Меню

Каковы условия самовозбуждения генератора постоянного тока с параллельным возбуждением



Процесс самовозбуждения генераторов постоянного тока

Процесс самовозбуждения основан на явлении остаточного намагничивания ферромагнитных материалов, из которых выполнена магнитная цепь машины. При изготовлении генераторов главные полюса машины специально намагничивают постоянным током. Эта процедура обеспечивает наличие в машине небольшого остаточного магнитного потока, значение которого составляет 2. 3 % от номинального значения основного потока. Рассмотрим суть процесса на примере генератора с параллельным способом возбуждения. Самовозбуждение генератора осуществляется при отсутствии тока в цепи потребителя, т. е. в режиме холостого хода. В обмотке вращаюшегося якоря наводится остаточная , которая и приложена к зажимам обмотки возбуждения. Под действием остаточной в цепи обмотки возбуждения протекает ток.который создает дополнительный магнитный поток. Направление дополнительного потока должно совпадать по направлению с остаточным магнитным потоком машины, т. е. усиливать его. Увеличение суммарного магнитного потока приводит к возрастанию ЭДС в обмотке якоря, а следовательно, и напряжения на зажимах генератора. Процесс самовозбуждения заканчивается, когда падение напряжения в обмотке возбуждения становится равным ЭДС якоря. По своему виду характеристика холостого хода и регулировочная характеристика у генератора с параллельным возбуждением не отличаются от аналогичных характеристик машины, работающей с независимым возбуждением. Внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением проходит ниже соответствующей характеристики генератора с независимым возбуждением. Это объясняется уменьшением тока возбуждения при снижении напряжения с ростом тока нагрузки. В номинальном режиме снижение напряжения составляет 10. 15 % от номинального значения. Генераторы последовательного возбуждения не нашли широкого применения по причине непостоянства выходного напряжения при изменении тока нагрузки. По этой причине их характеристики в данном курсе не рассматриваются. Генераторы смешанного возбуждения применяют в установках небольшой мощности, где желательно избежать значительного изменения напряжения при отключениях или подключениях отдельных потребителей. Две обмотки возбуждения такого генератора соединяют так.чтобы их магнитные потоки складывались. Путем соответствующего подбора числа витков последовательной обмотки можно скомпенсировать падение напряжения на внутреннем сопротивлении генератора и от действия реакции якоря и обеспечить необходимое напряжение в определенных пределах изменения тока нагрузки.

Способ возбуждения магнитного поля главных полюсов генераторов, при котором обмотка главных полюсов получает питание от обмотки якоря (ротора). (В отличие от самовозбуждения, при независимом возбуждении обмотки главных полюсов питают от постороннего источника тока.) Наиболее часто самовозбуждение используется в генераторах постоянного тока. При пуске генератора с самовозбуждением начальный ток в обмотке возбуждения возникает за счёт ЭДС, наводимой в обмотке якоря остаточным магнитным полем главных полюсов. Для поддержания самовозбуждения необходимо, чтобы начальный ток усиливал это поле. Добавочный магнитный поток увеличивает ЭДС якоря и, как следствие, ток в обмотках главных полюсов. Однако из-за магнитного насыщения магнитопровода одинаковым приращениям увеличивающегося тока возбуждения соответствуют всё меньшие приращения магнитного потока. Процесс самовозбуждения продолжается до тех пор, пока ЭДС якоря превосходит падение напряжения в обмотке возбуждения. При определённой величине магнитного потока наступает электрическое равновесие, и дальнейшее повышение магнитного потока, ЭДС якоря и тока возбуждения прекращается. Самовозбуждение может осуществляться при величине сопротивления обмотки возбуждения, не превышающей известного предельного значения, зависящего от электрических параметров генератора.

Применяют самовозбуждение с параллельным, последовательным и смешанным (параллельно-последовательным) включением обмоток главных полюсов относительно обмотки якоря. Для создания остаточного магнитного потока в машине с самовозбуждением, по какой-либо причине утратившей остаточное намагничивание главных полюсов, по обмотке возбуждения пропускают ток нужного направления, который получают от постороннего источника.

25.От чего зависит скорость вращения двигателя постоянного тока и как ее можно регулировать?

Из последнего выражения видно, что скорость вращения двигателя постоянного тока пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна магнитному потоку.

Изменяя напряжение, подводимое к двигателю, а также изменяя ток возбуждения двигателя при помощи регулировочного реостата, включенного в цепь возбуждения, можно изменять скорость вращения двигателя.

