Задачи по электротехники

      Совпадение  по направлению указанных потоков обеспечивается путем правильного присоединения обмотки возбуждения к обмотке якоря. При неправильном ее подключении происходит размагничивание машины (исчезает остаточный магнетизм) и э.д.с. Е уменьшается до нуля.

      - Сопротивление цепи возбуждения должно быть меньше некоторого предельного значения, называемого критическим сопротивлением.

      Поэтому для быстрейшего возбуждения  генератора рекомендуется при включении  генератора в работу полностью выводить регулировочный реостат , включенный последовательно с обмоткой возбуждения (см. рис. 4.1). Это условие ограничивает также возможный диапазон регулирования тока возбуждения, а следовательно, и напряжения генератора с параллельным возбуждением.

      Обычно  уменьшать напряжение генератора путем увеличения сопротивления цепи обмотки возбуждения можно лишь до (0,6-0,7) Uном.

      Следует отметить, что для самовозбуждения  генератора необходимо, чтобы процесс увеличения его э.д.с. E и тока возбуждения Iв происходил при работе машины в режиме холостого хода.

      В противном случае из-за малого значения Eост и большого внутреннего падения  напряжения в цепи обмотки якоря  напряжение, подаваемое на обмотку  возбуждения, может уменьшиться  почти до нуля и ток возбуждения  не сможет увеличиться. Поэтому нагрузку к генератору следует подключать только после установления на его зажимах напряжения, близкого к номинальному.

      При изменении направления вращения якоря изменяется полярность щеток, а следовательно, и направление  тока в обмотке возбуждения; в этом случае генератор размагничивается.

      Во  избежание этого при изменении  направления вращения необходимо переключить  провода, присоединяющие обмотку возбуждения  к обмотке якоря.

      Генераторы  с параллельным возбуждением применяют  для питания электрических потребителей в пассажирских вагонах, автомобилях и самолетах, в качестве генераторов управления на электровозах, тепловозах и моторных вагонах и для заряда аккумуляторных батарей.

      - ОВ – обмотка возбуждения,  предназначена для того, что бы появились электромагнитные полюса, с магнитным полем которых будет взаимодействовать ток, протекающий по якорной обмотке и вызывать крутящий момент на валу электродвигателя;

      - Rрв – регулировочный реостат, меняет э.д.с. E от генератора;

      - SA – коммутационный аппарат - аппарат, предназначенный для включения или отключения тока в одной или более электрических цепях.

      Механический  коммутационный аппарат — коммутационный аппарат, предназначенный для замыкания  и размыкания одной или более  электрических цепей с помощью разъединяемых контактов.

      В общем случае можно разделить  все коммутационные аппараты на два  типа:

      - контактный коммутационный аппарат,  осуществляющий коммутационную  операцию путем перемещения его  контакт-деталей относительно друг  друга;

      - бесконтактный коммутационный аппарат, осуществляющий коммутационную операцию без перемещения и разрушения его деталей.

      - Rн – нагрузка;

      - A - амперметр — электрический измерительный прибор для определения силы постоянного и переменного тока в электрической цепи. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора. В электрическую цепь амперметр включается последовательно с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют; для увеличения предела измерений — с шунтом или через трансформатор. Показания амперметра всецело зависят от величины протекающего через него тока, в связи, с чем сопротивление амперметра по сравнению с сопротивлением нагрузки должно быть как можно меньшим. По своим конструктивным особенностям амперметры подразделяются на магнитоэлектрические, электромагнитные, термоэлектрические, электродинамические, ферродинамические и выпрямительные.

      - V – вольтметр — электрический измерительный прибор для измерения э.д.с. или напряжений в электрических цепях. Вольтметр включается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии. 

  Характеристику холостого хода генератора параллельного возбуждения снимают при независимом возбуждении (когда ток в якоре Iя = 0), поэтому она ничем не отличается от соответствующей характеристики для генератора с независимым возбуждением (рис. 4.2). 

Рис. 4.2. Характеристика холостого хода

генератора с параллельным возбуждением. 

      Характеристика  холостого хода генератора (рис. 4.2) — зависимость напряжения U0 при холостом ходе от тока возбуждения Iв при отсутствии нагрузки Rн, то есть при Iн = Iя = 0 и при постоянной частоте вращения n.

      При холостом ходе, когда цепь нагрузки разомкнута, напряжение генератора U0 равно его э.д.с. Е0:

      Так как при снятии характеристики холостого  хода частота вращения n поддерживается неизменной, то напряжение U0 зависит только от магнитного потока Ф. Поэтому характеристика холостого хода будет подобна зависимости магнитного потока Ф от тока возбуждения IB.

      Характеристику  холостого хода легко снять экспериментально, постепенно увеличивая ток возбуждения  от нуля до значения, при котором U0 = 1,25Uном, а затем уменьшая ток возбуждения до нуля.

      При этом получаются восходящая 1 и нисходящая 2 ветви характеристики. Расхождение этих ветвей объясняется наличием гистерезиса в магнитопроводе машины. При Iв = 0 в обмотке якоря потоком остаточного магнетизма индуцируется остаточная э.д.с. Еост которая обычно составляет 2—4 % номинального напряжения Uном.

      При малых токах возбуждения магнитный  поток машины невелик, поэтому в  этой области поток и напряжение U0 изменяются прямо пропорционально току возбуждения и начальная часть этой характеристики холостого хода представляет собой прямую.

      При увеличении тока возбуждения магнитная  цепь генератора насыщается и нарастание напряжения U0 замедляется.

      Чем больше становится ток возбуждения, тем сильнее сказывается насыщение  магнитной цепи машины и тем медленнее  возрастает напряжение U0.

      При очень больших токах возбуждения напряжение U0 практически перестает возрастать.

      Характеристика  холостого хода позволяет судить о значении возможного напряжения и  о магнитных свойствах машины. Номинальное напряжение (указанное  в паспорте) для машин общего применения соответствует насыщенной части характеристики («колену» этой кривой). В тепловозных генераторах, требующих регулирования напряжения в широких пределах, используют как криволинейную, так и прямолинейную ненасыщенную часть характеристики.

           Э.д.с. машины изменяется пропорционально частоте вращения n, поэтому при n2<n1 характеристика холостого хода лежит ниже кривой для n1 (см. рис. 4.2). При изменении направления вращения генератора изменяется направление э.д.с. Е, индуцированной в обмотке якоря, а следовательно, и полярность щеток. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список использованных источников: 

1. Вольдек А.И., Попов В.В. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы: Учебник для вузов. - СПб: Питер, 2008.
2. Данилов И.А., Иванов П. М. Общая электротехника с основами электроники: Учебное пособие для неэлектротехнических специальностей техникумов. – М.: Высшая школа, 1989.
3. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника: Учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 2003.
4. Силовые трансформаторы. Справочная книга / Под ред. С.Д. Лизунова, А.К. Лоханина. - М.: Энергоиздат, 2004.
5. Электрические машины: Трансформаторы: Учебное пособие для электромеханических специальностей вузов / Под редакцией И.П. Копылова. — М.: Высшая школа, 1989.
6. Электротехника и электроника: программа и методические указания. – Нижний Новгород, 2004.