Построение основного характеристического треугольника генератора независимого возбуждения
· даёт возможность оценить влияние падений напряжения и реакции якоря на напряжение генератора;
· может быть использован для построения внешней и регулировочной характеристик генератора.
Построение характеристического треугольника производиться следующим образом (рис. 1.6):
· по данным табл. 1.1 построить практическую характеристику холостого хода;
· по данным табл. 1.2 построить опытную нагрузочную характеристику;
· на оси ординат отложить отрезок 0N = Uн;
· через точку N провести прямую MN, параллельную оси абсцисс, до пересечения с характеристикой холостого хода и нагрузочной характеристикой;
· из точки пересечения прямой MN с характеристикой холостого хода опустить перпендикуляр на ось абсцисс до пересечения с последней в точке P;
· отрезок 0Р будет определять ток возбуждения iв1, необходимый для создания номинального напряжения при холостом ходе генератора;
· пересечение прямой MN с нагрузочной характеристикой даёт точку С;
· опустить перпендикуляр из точки С на ось абсцисс и получить номинальный ток возбуждения генератора iвн=0Н, который необходим для создания номинального напряжения при номинальном токе генератора. В обмотке якоря при этом индуктируется ЭДС номинального режима генератора:
.
Для получения такой же ЭДС при холостом ходе нужен ток возбуждения несколько меньший. Этот ток определяют следующим образом:
· на оси ординат следует отложить отрезок 
= 
;
· через точку 
провести прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с характеристикой холостого хода в точке А;
· из точки А опустить перпендикуляр на ось абсцисс. Отрезок 0S будет представлять собой ток возбуждения, необходимый для создания при холостом ходе.
Таким образом, одной и той же ЭДС 
при холостом ходе и при нагрузке соответствует различный ток возбуждения:
· Отрезок SH=0H – 0S соответствует току возбуждения, который требуется для компенсации реакции якоря.
Если щётки стоят на геометрической нейтрали, то отрезок SH в масштабе тока возбуждения определяет размагничивающее действие поперечной и коммутационной реакции якоря.
Для построения характеристического треугольника:
· через точку Н, соответствующую номинальному току возбуждения iвн, провести прямую, параллельную оси ординат, до пересечения с характеристикой холостого хода в точке А0. Эта точка определит напряжение или ЭДС генератора при холостом ходе и номинальном токе возбуждения;
· продолжить прямую 
до пересечения с прямой НА0 в точке В;
· соединить точки А,В,С, при этом получится характеристический треугольник АВС (рис. 1.6);
· треугольник АВС, построенный для номинального тока, называется основным характеристическим треугольником, причём катет АВ=SH учитывает реакцию якоря, а катет ВС= 
= 
– падение напряжения в цепи якоря;
· чтобы построить характеристический треугольник для любого другого тока генератора, отличающегося от номинального в «n» раз, достаточного стороны основного характеристического треугольника изменить в «n» раз.
Источник
Генератор постоянного тока независимого возбуждения
Схема включения генератора независимого возбуждения показана на рис. 28.2, а. Реостат rрг, включенный в цепь возбуждения, дает возможность регулировать ток Iв в обмотке возбуждения, а следовательно, и основной магнитный поток машины. Обмотка возбуждения питается от источника энергии постоянного тока: аккумулятора, выпрямителя или же другого генератора постоянного тока, называемого в этом случае возбудителем.
Рис. 28.2 Принципиальная схема (а) и характеристики х.х. (б) генератора независимого возбуждения
Характеристика холостого хода генератора постоянного тока независимого возбуждения
При снятии характеристики U0= F(IВ) генератор работает в режиме х.х. (Ia = 0). Установив номинальную частоту вращения и поддерживая ее неизменной, постепенно увеличивают ток в обмотке возбуждения Iв от нулевого значения до +Iв = Oa, при котором напряжение х.х. U0 = 1.15Uном . Получают данные для построения кривой 1 (рис. 28.2, б). Начальная ордината кривой 1 не равна нулю, что объясняется действием небольшого магнитного потока остаточного магнетизма, сохранившегося от предыдущего намагничивания машины. Уменьшив ток возбуждения до нуля, и изменив его направление, постепенно увеличивают ток в цепи возбуждения до -Iв = Oб. Полученная таким образом кривая 2 называется нисходящей ветвью характеристики. В первом квадранте кривая 2 располагается выше кривой 1. Объясняется это тем, что в процессе снятия кривой 1 произошло увеличение магнитного потока остаточного намагничивания. Далее опыт проводят в обратном направлении, т. е. уменьшают ток возбуждения от -Iв = Oб до Iв = 0, а затем увеличивают его до значения +Iв = Oa. В результате получают кривую 3, называемую восходящей ветвью характеристики х.х. Нисходящая и восходящая ветви характеристики х.х. образуют петлю намагничивания. Проведя между кривыми 2 и 3 среднюю линию 4, получим расчетную характеристику х.х.
Прямолинейная часть характеристики х.х. соответствует ненасыщенной магнитной системе машины. При дальнейшем увеличении тока сталь машины насыщается и характеристика приобретает криволинейный характер. Зависимость U0= F(IВ) дает возможность судить о магнитных свойствах машины.
Нагрузочная характеристика генератора постоянного тока независимого возбуждения
Эта характеристика выражает зависимость напряжения U на выходе генератора от тока возбуждения Iв при неизменных токе нагрузки, например номинальном, и частоте вращения. При указанных условиях напряжение на выводах генератора меньше ЭДС , поэтому нагрузочная характеристика 1 располагается ниже характеристики холостого хода 2 (рис. 28.3). Если из точки а, соответствующей номинальному напряжению Uном, отложить вверх отрезок аb, равный IaΣr, и провести горизонтально отрезок bс до пересечения с характеристикой х.х., а затем соединить точки а и с, то получим аbс — треугольник реактивный (характеристический).
Так, при работе генератора в режиме х.х. при токе возбуждения IВ1 = IВ.ном напряжение на выводах U0 = de ; с подключением нагрузки (при неизменном токе возбуждения) напряжение генератора снизится до значения Uном = ae . Таким образом, отрезок dа выражает значение напряжения ΔU = U0 — Uном при IВ1 = IВ.ном. Напряжение на выводах генератора в этом случае уменьшилось в результате действия двух причин: падения напряжения в цепи якоря и размагничивающего влияния реакции якоря . Измерив значение сопротивления цепи якоря и подсчитав падение напряжения IaΣr, можно определить ЭДС генератора при заданном токе нагрузки: Ea = U + IaΣr. На рис. 28.3 эта ЭДС представлена отрезком bе. Электродвижущая сила генератора при нагрузке меньше, чем в режиме х.х. (bе
Источник
Генераторы независимого возбуждения
Свойства генераторов анализируются с помощью характеристик, которые устанавливают зависимости между основными величинами, определяющими работу генераторов. Такими основными величинами являются: 1) напряжение на зажимах U, 2) ток возбуждения iB, 3) ток якоря Iаили ток нагрузки I, 4) скорость вращения n.
Обычно генераторы работают при п = const. Поэтому основные характеристики генераторов определяются при n= nн = const.
Существует пять основных характеристик генераторов: 1) холостого хода, 2) короткого замыкания, 3) внешняя, 4) регулировочная, 5) нагрузочная.
Все характеристики могут быть определены как экспериментальным, так и расчетным путем.
Характеристика холостого хода (х. х. х.)U = f (iB)при I = 0 и п = const определяет зависимость напряжения Uили э. д. с. якоря Еаот тока возбуждения при холостом ходе (I = 0, Р2 = 0). При уменьшении iB напряжение уменьшается по нисходящей ветви аб характеристики сначала медленно ввиду насыщения магнитной цепи, а затем быстрее. При iB = 0 генератор развивает некоторое напряжение U00 = Об
Если затем изменить полярность возбуждения и увеличить iBв обратном направлении, начиная с iB = 0, то при некотором iв
Характеристический (реактивный) треугольник определяет величину реакции якоря и падения напряжения в цепи якоря. Он строится для нахождения величины, реакции якоря по экспериментальным данным и используется также для построения некоторых характеристик машины, если они не могут быть сняты экспериментально. Характеристический треугольник можно построить по экспериментальным данным с помощью х. х. х. и любой другой основной характеристики машины, а также по расчетным данным.
Поскольку в условиях снятия х. к. з. магнитная цепь машины не насыщена, то построенный характеристический треугольник учитывает только продольную реакцию якоря, вызванную случайным или сознательным сдвигом щеток с геометрической нейтрали и тклонением коммутации от прямолинейной. При
установке щеток на геометрической нейтрали катет треугольника iBa = дб равен н. с. коммутационной реакции якоря (в масштабе iв) и характеризует качество коммутации (на рис. а — замедленная коммутация и на рис,6 — ускоренная). Когда щетки стоят на нейтрали и коммутация прямолинейна, iBa = дб = 0 и треугольник бег вырождается в вертикальную прямую.
Для построения характеристического треугольника с учетом влияния поперечной реакции якоря, можно воспользоваться характеристикой холостого хода и внешней, регулировочной или нагрузочной характеристикой. Обычно пользуются нагрузочной.