Источник

Принцип и условия самовозбуждения генератора постоянного тока параллельного возбуждения

У генератора параллельного возбуждения обмотка якоря и обмотка возбуждения соединены параллельно, а посторонний источ­ник постоянного тока отсутствует.Принцип самовозбуждения: при вращении генератора приводным двигателем в обмотке якоря наводится небольшая э. д. с. ( порядке 2 — 3 % от номинального напряжения ), называемая э. д. с. остаточного намагничивания. Она обусловлена небольшим магнитным потоком остаточного намагни­чивания, создаваемым внутримолекулярными токами ферромагнитных элементов магнитной цели электрической машины. Под действием э. д. с остаточного намагничивания по обмотке ОВ генератора параллель­ного возбуждения протекает небольшой ток возбуждения, который создает свой небольшой магнитный поток, который, складываясь с потоком остаточного намагничивания, увеличивает общий магнитный поток машины. После­дний наводит в обмотке якоря э. д. с. Большую по сравнению с э. д. с. остаточного намагничивания, которая посылает больший ток в обмотку возбуждения, под действием которого общий магнитный поток машины еще более увеличивается к наводит еще большую э. д. с. якоря. Описанный процесс последовательного взаимного увеличения магнитного потока и э. д. с. генератора параллельного возбуждения продолжается до полного самовозбуждения машины, т. е. до того момента, когда значение э. д. с. яко­ря не станет равным полному значению напряжения холостого хода на его зажимах ( при разомкнутом рубильнике Р ). При замыкании рубильника Р под действием этой э. д. с по сопротивлению нагрузки Rнагр, потечет ток нагрузки I= IЯ +IВ

Реакция якоря генератора постоянного тока и ее влияние на внешнюю характеристику.

Под реакцией якоря понимают явление воздействия магнитного поля, созда­ваемого током якоря, на магнитное поле главных полюсов. В современных машинах постоянного тока реакция якоря всегда действует на основное поле размагничивающим образом. Поэтому магнитный поток генератора постоянного тока Ф при размагничивающей реакции якоря меньше основного магнитного потока Ф на некоторую величину, обусловленную размагничивающим действием магнитного поля якоря. Отсюда и ЭДС якоря под нагрузкой меньше ЭДС холостого хода машины. Т.е. под нагрузкой напряжение на зажимах генератора меньше напряжения холостого хода из-за влияния падения напряжения на сопротивлении цепи якоря и размагничивающего действия реакции якоря: .

Конструкция и принцип действия синхронных машин с электромагнитным возбуждением. Принцип обратимости.

Устройство синхронной машины отличается от асинхронной конструкцией ротора, который представляет собой электромагнит постоянного тока, он имеет обмотку возбуждения- создает основное магнитное поле. Обмотка якоря (статора)-запитывает нагрузку. Статор состоит из литой станины с крепежными лапами; внутри станины впрессован магнитный сердечник, выполненный из листов электротехнической стали. В сердечнике вырублены пазы, внутри которых 3-х фазная медная обмотка, которая соединяется либо звездой, либо треугольником. На станине расположена коробка выводов, торцы станины покрываются подшипниковыми щитами, внутри которых закреплены подшипники. Принцип работы заключается в том, что частота вращения ротора находится в строгом соотношении с частотой питающего тока. Вследствие обратимости электрических машин, синхронные могут работать как

Существуют следующие системы возбуждения:

1) Система независимого возбуждения- обмотка возбуждения запитывается от независимого источника питания.

2) Система самовозбуждения:

-параллельное (ОЯ и ОВ соединены параллельно)-последовательное (ОЯ и ОВ- последовательно)-смешанное (часть ОВ включается параллельно, другая- последовательно)

Дата добавления: 2018-04-04 ; просмотров: 1498 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Генераторы постоянного тока с параллельным возбуждением

Принцип работы генератора основан на явлении элек­тромагнитной индукции. Если рамка с активными про­водниками аb и сd (рис. 3.1, а) вращается в поле постоян­ных магнитов NS, то согласно закону электромагнитной индукции в проводниках аb и cd возникает ЭДС:

Читайте также:  Ремонт ток станка 1к62

где В — индукция магнитного поля;

1 — длина активного проводника;

V — окружная скорость движения проводника;

sin α — угол между направлением магнитных силовых линий и направлением движе­ния проводника в рассматриваемый момент времени.

Рис. 3.1. Принцип действия генератора постоянного тока

Если концы проводников подключить к кольцам и от них через щетки 1 и 2 питать цепь нагрузки лампы Rн, то при замыкании рубильника Р по цепи потечет ток IН, так­же изменяющийся по синусоидальному закону, т.е. пере­менный ток. Для выпрямления этой переменной ЭДС под­ключим проводники аb и cd не к кольцам, а к полу­кольцам (рис. 3.1, б). Щетки 1 и 2 установлены таким обра­зом, что переходят с одного полукольца на другое в мо­мент, когда в проводниках рамки ЭДС отсутствует (рамка повернута на 90° относительно продольной оси полюсов, т.е. расположена по поперечной оси полюсов). В этом слу­чае к щеткам 1 и 2 подводится ЭДС одного направления в течение полного оборота рамки, хотя в самих проводниках аb и cd ЭДС по-прежнему является переменной.

Под действием ЭДС одного направления по цепи нагруз­ки потечет ток 1В, одного направления, но пульсирующий. Щетка 2, от которой ток оттекает во внешнюю цепь (на­грузки), считается положительной («плюсовой»), а щетка 1, к которой притекает ток, — отрицательной («минусовой»).

Таким образом, применение полуколец вместо колец позволило получить в цепи нагрузки ток одного направ­ления, хотя в проводниках рамки возникает переменная ЭДС, т.е. полукольца являются механическим выпрями­телем. Чтобы уменьшить пульсации выпрямленного тока и получить большое значение ЭДС на щетках 1 и 2 ге­нератора постоянного тока, применяется большое число пластин, располагаемых на коллекторе, и большое число активных проводников якоря.

В реальных генераторах постоянного тока магнитное по­ле создается не постоянными магнитами, а обмотками возбуждения, расположенными на сердечниках полюсов. Магнитное поле с потоком Ф (рис. 3.2) создается за счет протекания тока Iв, в обмотке возбуждения WВ. В подвагонных генераторах обмотка включа­ется параллельно обмотке якоря Я — к щеткам 1 и 2.

Рис.3.2. Электрическая схема генератора постоянного тока

с параллельным возбуждением

За счет остаточной намагни­ченности сердечников полюсов в генераторе всегда имеется неболь­шое по величине магнитное поле (магнитный поток). При движении вагона якорь вращается в этом слабом магнитном поле. Под дей­ствием его в проводниках обмотки якоря возникает ЭДС, так что на щетках появляется небольшая выпрямленная коллектором ЭДС, под действием которой по обмот­ке возбуждения потечет ток возбуждения. Ток возбужде­ния вызовет появление магнитного потока, который име­ет большее значение, чем поток остаточного магнетизма, следовательно, на щетках возникает ЭДС большей вели­чины: Е=СЕnФ, где СЕ — конструктивный коэффициент генератора; n — частота вращения якоря, об/мин; Ф -магнитный поток, создаваемый обмотками возбуждения.

Большая ЭДС вызовет увеличение тока возбуждения (по закону Ома IВ= Е/rВ, где rВ — сопротивление обмотки воз­буждения, что приведет к дальнейшему возрастанию ЭДС и т.д. Происходит самовозбуждение генератора. При замы­кании рубильника Р под действием ЭДС через резистор Rн потечет ток нагрузки, который вызовет падение напряже­ния на сопротивлении rВ обмотки якоря, равное I rЯ. Зна­чит, напряжение и на щетках 1 и 2 будет меньше ЭДС на величину этого падения напряжения, т.е.

Из последней формулы следует, что напряжение за­висит от частоты вращения генератора, т.е. скорости движения вагона; от магнитного потока, создаваемого обмотками возбуждения, который в свою очередь зави­сит от тока возбуждения; от тока нагрузки генератора (чем больше ток нагрузки, тем меньше напряжение).

Лекция 7 «Генераторы переменного тока и выпрямители»

Принцип действия генератора переменного тока. В си­стемах электроснабжения пассажирских вагонов широко применяются генераторы переменного тока индукторного типа. В отличие от обычного синхронного генератора они не имеют обмоток на роторе и колец с щетками для подвода к нему тока. Такие генераторы по сравнению с генераторами постоянного тока ввиду отсутствия щеточно-коллекторного аппарата надежны в работе и требуют более простого ухода.

