6.2. Экспериментальная часть

1) Ознакомиться с рабочим местом, приборами, конструкцией машины и записать ее паспортные данные.

2) Собрать схему, приведенную на рис. 16.

3) Снять характеристику холостого хода (х.х.х.) E_а = f(i_в) при n = const и I_а = 0.

4) Снять нагрузочную характеристику U_а = f(i_в) при n = const и I_а = const.

5) Снять внешние характеристики U_а = f(I_а) при n = const и двух токах воз-буждения i_в.н и (0,7–0,8)i_в.н.

6) Снять регулировочную характеристику i_в = f(I_а) при n = const; U_а = const.

6.3. Расчеты и построения

1) Построить на одном графике х.х.х. и нагрузочную.

2) Определить степень насыщения магнитной системы и величину ос-таточной ЭДС.

3) Построить внешние и регулировочную характеристики.

4) Определить процентное изменение напряжения по внешним ха-рактеристикам.

6.4. Методические указания

1) Характеристика холостого хода по ГОСТ 10159-79 представляет собой зависимость U_а = E_а = f(i_в) при n = n_н = const; I_а = 0. Характеристику х.х. снимают, начиная с наибольшего тока возбуждения (1,25–1,50) i_в.н (рис. 17, точка 1) и постепенно уменьшая ток i_в до нуля. Необходимо следить, чтобы ток возбуж-дения на протяжении опыта изменялся в одну сторону, так как возможен разброс точек из-за гистерезиса.

После уменьшения тока до нуля изменяют полярность тока возбуждения на обратную, плавно увеличивают ток возбуждения до максимального (точка 2) и снова уменьшают до нуля. Изменив вновь полярность обмотки возбуждения переключателем S на первоначальную, доводят ток возбуждения до перво-начального.

На каждой ветви характеристики следует сделать пять-шесть измерений. За расчетную обычно принимают среднюю линию, проходящую через начало координат (штриховая линия на рис. 17). Характеристика х.х. позволяет судить о степени насыщения магнитной системы машины.

Для определения коэффициента насыщения необходимо построить расчетную характеристику х.х. и провести линию параллельно оси абсцисс через точку Е₀ = U_н (рис. 18). Если провести касательную к х.х.х. в начале координат, она отсечет на линии DQ отрезок DH, соответствующий намагничивающей силе (н.с.) в воздушном

зазоре машины F_δ. Коэффициент насыщения в этом случае

(23)

Если К_н < 1,2 – машина слабо насыщена, К_н = 1,2–1,4 – средне насыщена,

К_н > 1,4 – сильно насыщена. Наиболее выгодную конструкцию по весовым показателям машины имеют со средне насыщенной магнитной системой.

Рис. 16 частоту вращения якоря, а ток возбуждения

2) Нагрузочные характеристики Uа = f(iв) при Iа = const; n = const позволяют оценить, как изменяется нап-ряжение генератора при данной нагрузке с изменением тока возбуждения, а также величину размагничивающего действия поперечной реакции якоря. Снимается нагрузочная харак-теристика следующим образом. Уста-навливают наибольший ток возбужде-ния, генератор нагружают номинальным или другим заданным током и делают замер. Затем, отключив часть нагру-зочного реостата, изменением тока воз-буждения вновь устанавливают перво-начально заданный ток якоря. Подоб- ным образом необходимо сделать изме-рения в 3–4 точках. В течение опыта не- необходимо поддерживать постоянную изменять только в одном направлении.

Нагрузочная характеристика (см. рис. 18) проходит ниже х.х.х. из-за размагни-

чивающего действия поперечной реакции якоря и внутреннего падения напряжения

в цепи якоря I_аR_а.

3) Внешняя характеристика U_а = f(I_а), снятая при i_в = const; n = const, яв-ляется основной с точки зрения изучения рабочих свойств генератора. В соответствии с ГОСТ 183-74 ее необходимо снимать при типовых испытаниях.

Согласно ГОСТ 10159-79 внешнюю характеристику снимают, изменяя ток якоря со 150% от номинального значения до нуля. Изменение напряжения для любой точки характеристики можно определить по формуле:

(24)

где U₀ – напряжение после сброса нагрузки с номинальной до нуля, В;

U_a – напряжение в данной точке характеристики, В.

В условиях учебных лабораторий часто не удается установить номинальный

ток якоря, и тем более 1,5I_а.н. Поэтому рекомендуется следующий порядок работы.

В режиме х.х. устанавливается максимальный ток возбуждения, значение которого заносится в табл. 10. Затем поочередно включаются ступени нагрузоч-ного реостата и записываются ток якоря I_а и напряжение U_а. Вторая внешняя характеристика снимается аналогично при токе возбуждения на 20–30% ниже первоначального.

Рис. 17

Рис. 18

Генераторы независимого возбуждения имеют жесткую внешнюю харак-теристику (рис. 19), т.е. напряжение незначительно снижается при увеличении нагрузки, что вызвано падением напряжения в якорной цепи и размагничивающим действием реакции якоря. Обычно в номинальном режиме u_н = (5–)% U_н.

Рис. 19

Рис. 20

4) Регулировочная характеристика I_а = f(i_в) при n = n_н = const; U_а = const по-казывает, как нужно регулировать ток возбуждения с изменением тока нагрузки, чтобы напряжение на выходе генератора оставалось постоянным (рис. 20). Согласно ГОСТ 10159-79 снимают две ветви характеристики: первую – при возрастании тока нагрузки, вторую – при убывании его.

В учебных целях достаточно снять одну ветвь – при снижении тока нагрузки. С этой целью при максимальном токе возбуждения включаются все ступени наг-рузочного реостата, т.е. устанавливается максимально возможный на данном ла-бораторном стенде ток нагрузки. Отмечается напряжение на зажимах генератора, ко-торое заносится в табл. 10 и поддерживается постоянным в течение всего опыта. Для этого по мере снижения тока нагрузки (отключение части реостата) уменьшается ток возбуждения. Последнее измерение проводится при отключенной нагрузке (I_а = 0).

Таблица 10

Таблица экспериментальных данных

Характеристика холостого хода Ea = f(iв)				Нагрузочная характеристика Ua = f(iв) при Ia =		Внешняя характеристика Ua = f(Ia)				Регулировочная характеристика iв = f(Iа) при Uа =
						при iв =		при iв =
Ea, В	Iв, А	Ea, В	Iв, А	Ua, B	iв, А	Ua, B	Ia, А	Ua, B	Ia, А	iв, А	Ia, А

В отчете по работе необходимо дать письменные ответы на контрольные вопросы 2, 4 – 7, 9, 10.