2. Работа № 1-2. Исследование генераторов

Постоянного тока

Независимого и параллельного возбуждения

Цель работы

Исследовать рабочие свойства генераторов путем снятия опытных характеристик.

Программа работы

1. Изучить схему для экспериментального исследования генератора постоянного тока (в дальнейшем изложении ГПТ), состав блоков стенда, используемых в работе с ГПТ, измерительную и регистрационную аппаратуру.

2. В лаборатории собрать схему для проведения каждого опыта и провести пробное включение.

3. Снять характеристику холостого хода ГПТ при независимом возбуждении, которая представляет собой зависимость U_я = f(i_в) при I_я = 0 и n=const.

4. Снять внешнюю характеристику ГПТ параллельного возбуждения (с самовозбуждением) U_я = f(I_я) при регулировочном сопротивлении в цепи возбуждения r_рг =0.

5. Снять внешнюю и регулировочную характеристики ГПТ независимого возбуждения.

U_я = f(I_я) при i_в = const;

U_я = f(i_в) при I_я= const.

6. Построить характеристику холостого хода ГПТ.

7. Построить внешние характеристики ГПТ независимого и параллельного возбуждения, сопоставить их и сделать заключение.

8. Построить регулировочную характеристику ГПТ независимого возбуждения.

Пояснения к работе

1. Исследуемый ГПТ входит в состав силового модуля, включающего в себя собственно исследуемый генератор М2, асинхронный электродвигатель М1 и импульсный датчик М3.

1. Характеристика холостого хода ГПТ.

Эта характеристика представляет собой зависимость Е_я = f(i_в) I_я=0, n=const и снимается для ГПТ независимого возбуждения согласно принципиальной схеме рис. 2.2.1 На рис.2.2.2 представлена схема, собираемая на лабораторном стенде.

Р ис. 2.2.1

Рис. 2.2.2

К клеммам А1, В1, С1 асинхронного двигателя в силовом модуле подается напряжение от клемм А, В, С модуля питания через автомат QF2. Установить перемычку между клеммами XS1 и XS2 силового модуля. Клеммы модуля питания «~220 В» соединяются с клеммами Х4 и Х5 силовой части тиристорного преобразователя. Выпрямленное напряжение U_ов от тиристорного преобразователя подается в обмотку возбуждения LМ машины постоянного тока силового модуля через регулируемое сопротивление RР2 модуля добавочных сопротивлений №2. Для этого клемма Х8 силовой части тиристорного преобразователя соединяются с клеммой XS3 сопротивления RР2 модуля добавочных сопротивлений №2, а клемма XS4 этого модуля соединяется с клеммой XS14 обмотки возбуждения LМ. Переключатель SА2 модуля добавочных сопротивлений №2 устанавливается в положение наибольшего значения сопротивления RР2 «1100». Клемма Х9 модуля силовой части тиристорного преобразователя соединяется с клеммой XS13 обмотки возбуждения LМ.

Для измерения напряжения якоря используют измерительный модуль постоянного тока. Клемму ХS11 силового модуля соединить с клеммой Х2 модуля измерительного постоянного тока, а клемму ХS10 силового модуля с клеммой Х1 измерительного модуля постоянного тока. Установить перемычки между клеммами XS11 и XS12 силового модуля.

Перед снятием характеристик холостого хода ГПТ, включить кнопку «Сеть» тиристорного преобразователя и установить переключательSA1 в положение «».

Включением автоматов QF1 и QF2 генератор постоянного тока приводится во вращение и при i_в = 0 измеряют напряжение от потока остаточной индукции прибором РV2 модуля МПТ. Данные занести в табл. 2.2.1.

Отключить автоматы QF1 и QF2 и переключить прибор РV2 на прибор РV1.

Включить автоматы QF1 и QF2, включить кнопку «Сеть» тиристорного преобразователя, переключателем SА2 изменяют сопротивление RР2 от максимального значения «1100» до «0». Данные опыта занести в табл. 2.2.1.

Таблица 2.2.1

iв	0
Uя

После проведения опыта отключить автоматы QF2, QF1.

По данным опыта построить характеристику холостого хода и определить степень насыщения магнитной цепи ГПТ при номинальной ЭДС

Е_ян = U_н + I_ян∙R_я,

где U_н – номинальное напряжение;

R_я – сопротивление цепи якоря, дано в Приложении 3.

Коэффициент насыщения К_μ определяется отношением отрезков АС к АВ (рис. 2.2.3).

Рис. 2.2.3

К_μ = ;

где АС – МДС всей магнитной цепи,

АВ – МДС воздушного зазора.

При К_μ < 1,2 магнитная цепь слабо насыщена, при К_μ = 1,2…1,35 – умеренно насыщена и при К_μ > 1,35 – сильно насыщена.

2. Внешняя характеристика ГПТ параллельного возбуждения

В нешняя характеристика представляет собой зависимость U_я = f(I_я) при r_рг=0 и n=const и снимается на понижение напряжения. Принципиальная схема показана на рис. 2.2.4, которая на лабораторном стенде реализуется схемой, представленной на рис. 2.2.5.

