Синхронные машины. Машины постоянного тока
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
угольника могут быть построены и другие характеристики генератора: внешняя и регулировочная.
Рис.2.49 Построение внешней характеристики генератора с независимым возбуждением с помощью характеристического треугольника
Построение внешней характеристики. При построении исходят из характеристики холостого хода 1 (рис.2.49). Взяв точку D на оси ординат, соответствующую номинальному напряжению Uном, проводят через нее прямую AD, параллельную оси абсцисс. На этой прямой располагают вершину А характеристического треугольника, снятого при номинальном токе якоря так, чтобы катет АВ был параллелен оси ординат, а вершина С находилась на характеристике 1. Затем, опустив перпендикуляр из вершины А на ось абсцисс, находят точку Ак, соответствующую номинальному току возбуждения Iв.ном.
При этом способе определения тока Iв.ном исходят из того, что под действием реакции якоря э.д.с. при нагрузке будет меньше, чем при холостом ходе, т.е. будет создаваться как бы меньшим током возбуждения. Это уменьшение тока Iв соответствует отрезку ВС, характеризующему размагничивающее действие реакции якоря. Напряжение при номинальном токе также будет меньше э.д.с. на величину падения напряжения Iа?r, которому соответствует катет АВ.
При построении искомой зависимости 2 напряжения U от тока нагрузки I = Iа ее точки могут быть легко определены: номинальному току Iа.ном отвечает номинальное напряжение Uном (точка b), а режиму холостого хода (ток якоря равен нулю) напряжение U0 (точка а), равное э.д.с. при токе возбуждения Iв.ном. Другие точки (с, d и т.д.) внешней характеристики можно построить, изменяя все стороны характеристического треугольника прямо пропорционально изменению тока якоря и располагая его так, чтобы катеты АВ, А В и т.д. оставались параллельными оси ординат. При этом точки В, В, В и т.д. должны располагаться на вертикальной линии АкВ, соответствующей току возбуждения Iв.ном, а точки С, С, С и т.д. на характеристике холостого хода. Тогда ординаты точек В, В и т.д. будут определять величину напряжения при токах нагрузки Iа1= IаномАВ/AB; Iа2=IаномА "В/АВ и т.д.
Обычно при построении внешней характеристики 2 проводят только гипотенузы характеристических треугольников АС, А С и т.д., параллельные АС, до пересечения с характеристикой холостого хода и с линией АкВ, соответствующей току Iв.ном. Ординаты найденных точек А, А и т.д. дадут искомые величины напряжений (т.е. точки с, d и т.д. внешней характеристики 2), при токах нагрузки
:::=АС:АС:А С: .
Если из точки Ак, соответствующей Iв.иом, провести прямую, параллельную АС, до пересечения с характеристикой холостого хода в точке Ск, то получим величину тока короткого замыкания Iк = IномАкСк/АС, которая в 515 раз превосходит номинальный ток. Зная ток короткого замыкания, можно рассчитать максимальный момент и механическую прочность вала, выбрать аппаратуру защиты и т.д. Экспериментальное определение тока короткого замыкания затруднительно, так как в процессе проведения опыта может возникнуть круговой огонь.
Построенная характеристика является приближенной. Основная погрешность обусловлена тем, что размагничивающее действие реакции якоря (т.е. катет ВС) не пропорционально току якоря. Обычно приведенное построение дает несколько заниженное значение напряжения, а также тока короткого замыкания.
Построение регулировочной характеристики (рис.2.50). Это построение начинают с того, что находят ток возбуждения, соответствующий номинальному напряжению при холостом ходе. Чтобы определить ток возбуждения при номинальном токе нагрузки, вершину А характеристического треугольника (соответствующего номинальной нагрузке) располагают на прямой 2, параллельной оси абсцисс и находящейся от нее на расстоянии Uном. Катет АВ должен быть параллелен оси ординат, а вершина С должна располагаться на характеристике холостого хода 1. Абсцисса вершины А дает искомую величину тока возбуждения. Доказательство справедливости этого построения дано при построении внешней характеристики.
Проводя прямые, параллельные гипотенузе АС, получим отрезки АС, А С, А С и т.д., заключенные между характеристикой холостого хода 1 и прямой 2, соответствующей условию U = Uном = const. Эти отрезки представляют собой гипотенузы характеристических треугольников при других токах нагрузки. Искомая регулировочная характеристика Iв = f(Iа) кривая 3 построена в нижнем координатном углу. Значения тока возбуждения определяются абсциссами точек А, А, А и т.д., которым соответствуют токи нагрузки, пропорциональные длинам отрезков АС, АС, А С и т.д.
Рис.2.50 Построение регулировочной характеристики с помощью характеристического треугольника
Рис.2.51 Принципиальная схема генератора с параллельным возбуждением
Достоинствами генераторов с независимым возбуждением являются возможность регулирования напряжения в широких пределах от нуля до Uмакс путем изменения тока возбуждения и сравнительно м