Цель работы: Изучение характеристик генератора постоянного тока с независимым возбуждением и получение навыков их построения

1. Снять характеристики генератора: холостого хода к внешнюю.
2. Построить характеристический (реактивный) треугольник для тока якоря ‘(по задания преподавателя).
3. Построить, пользуясь характеристикой холостого хода и треугольником короткого замыкания: регулировочную и нагрузочную характеристики,

 

ОСНОВНЫЕ  ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ  ПОЛОЖЕНИЯ

 

Все характеристики рабочего режима могут быть построены по характеристикам холостого хода с помощью реактивного треугольника.

1. Реактивный треугольник, (треугольник короткого замыкания) ,

Треугольник короткого замыкания определяет одновременно реакцию якоря и падение напряжения в цепи якоря. Он используется для приближенного построения основных характеристик генератора. Реактивный треугольник можно построит» по экспериментальным данным с помощью  х.х.х. и любой другой основной характеристики генератора, а также по расчетным данным. Рассмотрим построение треугольника короткого замыкания с помощью х.х.х. и внешней характеристики, для чего обратимся к рис.1.

На рис.1 изображена восходящая ветвь характеристики х.х.х. – (в правом квадрате кривая 1) внешняя характеристике (в левом квадрате – кривая 2).

По рис.1.строим. треугольник короткого замыкания (к.з.)

Для этого:

1. По оси “X” откладываем отрезок “Оа”, соответствующий , при значении которого снималась внешняя характеристика;
2. Из точки “а” восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с х.х.х., получаем точку “б” (прямая “аб”)
3. Сносим точку “б” на ось “у” (при правильном  снятии экспериментальным путем х.х.х.  и внешней характеристики)  отрезок “Ов” , соответствующий  внешней характеристики, должен быть  равен отрезку “аб”.
4. По оси “X” откладываем  отрезок “аg”соответствующий  заданному в паспортных данных машины;
5. Из  точки “g” проводим  вертикально  вверх прямую до пересечения с внешней характеристикой  (прямая “еg”) ;
6. 
7. 2. Рис.1. Построение треугольника короткого замыкания
   3. Сносим точку “е” на ось “У” и на прямую “аб”. Полученные  отрезки “еg” , “ок”  и “аг”  соответствуют  .
   4. Зная значения и  ,находим падение напряжения в цепи якоря

   :

   8. На прямой “аб”.откладываем отрезок “гд”  соответствующий .
   9. Из полученной точка “д” проводим горизонтальную линию до пересечения с характеристикой холостого кеда (точка – “с”). Точки “г”  и “с”  соединяют. Полученный треугольник “едг”  является характеристическим треугольником  (к.з.) при данных значениях   и .

    

   1. Построение регулировочной характеристики.

    

   Построение регулировочной характеристики по характеристике холостого хода и треугольника короткого замыкания (к.з.) производится следующим образом  (рис.2),

   1. Построить восходящую ветвь х.х.х., снятую экспериментальным путем;
   2. Перенести на х.х.х. в соответствующем масштабе, треугольник короткого замыкания “гдс” с рис.1;
   3. Для полученного выше значения находим .

Для этого откладываем  на оси “У” отрезок “ОК”, соответствующий _гн, ,  проводим из точки “К” горизонтальную прямую до пересечения с х.х.х.  в точке  “Ж”, а затем из точки “Ж” проводим вертикально вниз прямую до пересечения с осью “X” в точке “Т”. Полученный отрезок “ОТ” соответствует значению   при котором   (рис.2).

4. Продолжим ось “У” вниз, отложить на ней отрезок ”03″, соответствующий .
5. Проводим из точки “3” горизонтальную прямую до пересечения с продолжением прямой “АБ”. Полученные отрезки ”Зд” – “0А” соответствует , полученному при .
6. Разбить отрезок “ЖГ* на четыре части. Из каждой точки (г^′′′, г′′, г′),  отделяющей эти равные части друг от друга провести прямые до пересечения  с х.х.х. параллельно гипотенузе  (к.з.) ( т.е. параллельно “ГС”).

Токи якоря, соответствующие точкам (г^′′′, г′′, г′),  находятся по соотношениям:

 

7. По оси отложим отрезки, соответствующие этим токам

(оз^′′′, оз ′′, оз ′),  и проводим горизонтальные линии из концов этих от- резкое до пересечения с соответствующими им линиями: (дг^′′′, дг′′, дг′),  ; проведенными из точек  (г^′′′, г′′, г′),  вертикально вниз.

8. По полученным точкам Т, д^′′′, д′′, д′, строим  регулировочную характеристику.
9. Построение нагрузочной характеристики

Построение нагрузочной  характеристики по х.х.х, и (к.з.) производится следующим образом:

1. Строим восходящую ветвь х.х.х. , снятую экспериментальным путем, на вей строим в соответствующем масштабе (к.з.). ( см. рис. 1)
2. Треугольник “гдс”, передвигаем параллельно самому себе, так, чтобы его вершина “с” скользила по характеристике холостого хода, получаем нагрузочную характеристику, начертанную другой вершиной “г”, треугольника короткого замыкания.

1.Снять характеристики генератора: холостого хода к внешнюю. Программа работы.

 

2. Построить характеристический (реактивный) треугольник для (по задания преподавателя).
3. Построить, пользуясь характеристикой холостого хода и треугольником к.з., характеристики: регулировочную и нагрузочную,
4. Порядок выполнения работы:

1, Используется та же схема испытаний, как в лабораторной работе 2

2. Снять восходящую ветвь характеристики холостого хода, изменяя ток возбуждения _ от 0 до  в цепи  возбуждения генератора, записать измеряемые величины в таблицу 1.

Таблица 1

 

Характеристики холостого хода U_ЯГ ()

 

, мА

, В

 

Следует изменять ток возбуждение все время в одном направлении,

3. По данным табл. 1. построить восходящую ветвь характеристики холостого хода;
4. Снять внешнюю характеристику при  постоянном токе возбуждения .

Рекомендуется выполнить в такой последовательности.

1. Записать напряжение генератора  при холостом ходе
2. Постепенно вводя сопротивление нагрузки генератора фиксировать, как по мере увеличения нагрузки уменьшается напряжение на зажимах генератора,.

Результаты измерения записать в таблицу 2.

 

Таблица 2

Внешняя характеристика генератора

 

U ЯГ , В
I ЯГ  ,  А	0

 

3. По внешней характеристике и х.х.х. построить треугольник короткого замыкания по методике рис.1
4. По характеристике холостого хода и (к.з.). построить регулировочную характеристику по рис.2
5. По характеристике холостого хода и (к.з.). построить нагрузочную характеристику по рис.3

 

ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

 

1. По данным таблицы 1 построить восходящую ветвь характеристики холостого хода генератора независимого возбуждения .
2. . По внешней характеристике и х.х.х. построить треугольник короткого замыкания по методике рис.1
3. По характеристике холостого хода и (к.з.). построить регулировочную характеристику по рис.2
4. По характеристике холостого хода и (к.з.). построить нагрузочную характеристику по рис.3

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Назначение и устройство генератора постоянного тока. Схемы возбуждения.
2. Принцип работы генератора постоянного тока. Объяснить, от чего зависит величина ЭДС генератора постоянного тока.
3. Объяснить характеристику холостого хода генератора.
4. Условия самовозбуждения генератора параллельного возбуждения.
5. Дать анализ уравнения электрического состояния генератора.
6. Объяснить внешнюю характеристику генератора.
7. Объяснить способы регулирования напряжения генератора постоянного тока.
8. Объяснить регулировочную характеристику и ее значение в оценке свойств генератора постоянного тока.
9. Сравнительный анализ характеристик генератора независимого и параллельного возбуждения.

• Объяснить использование тахогенератора постоянного тока для измерения частоты вращения.
• Какое влияние оказывает  реакция  якоря  и  падение  напряжения  в  цепи  якоря  на  напряжение  генератора?

В  чем  физический  смысл  регулировочной  характеристики ?

• Чем вызвано расхождение  восходящей  и  нисходящей  ветвей  х.х.х.  генератора?

 

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ  МАТЕРИАЛЫ

 

1. Вольдек А.И. , Электрические машины,  Энергия,  1976 г.
2. Копылов И.П., Электрические машины, Энергия,  2000 г.

3 Электрические  машины  в  4-х  томах  под  редакцией

Копылова  И.П., Высшая  школа,  1922-1944 г.

4. Кацман Е.К., Электрические машины,  Высшая  школа, 1990 г.
5. Копылов И.П., Проектирование электрических машин, Энергия,  2001 г.