Р ис. 2.2.4

Рис. 2.2.5

Описание схемы рис. 2.2.5. Асинхронный двигатель силового модуля клеммами А1, В1, С1 подключается перемычками к клеммам А, В, С модуля питания через автомат QF2. Обмотка возбуждения LM подключается непосредственно на зажимы якоря генератора: клемма ХS13 машины постоянного тока силового модуля соединяется с клеммой XS9 этого же модуля, а клемма XS10 с клеммой XS14. Установить соединения между клеммами XS11 и XS12.

Клемма XS9 через размножитель модуля добавочных сопротивлений №2 подключается к клеммам Х2 и Х4 модуля измерительного постоянного тока. Клемма XS10 через размножитель модуля добавочных сопротивлений №2 подключается к клемме ХS3 того же модуля. Клемма ХS4 модуля добавочных сопротивлений №2 соединяется с клеммой XS1 того же модуля, а клемма ХS2 с клеммой Х3 модуля измерительного постоянного тока.

Опыт снятия внешней характеристики генератора параллельного возбуждения проводится в следующей последовательности. Включением автоматов QF1 и QF2 генератор приводится во вращение при отключенной нагрузке, и контролируется напряжение на зажимах генератора. Если генератор не возбудился, то это означает, что магнитный поток, создаваемый током обмотки возбуждения, направлен навстречу потоку остаточной индукции и следует переключить перемычки в клеммах ХS13 и ХS14 машины постоянного тока силового модуля при отключенных автоматах QF1 и QF2.

Напряжение генератора при токе нагрузки I_нагр = I_я = 0 заносят в табл. 2.2.2.

Таблица 2.2.2

Uя
Iя	0

Включить автоматы QF1 и QF2 и переключателями SА1 и SА2 модуля добавочных сопротивлений №2 изменяют ток нагрузки до 1,25I_ян и данные опыта заносят в табл. 2.2.2.

3. Внешняя характеристика ГПТ независимого возбуждения

Э

О.В.

Rнагр

та характеристика U_я = f(I_я) снимается также на понижение напряжения при постоянном токе возбуждения i_в = const. Принципиальная схема снятия внешней характеристики дана на рис. 2.2.6, которая на лабораторном стенде представлена на рис. 2.2.2.

Рис. 2.2.6

Включить автоматы QF1 и QF2 и кнопку «Сеть» тиристорного преобразователя.

Чтобы сравнить внешние характеристики ГПТ параллельного и независимого возбуждения нужно, чтобы они выходили из одной точки, т.е. при I_я = 0 напряжение U_я были одинаковыми. Переключателем SA2 модуля добавочных сопротивлений №2, изменяя сопротивление RР2, установить такой ток возбуждения, при котором U_я было бы равно напряжению генератора параллельного возбуждения при I_я = 0 (табл. 2.2.2) и этот ток возбуждения поддерживать постоянным. Далее, изменяя переключателем SA1 сопротивление RР1 этого же модуля в сторону уменьшения, увеличивают ток нагрузки или ток генератора от I_я = 0 до I_я = 1,25I_ян. Данные опыта заносят в табл. 2.2.3.

Таблица 2.2.3

Uя								iв = const
Iя	0

После окончания опыта отключить автоматы QF2, QF1.

4. Регулировочная характеристика ГПТ независимого возбуждения

Эта характеристика представляет зависимость i_в = f(I_я) при U_я = const и n = const. Опыт проводится по схеме 2.2.2.

Переключатель SA2 модуля добавочных сопротивлений №2 устанавливают в положение «1100». Переключатель SA1 этого же модуля ставят в положение «», что обеспечивает холостой ход генератора.

Включить автоматы QF1, QF2 и, уменьшая сопротивление RP2 модуля добавочных сопротивлений №2, добиваются такого напряжения U_Я ,которое было при номинальном токе I_ЯН при снятии внешней характеристики (табл. 2.2.3). Эту точку заносят в табл. 2.2.4.

Изменяя положение переключателя SA1 модуля добавочных сопротивлений №2 от положения «» в сторону уменьшения, увеличивают ток якоря, сохраняя при этом напряжение генератора, которое было получено при холостом ходе генератора (табл. 2.2.4). Это достигается увеличением тока возбуждения путем изменением положения переключателя SA2 модуля добавочных сопротивлений №2 в сторону уменьшения RP2. Данные опыта заносятся в табл. 2.2.4.

Таблица 2.2.4

Iя	0							Uя = const
iв

После проведения опыта отключить автоматы QF2, QF1.

Отчет по работе

Отчет должен содержать:

а) наименование и цель работы;

б) таблицы экспериментальных данных;

в) графики: характеристика холостого хода, совмещенные внешние характеристики генераторов независимого и параллельного возбуждения и регулировочную характеристику генератора независимого возбуждения.

Контрольные вопросы

1. При каких условиях происходит самовозбуждение ГПТ параллельного возбуждения?

2. Почему внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения более мягкая, т.е. напряжение на зажимах генератора значительно уменьшается с нагрузкой по сравнению с генератором независимого возбуждения?

3. Определить коэффициент насыщения магнитной системы ГПТ при напряжении, которое соответствует номинальному току генератора независимого возбуждения.

41