![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Указания к работе. Испытание генератора постоянного тока
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 Испытание генератора постоянного тока Цель работы: 1. Изучить принцип действия, конструкцию и свойства генераторов постоянного тока с параллельным и независимым возбуждением. 2. Ознакомиться с методикой снятия основных характеристик генераторов: холостого хода, внешней, регулировочной. 3. Выявить по снятым характеристикам рабочие свойства генераторов.
Указания к работе
Используя рекомендованную литературу, ознакомьтесь с принципом действия, конструкцией и назначением основных частей генератора. Обратите внимание на конструкцию таких элементов, как якорь, коллектор, обмотка возбуждения. Четко уясните процессы, происходящие в генераторе и роль коллектора. Уясните процесс самовозбуждения. Выясните, какие характеристики определяют эксплуатационные возможности генератора и почему они имеют такой вид. Генератор постоянного тока (рис. 1) состоит из двух частей: неподвижной и вращающейся. Неподвижная часть (статор) является остовом машины и одновременно служит для создания магнитного потока. Во вращающейся части, называемой якорем (ротором), индуцируется электродвижущая сила - ЭДС. Неподвижная часть состоит из станины (1), главных полюсов (2) с обмоткой возбуждения (3) и дополнительных полюсов (4), уменьшаемых искрение под щетками. Якорь имеет сердечник (5), набираемый из тонких стальных листов, обмотку якоря (6), заложенную в пазы сердечника и коллектор (7). На поверхность коллектора наложены угольно-графитовые щетки (8), обеспечивающие скользящий контакт с обмоткой вращающегося якоря. Коллектор имеет форму цилиндра и выполняется из изолированных медных пластин - ламелей - к которым подсоединены секции якорной обмотки. Вращаясь вместе с обмоткой, коллектор выполняет роль механического выпрямителя. Обмотка возбуждения (3) создает главный магнитный поток Ф полюсов. В генераторах с независимым возбуждением она питается от постороннего источника постоянного тока (выпрямителя, аккумулятора и т.п.). С генератором с параллельным возбуждением обмотка главных полюсов подключена к главным щеткам, т.е. параллельно цепи якоря. В связи с этим для возникновения магнитного потока и ЭДС необходим хотя бы слабый остаточный магнитный поток. Благодаря наличию остаточного магнетизма возникает процесс самовозбуждения генератора.
ЭДС, индуцируемая в обмотке якоря, определяется следующим выражением:
где: р - число пар полюсов генератора; N - число активных проводников обмотки якоря; а - число пар параллельных ветвей обмотки якоря;
Ф - магнитный поток полюса. Обычно используется сокращенная запись выражения (1):
где Поскольку в паспорте генератора приведена частота вращения n, выраженная в (об/мин), то на практике удобнее пользоваться следующей формулой для ЭДС:
где
Зависимость ЭДС, индуцируемой в обмотке якоря от тока возбуждения IB при постоянной частоте вращения n и токе нагрузки равном нулю, называют характеристикой холостого хода. Характеристика холостого хода (рис. 2) имеет вид петли гистерезиса и отражает свойства магнитной цепи генератора. По ней можно судить о степени использования (насыщения) стали, остаточном магнетизме, потерях в стали. Эксплуатационные свойства генератора постоянного тока определяются величиной изменения напряжения при изменении тока нагрузки. Зависимость напряжения генератора U от тока нагрузки I (или тока якоря) при постоянной частоте вращения n и неизменном сопротивлении цепи обмотки возбуждения, называют внешней характеристикой. Из сравнения внешних характеристик, приведенных на рис. 3, видно, что напряжение на зажимах генератора с параллельным возбуждением (кривая 1) уменьшается с ростом тока нагрузки в большей степени, чем у генератора с независимым возбуждением (кривая 2). Напряжение генератора определяется следующим выражением:
где rя - сопротивление якорной цепи; Iя - ток якоря. (В генераторах с параллельным возбуждением ток якоря принимают равным току нагрузки I, поскольку мал ток возбуждения IB).
Уменьшение напряжения с ростом тока нагрузки (или тока якоря) происходит по следующим причинам: - увеличение падения напряжения в цепи якоря (Iяrя); - реакция якоря оказывает размагничивающее действие на магнитный поток полюсов. Вследствие этого уменьшается ЭДС. - в генераторах с параллельным возбуждением уменьшается ток обмотки возбуждения IВ. Уменьшение тока IB вызывает уменьшение магнитного потока, ЭДС и напряжения генератора. Следствием этого является дальнейшее уменьшение тока возбуждения и размагничивание полюсов.
У генератора с независимым возбуждением отсутствует третья причина, поэтому напряжение изменяется менее интенсивно. Регулировочная характеристика (рис. 4) показывает зависимость тока возбуждения IB от тока нагрузки I при постоянном напряжении на зажимах генератора U и постоянной частоте вращения n. Регулировочная характеристика показывает как нужно изменять ток возбуждения, чтобы напряжение генератора оставалось неизменным. Генераторы постоянного тока применяются в электрохимии для питания электролизных ванн, для сварки, в качестве возбудителей синхронных машин, в регулируемом электроприводе и т.п.
|