератора холостого хода, внешней и регулировочной. При каких условиях снимают данные для построения каждой из них?

3.Почему нагрузочная характеристика располагается ниже характеристики х.х. 4.Почему ветви регулировочной характеристики, снятые при намагничивании размагничивании генератора, не совпадают? Какая из них располагаете выше?


Скачать файл (344 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации