Таб.3.1

Нормальная характеристика холостого хода синхронного генератора

Iв о.е.		0,5	1,0	1,5	2,0
Е о.е.		0,53	1,00	1,23	1,30

Решение:

1. Чертим эскиз магнитной системы неявнополюсной синхронной машины.

Рис. 3.1. Магнитное поле синхронной машины

1.1. Строим векторную диаграмму Потье для режима номинальной нагрузки генератора. Строим нормальную характеристику холостого хода генератора E=f (I_В) по исходным данным. Примем масштаб для тока возбуждения и МДС индуктора I_В = F_В =50мм/1о.е. и для напряжения U_Н =100мм/1о.е. При построении учтём, что значение величин тока возбуждения генератора и МДС индуктора в относительных единицах одинаковы.

1.2. Слева от характеристики холостого хода на одинаковом уровне от ЭДС и в том же масштабе проводим параллельно оси ординат вектор напряжения U_Н =1о.е.

1.3. Под фазовым углом φ _н =arccos φ =arccos0,82=34,9˚ в сторону отставания от вектора U_H намечаем направление вектора тока I_н.. В направлении вектора тока строим вектор продольной МДС реакции якоря. F_а =0,82·50=41мм.

1.4. К вектору напряжения U_н прибавляем векторы падения напряжения на активном и индуктивном сопротивлениях обмотки статора:

U_н + I_н R_а+jI_н X_σ=E_σн

Падение напряжения на активном сопротивлении совпадает по направлению с током:

I_н R_а =0,82·0,04·100=3,28мм

Падение напряжения на индуктивном сопротивлении опережает вектор тока на 90˚.

I_н X_σ =0,82·0,11·100=9мм

E_σн =1,08·100=108мм

1.5. По найденной величине ЭДС E_σн, используя нормальную характеристику холостого хода, определяем значение результирующей МДС генератора F_σн в относительных единицах. Для этого величину E_σн откладываем по оси ординат характеристики холостого хода (точка А). Затем от точки А проводим линию параллельно оси абсцисс до встречи с характеристикой холостого хода в точке А₁. Проецируя точку А₁ на ось абсцисс, получаем точку А₂. Отрезок ОА₂ равен искомой величине F_σн =1,12о.е.(56мм)

Вектор результирующей МДС F_σн генератора опережает вектор обусловленной им ЭДС на угол 90˚, его строим в левой части диаграммы.

1.6. Находим величину МДС обмотки возбуждения F_он на основе уравнения:

F_он= F_σн +(- F_а)

Для получения МДС F_он следует вектор МДС F_а с обратным знаком построить с конца вектора F_σн. Найденная величина МДС индуктора F_он =1,76о.е. равна номинальному току возбуждения I_ВН = F_он.

1.7. Для определения ЭДС обмотки статора, откладываем на оси абсцисс характеристики холостого хода F_он =l,76o.e., проводим линию параллельную оси ординат до пересечения с характеристикой холостого хода в точке В₁. Спроецировав В₁ на ось ординат получаем В₂ и одинаковые отрезки ВВ₁=ОВ₂= E_он =1,28о.е.

В левой части диаграммы строим вектор ЭДС E_он как отстающий от вектора МДС F_он на угол 90˚.

Повышение напряжения на зажимах генератора Δ U_H при полном сбросе нагрузки, определяем следующим образом,на векторе Е_он откладываем U_H=1 о.е. и получим точку С. Отрезок ВС равен искомой величине Δ U_H =0,28о.е.

Повышение Δ U_H генератора в %

Δ U_H %=(E_0H -1)· 100%=(1,28-1) · 100=28%

Аналогично строим диаграмму для I= 0,5 I_н., где E_{σ (0,5)}=1,04о.е.(104мм), F_{σ (0,5)}=1,04о.е.(52мм), I_{В (0,5)}= F_{о (0,5)}=1,32о.е.(66мм), E_{о (0,5)}=1,19о.е.(119мм), Δ U _(0,5)=0,19о.е.(19мм).

2. Строим внешнюю характеристику синхронного генератора U=f (I) при n_н =const, I_BH =const, cos φ_н =const в относительных единицах по З точкам:

Точка 1 I_н =1о.е.; U_H =1о.е.

Точка 2 I =0,5 I_н =0,5о.е.; U=E_{o (0,5)} =1,19о.е.

Точка 3 I =0; U=E_он= 1,28о.е.

Строим регулировочную характеристику синхронного генератора I_B=f (I) при n_н =const; U_H =lo.e.; cos φ =const в относительных единицах по 3 точкам:

Точка 1 I_н =1о.е.; I_BH =1о.е.

Точка 2 I =0,5 I_н =0,5о.е.; I_{B (0,5)} =1,32о.е.

Точка 3 I =0; I_BH= 1,76о.е.

Задача №4

Электродвигатель постоянного тока с параллельным (независимым) возбуждением включён в сеть с напряжением U_н =220В. Даны величины, характеризующие номинальный режим работы двигателя, полезная мощность на валу Р_н =2,2кВт, потребляемый ток I_н =12,0А, частота вращения якоря n_н =1500об/мин. Кроме того, заданы величины сопротивления цепи якоря R_я =1,21Ом и цепи возбуждения R_в =358Ом, величина постоянных потерь мощности р₀ =127Вт и кратность пускового тока К_п =1,5.

Решение:

Строим электромагнитную схему двигателя постоянного тока.

Рис.4.1.Электромагнитная схема. 1- статор, 2- главный полюс, 3- обмотка возбуждения, 4- дополнительный полюс, 5- обмотка дополнительных полюсов, 6- магнитопровод, 7- обмотка якоря, 8- щётки, 9- коллектор,10- вал, Ф- магнитный поток.

Рис. 4.2. Схема двигателя параллельного возбуждения.

Определяем ток возбуждения: I_bн = U_h/R_b =220/358=0,61 А

Определяем ток якоря: I_ян = I_н-I_вн =12-0,61=11,38А

Определяем противо-ЭДС: Е_н = U_н-I_ян · R_я =220-11,38·1,21=206,22В

Определяем электромагнитную мощность: Р_эм = Е_н · I_ян =206,22·11,38=2346,8Вт

Сопротивление обмоток якоря и возбуждения, необходимо привести к расчетной температуре 75˚:

Величину сопротивления пускового реостата определим из уравнения равновесия в первый момент пуска двигателя:

U_н = K_пI_ян (R_я+R_п)

Номинальное значение вращающего момента на валу двигателя:

Частоту вращения якоря двигателя в режиме идеального холостого хода (I_я =0) найдём из соотношения:

Строим механическую характеристику n=f (M) при U =const; I_в =const; Σ R_я =const.

Первая точка M=0; n=n₀ –это точка идеального холостого хода двигателя и она является общей для всех i -ых характеристик. Для нахождения второй точки зададимся значением момента M=M_н =15Н·м, которому в установившемся режиме работы соответствуют значения тока якоря I_ян. Находим величины уменьшения частоты вращения якоря двигателя при следующих значениях добавочного реостата в цепи якоря R_ряi =(0; 2,5; 5,0; 7,5; 10)· R_я

Дата добавления: 2015-07-10