Трехфазные нагрузочные цепи Испытание генератора постоянного тока Испытание синхронного двигателя Трехфазные выпрямители Исследование усилителя низкой частоты

Лабораторные работы по ТОЭ

Эксплуатационные свойства генератора постоянного тока определяются величиной изменения напряжения при изменении тока нагрузки.

Зависимость напряжения генератора U от тока нагрузки I (или тока якоря) при постоянной частоте вращения n и неизменном сопротивлении цепи обмотки возбуждения, называют внешней характеристикой.

Из сравнения внешних характеристик, приведенных на рис. 3, видно, что напряжение на зажимах генератора с параллельным возбуждением (кривая 1) уменьшается с ростом тока нагрузки в большей степени, чем у генератора с независимым возбуждением (кривая 2).

Напряжение генератора определяется следующим выражением:

U = E - Iяrя,

(4)

где rя - сопротивление якорной цепи;

 Iя - ток якоря. (В генераторах с параллельным возбуждением ток якоря принимают равным току нагрузки I, поскольку мал ток возбуждения IB).

Рис. 3. Внешние характеристики генераторов

Уменьшение напряжения с ростом тока нагрузки (или тока якоря) происходит по следующим причинам:

- увеличение падения напряжения в цепи якоря (Iяrя);

- реакция якоря оказывает размагничивающее действие на магнитный поток полюсов. Вследствие этого уменьшается ЭДС.

- в генераторах с параллельным возбуждением уменьшается ток обмотки возбуждения IВ. Уменьшение тока IB вызывает уменьшение магнитного потока, ЭДС и напряжения генератора. Следствием этого является дальнейшее уменьшение тока возбуждения и размагничивание полюсов.

Рис. 4. Регулировочная характеристика

 У генератора с независимым возбуждением отсутствует третья причина, поэтому напряжение изменяется менее интенсивно.

Регулировочная характеристика (рис. 4) показывает зависимость тока возбуждения IB от тока нагрузки I при постоянном напряжении на зажимах генератора U и постоянной частоте вращения n. Регулировочная характеристика показывает как нужно изменять ток возбуждения, чтобы напряжение генератора оставалось неизменным.

Генераторы постоянного тока применяются в электрохимии для питания электролизных ванн, для сварки, в качестве возбудителей синхронных машин, в регулируемом электроприводе и т.п.

Рабочее задание

а) Генератор с параллельным возбуждением

Подготовьте лабораторную экспериментальную установку для снятия основных характеристик генератора с параллельным возбуждением. Схема установки приведена на рис. 5. На схеме приняты следующие обозначения:

Г

— якорь генератор постоянного тока;

АД

— приводной асинхронный двигатель. Обмотка статора С1 - С6 соединяется по схеме треугольник установкой перемычек, показанных жирными линиями;

Я1, Я2

— выводы обмотки якоря;

Д1, Д2

— выводы обмотки дополнительных полюсов;

ОВГ

— обмотка возбуждения генератора;

Ш1, Ш2

— выводы обмотки возбуждения;

Rp

— регулировочный резистор для изменения тока возбуждения IB;

RH

— нагрузочные резисторы;

Т1¸Т9

— тумблеры нагрузочных резисторов;

V

— вольтметр переносной Э533, 300 В;

А1

— амперметр переносной Э 514 (Э 526), 5 А. Измеряет ток нагрузки генератора, IГ;

АВ

— амперметр переносной Э 513 (Э 525), 0,5 А; 1 А. Измеряет ток обмотки возбуждения генератора;

— клеммы 4-х проводной трехфазной питающей сети. Расположены на панели питания в правой части стенда;

0 ± 250 В

— клеммы источника регулируемого напряжения постоянного тока для подключения обмотки возбуждения генератора. Расположены на панели питания в правой части стенда.

Ознакомьтесь с оборудованием стенда. Выпишите паспортные данные машины постоянного тока типа 2ПН90МУХЛ4, используемой в качестве генератора:

UH

— номинальное напряжение в В;

РН

— номинальная мощность на валу в кВт;

— номинальный ток в А;

nH

— номинальная частота вращения в об/мин;

hН

— номинальный К.П.Д. в %;


Рис. 5.Схема генератора с параллельным возбуждением


Структура условного обозначения машин постоянного тока серии 2П:

 2 П Н 90 М УХЛ4

порядковый номер серии

климатическое исполнение

машина постоянного тока

условная длина сердечника

исполнение по роду защиты и охлаждения, Н-защищеное

высота оси вращения в мм

с самовентиляцией

 

Ознакомьтесь с техническими характеристиками приводного двигателя АД, которым служит трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель серии 4А.

Частота вращения асинхронного двигателя мало зависит от нагрузки на валу. В связи с этим при снятии всех характеристик генератора контроль за частотой вращения можно не осуществлять.

Выпишите в таблицу 1 основные сведения об электроизмерительных приборах.

Таблица 1

Наименование и марка прибора

Система

измерения

Класс точности

прибора

Диапазон измерения прибора

Соберите схему (рис. 5) и предъявите цепь для проверки преподавателю или лаборанту.

Опыт 1

Характеристика холостого хода Е = f(IB) при n = const, I = 0.

1. Отключите нагрузочные резисторы тумблерами Т1 - Т9.

2. Разомкните вспомогательный тумблер S1.

3. Поверните рукоятку Rp в крайнее правое положение, соответствующее наибольшему сопротивлению резистора.

4. Пустите в ход приводной двигатель АД, для этого сначала включите автомат АП, расположенный в правой части стенда на панели питания (при этом загорится сигнальная лампа). Затем нажмите правую кнопку ”Пуск” (одновременно с пуском АД загорается вторая сигнальная лампа).

5. Повышая через равные промежутки ток возбуждения IB, запишите 10-12 показаний вольтметра V и амперметра А2 в графу ”прямой ход” таблицы 2. Последняя точка прямого хода должна соответствовать крайнему левому положению Rp. 6. Снимите нисходящую ветвь характеристики, постепенно уменьшая ток возбуждения IB до минимального значения. Запишите 10-12 показаний в графу ”обратный ход” таблицы 2.

Таблица 2

Прямой ход

Обратный ход

IB, A

E, B

IB, A

E, B

1.

...

12.

Примечание:

При снятии каждой из ветвей характеристики поворот рукоятки Rp должен производиться только в одном направлении с тем, чтобы ток возбуждения или только возрастал, или только убывал. В противном случае из-за перемагничивания генератора на характеристике появятся выпадающие точки.


На главную