Методические рекомендации к проведению исследований

1) Характеристика х. х. по ГОСТ 10159-79 представляет собой зависимость U _а = E _а = f (i _в) при n = n _н = const и I _а = 0, которую снимают, начиная с наибольшего значения тока возбуждения i _в равного (1,25 – 1,5) i _в.н (рис. 15, точка 1), и постепенно уменьшая ток i _в, до нуля. Необходимо следить за тем, чтобы ток возбуждения на протяжении опыта изменялся в одну сторону (так как возможен разброс значений измеряемых величин из-за гистерезиса). Это можно осуществить плавным движением ползунка делителя напряжения , при этом должен быть выведен полностью.

После уменьшения тока до нуля изменяют полярность тока возбуждения на обратную, плавно увеличивают ток возбуждения до максимального (см. рис. 15, точка 2) и снова уменьшают до нуля. Изменив вновь полярность обмотки возбуждения переключателем SA2 на первоначальную, доводят ток возбуждения до первоначального.

На каждой ветви характеристики следует сделать пять – шесть измерений. За расчетную характеристику х. х. обычно принимают среднюю линию, проходящую через начало координат (см. рис. 15, штриховая линия). Характеристика х. х. позволяет оценить степень насыщения магнитной системы машины.

Для определения коэффициента насыщения необходимо построить расчетную характеристику х. х. и провести линию через точку Е ₀ = U _н параллельно оси абсцисс (рис. 16). Если провести касательную к характеристике х. х. в начале координат, то она отсечет на линии DQ отрезок DH, соответствующий намагничивающей силе в воздушном зазоре машины F _δ. Коэффициент насыщения в этом случае

. (23)

При К_m < 1,2 машина слабонасыщена, К_m = 1,2 – 1,4 – средненасыщена, К_m > 1,4 – сильнонасыщена (наиболее легкой является конструкция машины со средненасыщенной магнитной системой).

2) Нагрузочная характеристика (н. х.) U _а = f (i _в) при I _а = const и n = const позволяет определить, как изменяется напряжение генератора при данной нагрузке с изменением тока возбуждения, а также величину размагничивающего действия поперечной реакции якоря.

Рис. 15. Характеристика Рис. 16. Нагрузочная

холостого хода характеристика

Снимают нагрузочную характеристику следующим образом. Устанавливают наибольший ток возбуждения генератор нагружают номинальным или другим заданным током и осуществляют измерение необходимых параметров. Затем, отключив часть нагрузочного реостата и изменяя ток возбуждения , вновь устанавливают первоначально заданный ток якоря. Подобным образом необходимо сделать измерения при трех – четырех значениях . В течение опыта необходимо поддерживать постоянную частоту вращения якоря, а ток возбуждения изменять только в одном направлении.

Нагрузочная характеристика (см. рис. 16) проходит ниже характеристики х. х. за счет размагничивающего действия поперечной реакции якоря и внутреннего падения напряжения в цепи якоря I _а R _а.

3) Внешняя характеристика U _а = f (I _а), снятая при i _в = const и n = const, является основной с точки зрения изучения рабочих свойств генератора. В соответствии с ГОСТ 183-74 внешнюю характеристику необходимо снимать при типовых испытаниях.

Согласно ГОСТ 10159-79 внешнюю характеристику снимают, изменяя ток якоря от значения 1,5 I _а.н до нуля. Изменение напряжения для любой точки характеристики определяют по формуле:

, (24)

где U ₀ – напряжение после сброса нагрузки с номинальной до нуля, В;

U _a – напряжение в данной точке характеристики, В.

В условиях учебной лаборатории не всегда удается установить номинальный ток якоря 1,5 I _а.н, поэтому рекомендуется следующий порядок работы.

В режиме х. х. устанавливают максимальный ток возбуждения, значение которого записывают в табл. 10. Затем поочередно включают ступени нагрузочного реостата и записывают значения тока якоря I _а и напряжения U _а. Вторая внешняя характеристика снимается аналогично первой при токе возбуждения на 20 – 30 % ниже первоначального.

Генераторы независимого возбуждения имеют жесткую внешнюю характеристику (рис. 17), т. е. напряжение незначительно снижается при увеличении нагрузки, что вызвано падением напряжения в якорной цепи и размагничивающим действием реакции якоря. Обычно в номинальном режиме D u _н составляет 5 – 8 % от U _н.

Рис. 17. Внешняя характеристика Рис. 18. Регулировочная характеристика

4) Регулировочная характеристика I _а = f (i _в) при n = n _н = const и U _а = const показывает, как нужно регулировать ток возбуждения с изменением тока нагрузки, чтобы напряжение на выходе генератора оставалось постоянным (рис. 18).

Согласно ГОСТ 10159-79 снимают две ветви характеристики: первую – при возрастании тока нагрузки, вторую – при убывании его.

Т а б л и ц а 10

Экспериментальные данные испытания генератора постоянного

тока с независимым возбуждением

Характеристика холостого хода E a = f (i в)	Нагрузочная характеристика U a = f (i в) при I a =	Внешняя характеристика U a = f (I a)	Регулировочная характеристика i в = f (I а) при U а =
при i в =	при i в =
E a, В	I в, А	E a, В	I в, А	U a, B	i в, А	U a, B	I a, А	U a, B	I a, А	i в, А	I a, А

В учебных целях достаточно снять одну ветвь – при снижении тока нагрузки. С этой целью при максимальном токе возбуждения включаются все ступени нагрузочного реостата , т. е. устанавливается максимально возможный на данном лабораторном стенде ток нагрузки. Значение напряжения на зажимах генератора, записывается в табл. 10 и поддерживается постоянным в течение всего опыта. Для этого по мере снижения тока нагрузки (отключение части реостата ) уменьшается ток возбуждения . Последнее измерение проводится при отключенной нагрузке (I _а = 0).

Контрольные вопросы

1) Какие элементы входят в схему генератора постоянного тока с независимым возбуждением и каково их значение?

2) Запишите уравнение равновесия ЭДС обмотки якоря.

3) Что такое характеристика холостого хода? Как получить ее опытным путем?

4) Как определить значения остаточной ЭДС и коэффициента насыщения по характеристике х. х.?

5) Как изменится характеристика х. х., если снимать ее при более высокой (низкой) частоте вращения якоря?

6) Что называется нагрузочной характеристикой и как она зависит от тока якоря?

7) Что называется внешней характеристикой и как она снимается в соответствии с ГОСТ 183-74? Каковы причины, влияющие на изменение напряжения с ростом тока нагрузки?

8) Что такое процентное изменение напряжения? Как оно определяется по ГОСТ 10159-79?

9) Как можно регулировать напряжение на выходе генератора?

10) Что называется регулировочной характеристикой и при каких условиях она снимается?

Лабораторная работа 7

ПОСТРОЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ГЕНЕРАТОРА С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

С ПОМОЩЬЮ РЕАКТИВНОГО ТРЕУГОЛЬНИКА

Ц е л ь р а б о т ы: ознакомиться с косвенным методом испытаний генераторов постоянного тока и построением его рабочих характеристик [1, c. 239 – 248; 2, c. 178 – 186; 3, c. 152 – 155].

Дата добавления: 2015-07-10