ИСПЫТАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ. Испытание генератора постоянного тока независимого возбуждения

• Название: Испытание генератора постоянного тока независимого возбуждения
• Анкор: ispeitania
• Дата: 07.11.2019
• Размер: 156 Kb.
• Имя файла: ИСПЫТАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ.doc
• Тип: Лабораторная работа; #93920
• страница: 1 из 2

Лабораторная работа 3

ИСПЫТАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомиться с устройством и принципом действия генератора постоянного тока (ГПТ) независимого возбуждения и методами его испы­тания, в частности, с монтажом схемы, раскруткой, возбуждением, загруз­кой ГПТ и снятием его характеристик: холостого хода, внешней и регули­ровочной.

II. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Генераторы постоянного тока до сих пор находят применение в про­мышленности в качестве источников питания двигателей постоянного то­ка, а также автономных электрических потребителей - автомобилей, элек­тровозов, пассажирских вагонов, самолётов и др.

Недостаток ГПТ - наличие щёточно-коллекторного аппарата для вы­прямления и снятия напряжения с вращающейся части машины (якоря). Этот аппарат требует тщательного ухода в эксплуатации и снижает надёж­ность работы машины. Поэтому в последнее время ГПТ в стационарных установках вытесняются полупроводниковыми преобразователями.

Основными частями генератора постоянного тока являются статор-индуктор и ротор-якорь, отдалённые друг от друга воздушным зазором (0,3...0,5 мм). На неподвижном статоре расположены главные и дополнительные полюса с обмотками возбуждения. Подвижный якорь изготавли­вают из тонких, изолированных друг от друга листов электротехнической стали для уменьшения потерь мощности в магнитопроводе якоря. В пазах якоря размещают обмотку, выводы которой соединяют с пластинами кол­лектора, монтируемого на валу машины; к пластинам коллектора пружи­нами прижимаются неподвижные медно-графитовые щётки.

При подаче постоянного напряжения в обмотку возбуждения стато­ра и вращении якоря в каждом проводнике якорной обмотки индуктирует­ся ЭДС, мгновенное значение которой

е_пр=Вlv,

где В - магнитная индукция, Тл; l - длина проводника, м; v- скорость пе­ремещения проводника, м/с.

Среднее значение ЭДС машины

E=(pNФ_вn)/60a= С_ЕФ_вn

где р - число пар полюсов машины; а иN- число пар параллельных ветвей и число проводников обмотки якоря; Ф_в - магнитный поток одного полюса индуктора, Вб; п - частота вращения якоря, об/мин; С_Е = рN/60а - коэффи­циент ЭДС, зависящий от конструктивных особенностей машины.

Как видно, ЭДС якоря пропорциональна произведению магнитного потока статора на частоту вращения якоря.

Напряжение на зажимах обмотки якоря

U=Е_я- R_яI_я=С_ЕФ_вп-R_яI_я,

где R_я - сопротивление, включающее в себя сопротивление обмотки якоря и сопротивление дополнительных элементов цепи якоря. Ом; I_Я - ток яко­ря, А.

В зависимости от схемы возбуждения ГПТ подразделяют на четыре типа: независимого, параллельного, последовательного и смешанного воз­буждения. В ГПТ независимого возбуждения обмотка возбуждения ОВ подключается через регулировочный реостат РР непосредственно к сети постоянного тока с напряжением 110 В (рис. 4.1).


110 В


Рис. 4.1. Принципиальная схема испытания ГПТ независимого возбуждения
Свойства ГПТ независимого возбуждения определяются его основ­ными характеристиками: холостого хода, внешней и регулировочной.

Характеристика холостого хода U_х = Е_я= f(I_я), п = сопst;I=0, снимается при разомкнутом ступенчатом нагрузочном реостате (СНР) и показывает, как необходимо менять ток возбуждения I_в посредством реостата РР, чтобы получить те или иные значения ЭДС Е_ягенератора (рис. 4.2, а).

Важнейшей характеристикой ГПТ является внешняя характерис­тика U=f(I),представляющая собой зависимость напряжения U на выво­дах якорной обмотки генератора от тока нагрузки I при п = соnstи I_е = соnst( (рис. 4.2, б). Внешняя характеристика ГПТ независимого возбуждения жёсткая: напряжение Uнезначительно уменьшается с ростом тока нагрузки из-за падения напряжения в цепи якоря R_ЯI_Я (U = Е_Я - R_ЯI_Я) и ре­акции якоря (воздействия магнитного потока, созданного МДС якорной обмотки, на основной магнитный поток машины, созданный МДС обмот­ки возбуждения, вследствие чего ЭДС обмотки якоря Е_яуменьшается).