Внешняя характеристика генератора независимого возбуждения U = f(I) при iB = const ип =const (рис. 9-6) определяет зависимость напряжения генератора от его нагрузки в естественных условиях, когда ток возбуждения не регулируется. При увеличении I напряжение Uнесколько падает по двум причинам: вследствие падения напряжения в цепи якоря IRaи уменьшения э. д. с
Рис. 9-6. Внешняя характеристика генератора независимого возбуждения
Внешнюю характеристику рекомендуется снимать при таком возбуждении (iB = iвн), когда при I = Iн также U = UK(номинальный режим). При переходе к холостому ходу (I=0) в этом случае напряжение возрастает на вполне определенную величину DUн(рис. 9-6), которая называется номинальным изменением напряжения генератора. В генераторах независимого возбуждения
Внешнюю характеристику (в левом квадранте рис. 9-7) можно построить также с помощью характеристики холостого хода (в правом квадранте рис. 9-7) и характеристического треугольника. Для этого проведем на рис. 9-7 вертикальную прямую аб, соответствующую заданному току iB = const. Тогда аб — Об представляет собой Uпри I = 0 и определяет начальную точку внешней характеристики.
Рис. 9-7. Построение внешней характеристики генератора независимого возбуждения с помощью характеристики холостого хода и характеристического треугольника
Регулировочная характеристикаiв = f (I) при U =const и п= const показывает, как нужно регулировать ток возбуждения, чтобы, при изменении нагрузки напряжение генератора не менялось (рис. 9-8). С увеличением I ток iB необходимо несколько увеличивать, чтобы компенсировать влияние падения напряжения laRa и реакции якоря.
Рис. 9-8. Регулировочная характеристика генератора независимого С учетом изменяющихся условий насыщения реальная опытная регулировочная характеристика будет иметь вид, показанный в нижнем квадранте рис. 9-9 штриховой линией.
Обратным построением, если даны х. х. х. и регулировочная характеристика, можно получить характеристический треугольник.
Нагрузочная характеристикаU =f (iB) при / = const и п = const (кривая 2 на рис. 9-10) по виду схожа с х. х. х. (кривая 1 на рис. 9-10)и проходит несколько ниже х. х. х. вследствие падения напряжения в цепи якоря и влияния реакции якоря. X. х. х. представляет собой предельный случай нагрузочной характеристики, когда / = 0.
Влияние сдвига щеток с геометрической нейтрали сказывается в том, что возникает продольная реакция якоря, изменяющая поток полюсов, и поток добавочных полюсов будет индуктировать э. д. с. не в коммутируемых секциях, а в рабочих секциях параллельных ветвей якоря. При повороте щеток против направления вращения якоря (рис. 9-11) это вызовет увеличение э. д. с. якоря, а при сдвиге по направлению вращения — уменьшение э. д. с. В первом случае внешняя характеристика (рис. 9-6) с увеличением / будет падать медленнее или даже может подниматься, во втором — будет падать более круто. При наличии добавочных полюсов в обоих случаях возникает расстройство коммутации.
4.8 Способы пуска и регулирования частоты вращения АД.
1) Прямой пуск включ-е обмотки его статора в сеть, на номин.напр. обмотки статора Iп=(4-7)∙IН. Это считается норм-м пуском.
2) Реакторный пуск. Сначала вкл-я выкл-ль В1(б) и дв.получает питание ч/з 3фаз. реактор. При достижении нормальной скорости вращ-я вкл-я выкл-ль В2кот. шунтирует реактор, в рез-те на двиг. Подается нормальное напр-е сети.
3) автотрансформаторный пуск. Сначала вкл-я выкл-ль В1(в) и В2и на дв. ч/з автотр-р АТ подается пониж-е напр-е, после достиж-я дв-м опред-й скорости В2отк-я и Д получает питание ч/з часть обмотки автотр-а, кот.в этом случае рабтает как реактор. Наконец вкл-я вык-ль В3, в рез-те чего Д получает полное напр-е.
В1должен быть выбран на отключ-ю мощность при к.з., а В2 и В3могут иметьменьшие отключ-е мощности.
4)пуск перекл-м «звезда-треуг-к» прим-я когда выведены все шесть концов обмотки статора (г) и Д норм-о работает с соединением обмотки статора в треуг-к напр-р когда Д раб-т от сети 380/220 и с соед-м обмоток «зв-тр.» работает от сети 220 В. В этом случае при пуске обмотка статора вкл-я в зв. (нижнее полож-е перекл-я П), а при достиж-и норм.скорости вращ-я переключается в тр-к (верхнее полож-е перекл-я П).
5) пкск Д с фазным ротором с пом-ю пускового реостата.
6) самозапуск АД. В эл-х сетях в рез-те к.з. остановка нежелательна.
При восстан-и напр-я начин-ся одноврем-й запуск не отключ-ся от сети Д. Такой самозапуск Д способ-т быстрому воост-ю норм-й работы произв-х мех-в. Однако одновр-й саозапуск большого числа АД загруж-т сеть большими токами что вызывает в ней большое падение напр-я и задержив-т процесс восст-я норм-го напр-я. Время самозапуска Д при этом увелич-я, а врде случаев знач-е пуск-го мом-а недостат-о для пуска Д.
Возм-сть самозапуска целесооб-о исп-ть для Д наиболее ответ-х произв-х мех-в.
Источник