3.1.1. Розрахунок номінальних величин для генератора незалежного збудження.
Схема електрична принципова генератора незалежного збудження подана на рис. 3.1, на якій прийняті такі позначення: – опір навантаження; QF – автоматичний вимикач; РV – вольтметр; РА – амперметр; G – генератор; ОДП – обмотка додаткових полюсів; – опір реостата кола збудження; НОЗ – незалежна обмотка збудження.
Рис. 3.1. Схема електрична принципова генератора незалежного збудження
Номінальний струм навантаження генератора
(3.1) |
ЕРС генератора на неробочому ході у відносних одиницях
(3.2) |
де – спад напруги у колі якоря у відносних одиницях
(3.3) |
– спад напруги на щітках ( на одну пару полюсів);
– зменшення ЕРС за рахунок розмагнічувальної дії поперечної реакції якоря
(3.4) |
– сумарний опір обмоток якоря і додаткових полюсів при робочій температурі 75° С
(3.5) |
За вхідними даними будується характеристика неробочого ходу машини постійного струму (рис. 3.2).
Опір обмотки збудження при робочій температурі
|
|
(3.6) |
Номінальний струм збудження
(3.7) |
3.1.2. Побудова характеристичного трикутника для генератора незалежного збудження.
Графічні побудови для отримання характеристичного трикутника та розрахунок номінальних величин генератора здійснюють в такій послідовності:
1) будують характеристику неробочого ходу генератора у відносних одиницях (рис. 3.2);
2) на осі ординат ЕРС відкладають значення , яке розраховане за (3.2);
Рис. 3.2. Характеристики неробочого ходу та кола збудження
3) провівши пряму з точки паралельно осі абсцис до перетину з характеристикою неробочого ходу, отримуємо точку К;
4) опустивши перпендикуляр з точки К на вісь , отримуємо відносне значення номінального струму збудження;
5) розраховуємо базове значення струму збудження генератора
(3.8) |
6) на осі ординат відкладаємо відносне значення номінальної напруги
7) провівши паралельно до осі абсцис пряму з точки до перетину з перпендикуляром, якому відповідає отримуємо точку С;
8) з точки С відкладаємо відрізок розрахований за (3.3);
9) з точки В паралельно осі абсцис проводимо відрізок ВА до перетину з характеристикою неробочого ходу;
10) з’єднавши точки А, В та С, отримуємо характеристичний трикутник АВС.
3.1.3. Розрахунок струму збудження, необхідного для компенсації розмагнічувальної дії поперечної реакції якоря.
Катет АВ трикутника ABC (рис. 3.2) характеризує струм збудження у відносних одиницях, необхідний для компенсації розмагнічувальної дії поперечної реакції якоря
(3.9) |
звідки реальне значення струму збудження, необхідного для компенсації реакції якоря
|
|
(3.10) |
Провівши пряму від початку системи координат через точку С, отримуємо характеристику кола збудження З точки Б перетину характеристики неробочого ходу з характеристикою проводимо пряму до перетину з віссю ординат, в результаті чого отримуємо ЕРС генератора паралельного збудження Схема електрична принципова цього генератора подана на рис. 3.3, де ШОЗ – шунтова обмотка збудження.
Номінальні зміни напруг генераторів незалежного і паралельного збудження:
(3.11) | |
(3.12) |
Рис. 3.3. Схема електрична принципова генератора паралельного збудження
ЕРС генератора при номінальному навантаженні
(3.13) |
3.1.4. Розрахунок втрат та ККД генератора паралельного збудження
Втрати на збудження (excitation losses)
(3.14) |
Постійні втрати (constant losses)
(3.15) |
де – магнітні втрати; – механічні втрати.
Номінальний струм якоря
(3.16) |
Втрати в колі якоря в номінальному режимі
(3.17) |
Додаткові втрати (additional losses) в номінальному режимі
(3.18) |
Змінні втрати (variable losses) у машині в номінальному режимі
(3.19) |
Сумарні втрати в машині у номінальному режимі
(3.20) |
Підведена до генератора номінальна потужність
(3.21) |
Номінальний ККД
(3.22) |
Коефіцієнт навантаження (load factor), при якому
(3.23) |
а корисна потужність при цьому
(3.24) |
Максимальний ККД
(3.25) |