Рис. 4.2. Характеристики ГПТнезависимого возбуждения:

а)холостого хода Е_я= f(I_в); б) внешняя U=f(I) и в) регулировочная I_в = f(I)
Регулировочной характеристикой (рис. 4.2, е) называют характе­ристику I_в = f(I) при n=const и U=const. Она показывает, как следует регулировать ток возбуждения, чтобы поддерживать постоянным напряже­ние Uгенератора при изменении нагрузки (тока I).

III.ЗАДАНИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

1. 
   Ознакомиться с устройством генератора постоянного тока независимого возбуждения. Записать в бланке отчета тип ГПТ и его номинальные данные (см. вторую панель стола): номинальное напряжение I_вн, номинальный ток I_н, номинальный ток возбуждения I_вни др.
   
2. 
   Ознакомиться с лабораторным стендом, уточнить назначение всех
   включающих и выключающих кнопок, ручек регулирующих устройств,
   сигнальных ламп и измерительных приборов, относящихся к ГПТ.
   
3. 
   При выключенном стенде провести на второй горизонтальной па­нели монтаж схемы испытания ГПТ независимого возбуждения (см. рис.
   4.1 и рис. 4.3). Измерение тока возбуждения I_в, тока нагрузки I = I_Я, напряжения генератора Uосуществляется соответственно амперметрами А₁,
   А₂и вольтметром V, размещёнными на верхней вертикальной панели стен­да.
   

Внимание! Перед началом сборки схемы убедитесь, что на осталь­ных мнемонических панелях данного стенда монтажные схемы разобраны (или разберите их, если они не разобраны).

4. Предъявить монтажную схему преподавателю или лаборанту для проверки и в его присутствии приступить к раскрутке ГПТ с помощью асинхронного двигателя АД, объединённого с генератором в единую сис­тем)' - агрегат 1. С этой целью необходимо:

а) на третьей вертикальной панели установить ручку нагрузочного
реостата СНР "Нагрузка генератора" в крайнее левое положение 1, т. е.
разомкнуть цепь нагрузки генератора;

б) включить автоматический выключатель, установленный под
горизонтальной панелью стенда. При его срабатывании загорается лампа
световой индикации "Сеть";

в) на первой вертикальной панели нажать кнопку "Сеть"-"Вкл",
находящуюся под светящимся индикатором "Сеть", т. е. подключить
стенд к сети переменного тока, линейное напряжение которой регистриру­ется вольтметром "Напряжение сети";


+

-

110 В


Рис 4.3. Монтажная схема испытания ГПТ

г) нажать кнопку "Агрегат 1", осуществляя подачу напряжения в
цепь возбуждения ГПТ и подключение цепи измерений к системе "Асинхронный двигатель-генератор постоянного тока";

д) на второй вертикальной панели повернуть влево до упора лимб
"Регулировка" реостата РР цепи "Возбуждение синхронной машины и
генератора постоянного тока" (в дальнейшем "Возбуждение СМ и ГПТ"),
т. е. установить минимальный ток возбуждения I_в(см. рис. 4.1 и рис. 4.3);

е) осуществить пуск асинхронного двигателя и раскрутку ГПТ по­
средством нажатия кнопки "Вкл", расположенной на второй вертикаль­
ной панели с надписью "Включение к сети асинхронной и синхронной
машин'. Убедиться в факте вращения АД и ГПТ можно, сняв ненулевое
показание тахогенератора ТГ (см. рис. 4.1).

5. Снять характеристику холостого хода ГПТ Е_я=f(I_в) при п = соnstи I=0.

Первый отсчёт функции Е_я=f(I_в) снять при разомкнутой цепи воз­буждения ГПТ, для чего на второй вертикальной панели с надписью "Воз­буждение СМ и ГПТ" нажать кнопку "Выкл". Замкнуть цепь возбужде­ния посредством нажатия кнопки "Вкл" ("Возбуждение СМ и ГПТ") и, медленно поворачивая вправо лимб "Регулировка" реостата РР (тем са­мым увеличивая ток возбуждения I_в↑ иЭДС якоря Е_я↑), снять 7...8 отсчё­тов функции Е_я=f(I_в) через каждые 12... 15 В ЭДС якоря. Ток возбужде­ния увеличивать до тех пор, пока ЭДС якоря не станет равной 11О...120 В.

Затем, поворачивая лимб реостата РР в обратном направлении и тем самым уменьшая ток возбуждения I_в↓ до нуля, также снять 7...8 отсчётов ЭДС якоря Е_я↓.