Основные теоретические положения. Рабочие свойства генераторов постоянного тока определяются следующими характеристиками: характеристика холостого хода

Рабочие свойства генераторов постоянного тока определяются следующими характеристиками: характеристика холостого хода, внешняя и регулировочная. Все указанные характеристики генераторов определяются при постоянной номинальной частоте вращения якоря.

Характеристика холостого хода – это зависимость напряжения на выходе генератора в режиме х.х. U₀от тока возбуждения I_в. При снятие характеристики U₀ = f(I_в) генератор работает в режиме х.х. (I_а=0). Установив номинальную частоту вращения и поддерживая ее неизменной, постепенно увеличивают ток в обмотке возбуждения I_в от нулевого значения до +I_в = Oa, при котором напряжение х.х. U₀=1,15U_н.

Рисунок 1.2 -Характеристики х.х. (а) генера­тора независимого возбуждения, (б) генератора параллельного возбуждения.

Получают данные для построения кривой 1 (рис. 1а). Начальная ордината не равна 0, что объясняется действием небольшого магнитного потока остаточного магнетизма, сохранившегося от предыдущего намагничивания машины. Уменьшив ток возбуждения до -0 и изменив его направление, постепенно увеличивают ток в цепи возбуждения до –I_в=Оb. Полученная таким образом кривая 2 называется нисходящей ветвью характеристики. Далее опыт проводят в обратном направлении, то есть уменьшают ток возбуждения от –I_в=Ob до I_в=0, а затем увеличивают его до значения +I_в=Oa. В результате получают кривую 3, называемую восходящей ветвью характеристики х.х. Нисходящая и восходящая характеристики х.х. образовывают петлю намагничивания. Проведя между кривыми 2 и 3 среднюю линию 4, получим расчетную характеристику х.х. Прямолинейная часть характеристики х.х. соответствует ненасыщенной магнитной системе машины. Т.к. генератор параллельного возбуждения самовозбуждается лишь в одном направлении, то и характеристика х.х. этого генератора может быть снята только для одного квадранта осей координат.

Внешняя характеристика генератора представляет собой зависимость напряжения U на выводах генератора от тока нагрузки I. При снятии данных для построения внешней характеристики, генератор приводят во вращение с номинальной скоростью и нагружают его до номинального тока при номинальном напряжении. Затем, постепенно уменьшая нагрузку вплоть до х.х.(I=0), снимают показания приборов. Сопротивление цепи возбуждения r_в и частоту вращения в течение опыта поддерживают неизменным. Повнешней характеристики определяют изменение напряжение:

Внешнюю характеристику генератора с параллельным возбуждением снимают при условии, что ∑r_в=const. С уменьшением тока нагрузки I напряжение U возрастает более сильно, чем в генераторах с независимым возбуждением, так как с ростом напряжения увеличиваются ток возбуждения I_в и ЭДС обмотки якоря, чего не происходит в случае независимого возбуждения.

Рисунок 1.3 - Внешняя характеристика: а) генератора независимого возбуждения, б) параллельного возбуждения.

Регулировочная характеристика представляет собой зависимость тока возбуждения генератора от его тока нагрузки I_в=f(I) при неизменном напряжении U=U_ном. Обычно ее снимают при увеличении нагрузки. В генераторах с независимым возбуждением при увеличении тока нагрузки ток возбуждения также необходимо увеличить, что бы скомпенсировать уменьшение напряжения из-за падения напряжения и размагничивающего действия реакции якоря. Регулировочная характеристика генератора с параллельным возбуждение будет совпадать с характеристикой генератора с независимым возбуждением, поскольку условия U=const превращает параллельное возбуждение в независимое (U_в=U=const).

Рисунок 1.4 - Кривая (2) – регулировочная характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением и генератора постоянного тока с параллельном возбуждением