Внешние характеристики

Внешняя характеристика представляет зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки при постоянном сопротивлении цепи возбуждения и постоянной частоте вращения: U = f (I), R_в = пост. и n = n_н = пост.

Внешние характеристики в лабораторной работе могут быть сняты при независимом (рис. 1.2) и параллельном (рис. 1.3) возбуждениях.

В генераторе независимого возбуждения напряжениена зажимах цепи возбуждения предполагается постоянным и так как R_в = пост., то ток возбуждения остается неизменным. Таким образом, внешняя характеристика в этом случае снимается при постоянном токе возбуждения.

В генераторах с самовозбуждением (с параллельным или смешанным возбуждениями) при постоянном сопротивлении цепи параллельной обмотки (R_в) ток возбуждения в ней i_в = U/R_в будет изменяться пропорционально изменению напряжения U на зажимах якоря.

Снятие характеристик при независимом возбуждении:

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (рис. 1.2).

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 установите в положение "0"

· Пустите синхронный двигатель.

· Включите выключатель "СЕТЬ" и нажмите кнопку "ВКЛ" источника G2.

· Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите и поддерживайте неизменным в ходе эксперимента ток возбуждения I_f, равным, например, 0,1 А.

· Перемещая регулировочные рукоятки нагрузки А10, изменяйте ток I якорной обмотки генератора M2 и заносите значения тока в цепи якоря I и напряжения на нагрузке U в табл. 1.3.

Снятие характеристик при параллельном возбуждении:

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (рис. 1.3).

· Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

· Установите суммарное сопротивление реостата А13, равным 200 Ом и закоротите его проводником.

· Регулировочные рукоятки активной нагрузки А10 установите в положение "0".

· Пустите синхронный двигатель. Генератор постоянного тока M2 должен самовозбудиться. Если самовозбуждение не произошло, то необходимо поменять присоединение концов обмоток возбуждения к выводам обмотки якоря, и/или увеличить частоту вращения, и/или уменьшить сопротивление в цепи возбуждения.

· Перемещая регулировочные рукоятки нагрузки А10 по часовой стрелке, изменяйте ток I якорной обмотки генератора M2 и заносите значения тока якоря I и напряжения U якорной обмотки генератора M2 в таблицу 1.3.

· Перенесите закоротку с реостата А13 на активную нагрузку А10.

· Уменьшая сопротивление реостата А13 до нуля, продолжайте заносить значения тока якоря I и напряжения U якорной обмотки генератора M2 в таблицу 1.3.

Таблица 1.3. Внешние характеристики

U = f(I); R_в = (Ом); n = n_н = (об/мин)

По опытным данным строятся внешние характеристики генератора для разных способов возбуждения на одном рисунке. Примерный вид характеристик показанна рис. 1.8. В генераторе независимого возбуждения с увеличением нагрузочного тока напряжение на его зажимах уменьшается вследствие увеличения падения напряжения в цепи якоря и уменьшения ЭДС, обусловленного уменьшением результирующего магнитного потока, из-за роста размагничивающего действия реакции якоря (кривая 1, рис. 1.8)

.

В генераторе параллельного возбуждения,внешняя характеристика которого снимается при постоянном сопротивлении цепи возбуждения, с увеличением тока нагрузки ток возбуждения не остается постоянным, а уменьшается из-за понижения напряженияна зажимах машины. Это обстоятельство является причиной более сильного снижения напряжения у генератора параллельного возбуждения (кривая 2, рис. 1.8).

В генераторах смешанного возбуждения с встречным включением обмоток возбуждения (когда магнитные потоки последовательной и параллельной обмоток возбуждения направлены противоположно друг другу) напряжение с ростом нагрузочного тока понижается из-за возрастающего размагничивающего действия последовательной обмотки и уменьшения тока в параллельной обмотке возбуждения, что приводит к сильному ослаблению результирующего магнитного потока (кривая 4).

Внешние характеристики в генераторах смешанного возбуждения при согласном включении обмоток (когда магнитные потоки последовательной и параллельной обмоток совпадают по направлению) располагаются выше, чем при параллельном возбуждении (кривые 3 и 3’, рис. 1.8). Это объясняется возрастающим подмагничивающим действием последовательной обмотки возбуждения. С ростом тока якоря это ведет к увеличению результирующего магнитного потока, а следовательно, к увеличению ЭДС и напряжения на зажимах генератора. В зависимости от величины намагничивавшей силы последовательной обмотки внешние характеристики генератора со смешанным согласным возбуждением могут идти выше или ниже, чем при независимом возбуждении.

По характеристикам определяется изменение напряжения генератора при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке

.