Регулировочные характеристики

В условиях эксплуатации напряжение сети, на которую работает генератор, должно оставаться неизменным при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной. Это достигается путем регулирования тока в параллельной обмотке возбуждения.

Регулировочная характеристика и указывает на то, как следует изменять ток возбуждения i_B с изменением нагрузки U, чтобы напряжение на зажимах генератора Uоставалось неизменным при постоянной скорости вращения якоря генератора.

Регулировочная характеристика является основой для расчета и выбора регулировочной аппаратуры.

Снятие регулировочных характеристик при различном включении обмоток возбуждения производят по схемам рисунки 2.3 и 2.5 в такой последовательности. Приводят якорь генератора во вращение с номинальной скоростью и, возбудив генератор при холостом ходе до номинального напряжения на его зажимах, записывают показания приборов. Затем генератор постепенно нагружают от I = 0 до I = 1,2I_н. При этом ток возбуждения в параллельной обмотке изменяют так, чтобы напряжение на зажимах генератора все время оставалось постоянным при постоянной скорости вращения якоря генератора.

Для построения характеристик во время опыта необходимо снять 5—6 точек примерно через равные интервалы тока нагрузки.

Результаты измерения заносят в таблицу 2.6.

Таблица 2.6 – Регулировочные характеристики двигателя.

По данным опыта строят регулировочные характеристики, примерный вид которых представлен на рисунке 2.6.

Рисунок 2.8 - Регулировочные характеристики генераторов.

1. – с параллельным, 2 и 3 – со смешанным возбуждением.

Кривая 1на рисунок 2.8 представляет собой регулировочную характеристику генератора при включении только одной параллельной обмотки возбуждения (генератора с параллельным возбуждением). Вид кривой указывает на то, что для обеспечения постоянного и равного номинальному напряжения на зажимах якоря такого генератора при увеличении тока нагрузки, следует увеличивать ток возбуждения. Увеличение тока возбуждения и, следовательно, магнитного потока необходимо для компенсации падения напряжения в цепи якоря и реакции якоря, которые определяются током нагрузки. Степень изменения тока возбуждения больше степени изменения тока нагрузки вследствие изменения насыщения магнитной цепи генератора при различных токах возбуждения, а также некоторой непропорциональности между реакцией якоря и током нагрузки. В генераторе со смешанным возбуждением при согласованном включении обмоток возбуждения вид регулировочной характеристики зависит от степени влияния последовательной обмотки возбуждения. В нормально компаундированном генераторе, внешняя характеристика которого представлена на рисунке 2.6 (кривая 2 ), при изменении тока нагрузки в пределах от нуля до номинального, когда при отсутствии регулирования тока возбуждения напряжение вначале несколько повышается, а затем понижается, для поддержания постоянства напряжения ток возбуждения следует вначале несколько уменьшить, а затем увеличивать (кривая 2рисунок 2.8).

Регулировочная характеристика генератора со смешанным возбуждением при встречном включении обмоток возбуждения (кривая 3рисунок 2.8) на графике располагается значительно выше регулировочной характеристики генератора с одной параллельной обмоткой возбуждения. Это объясняется тем, что увеличение тока возбуждения и, следовательно, магнитного потока полюсов этого генератора для поддержания постоянного напряжения на его зажимах необходимо не только для компенсации падения напряжения в цепи якоря и реакции якоря, но и для компенсации магнитодвижущей силы последовательной обмотки возбуждения.

Имея регулировочные характеристики генератора при включении одной параллельной обмотки возбуждения и при согласованном включении параллельной и последовательной обмоток возбуждения, можно определить соотношение витков обеих обмоток возбуждения. Для этого по регулировочным характеристикам (кривые 1 и 2рисунок 2.8) определяют токи возбуждения i_B1 и i_B2необходимые для создания номинального напряжения на зажимах генератора при номинальном токе нагрузки. Так как магнитодвижущая сила параллельной обмотки возбуждения, создаваемая разностью токов возбуждения i_B1 и i_B2равна магнитодвижущей силе последовательной обмотки возбуждения, создаваемой номинальным током i_H, т.е.

то соотношение витков параллельной и последовательной обмоток возбуждения равно:

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Как проходит процесс самовозбуждения генератора постоянного тока?

1. По каким причинам генератор может не самовозбудиться? Как практически определить причину невозбуждаемости генератора и как ее устранить?
2. Как снять характеристику холостого хода генератора с параллельным возбуждением? Что называют внешней характеристикой генератора с параллельным возбуждением и как ее снимают?
3. Какой вид имеет внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением и какие факторы влияют на изменение напряжения на его зажимах при изменении тока нагрузки? Почему в генераторе с параллельным возбуждением при уменьшении нагрузочного сопротивления ток нагрузки возрастает только до так называемого «критического» значения, после чего уменьшается одновременно с уменьшением нагрузочного сопротивления?
4. Представляет ли опасность внезапное короткое замыкание генератора с параллельным возбуждением?
5. Какие обмотки возбуждения имеет генератор со смешанным возбуждением? Чем они отличаются друг от друга и как их включать?
6. Какая роль последовательной обмотки возбуждения в генераторе со смешанным возбуждением? Как опытным путем определить согласованность включения обмоток возбуждения генератора со смешанным возбуждением?

8. Как снимают внешнюю характеристику генератора со смешанным возбуждением при согласованном и встречном включении обмоток возбуждения?

9. Какое преимущество генератора со смешанным возбуждением над генератором с параллельным возбуждением?

10. В каких генераторах применяют встречное включение обмоток возбуждения?

11. Как снимают внешнюю характеристику генератора с последовательным возбуждением?

12. Какой вид имеет внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением и какие факторы влияют на характер изменения напряжения на его зажимах при изменении тока нагрузки?

13. Почему генератор с последовательным возбуждением не получил широкого практического применения?

14. Как снимают регулировочную характеристику генератора с параллельным возбуждением?

15. Как и почему необходимо изменять ток возбуждения генератора с параллельным и смешанным возбуждениями, чтобы напряжение при изменении тока нагрузки оставалось постоянным?

16. Как по регулировочным характеристикам генератора, снятым при включении одной параллельной обмотки возбуждения и при согласованном включении параллельной и последовательной обмоток возбуждения, определить соотношение числа витков обмоток возбуждения?