В индукторном генераторе (рис. 3.4) обмотки переменно­го тока 5 выполняются неподвижными и закладываются в пазы (впадины) статора 3, причем каждая обмотка охваты­вает один из зубцов 1. Обмотка возбуждения также непод­вижна и выполнена в виде двух кольцевых катушек 6 (тороидов), которые соединены последовательно и располо­жены в двух подшипниковых щитах 7. Ротор состоит из равномерно расположенных зубцов 10 и пазов 11, кото­рые образуют как бы полюса машины.

Рис. 3.4. Схема индукторного генератора переменного тока

с зубчатым ротором

Если через обмотки возбуждения 6 пропустить ток, то создается магнитный поток Ф, который замкнется по це­пи (штриховая линия). Он пройдет по подшипниковому щиту 7, через воздушный зазор 8, по втулке 9 ротора в осевом направлении, через зубцы 10 ротора, воздушный зазор 4, зубцы 1 статора, остов 2 и снова войдет в подшипниковый щит. При вращении ротора зубцы 1 ста­тора поочередно совпадают с зуб­цами 10 и пазами 11 ротора. При взаимном совпадении зубцов (рис. 3.5, а) между ними будет наимень­ший воздушный зазор, магнитное сопротивление также минимальное и обмотки W1, расположенные на данном зубце статора, пересекают­ся магнитным потоком Фмакс. При совпадении зубца статора с пазом ротора (рис. 3.5, б) зазор наибольший, магнитное сопротивление увеличивается и обмотки пересекаются

магнитным потоком Фмин. Таким образом, при вращении ротора пульсирует магнитный поток и в обмотках W1, расположенных на зубцах статора, индуктируется пере­менная ЭДС, а при подключении нагрузки в них потечет переменный ток.

Рис. 3.5 Изменение потока в зубцах статора

при различном положении ротора

В отличие от обычного синхронного генератора ма­гнитный поток, пронизывающий обмотки W1 статора, не изменяется по направлению (не меняет своего знака).

Вагонные генераторы типов ГСВ (синхронный вагон­ный генератор), ГВ (вагонный генератор) имеют на рото­ре шесть зубов и шесть пазов, которые образуют как бы пары полюсов р, поэтому эти генераторы являются 12-полюсными машинами. Частота переменной ЭДС (тока) зависит от частоты вращения ротора и числа пар полю­сов и определяется по формуле f = рn/60, откуда наи­большая частота переменного тока при наибольшей час­тоте вращения ротора 4000 об/мин равна 400 Гц.

Процесс самовозбуждения генератора происходит так же, как и в генераторе постоянного тока с параллельным возбуждением, за счет остаточного магнетизма. Причем основная обмотка возбуждения питается от обмотки ста­тора через специальный выпрямитель, а величина тока возбуждения и соответственно магнитного потока регули­руется или изменением индуктивного сопротивления (при РНГ с магнитным усилителем), или путем изменения дли­тельности импульсов тока (при РНГ на тиристоре).

Устройство генератора переменного тока. В системах электроснабжения применяются генераторы типов ГСВ-2, ГСВ-8, 2ГВ.001, 2ГВ.003, которые аналогичны по конст­руктивному исполнению и принципу действия. Отлича­ются они мощностью, которая на выходе выпрямителя для генераторов ГСВ-2 и ГСВ-8 составляет 5,5 кВт, для 2ГВ.001 — 6,5 кВт, для 2ГВ.003 — 8 кВт. Кроме того, схе­ма дополнительной обмотки статоров генераторов ГСВ-2, ГСВ-8 и 2ГВ.001 трехфазная, мостовая, а генератора 2ГВ.003 — однофазная с выводом средней точки. У гене­раторов ГСВ-2 и ГСВ-8 привод плоскоременный, у 2ГВ.001 — клиноременный, у 2ГВ.003 — ременно-редукторно-карданный.

Читайте также:  Как накопить ток в конденсаторе

Генераторы ГСВ-2, ГСВ-8 и 2ГВ.001 уста­новлены под кузовом вагона, 2ГВ.003 — на концевой бал­ке рамы тележки котловой стороны вагона.

Генератор переменного тока со смешанным возбужде­нием типа 2ГВ.003 применяется в системах электроснаб­жения ЭВ-7, ЭВ-10, ЭВ-20, ЭВ-26 (ЭВ — электрооборудо­вание вагонное), устанавливаемых на вагонах без конди­ционирования воздуха.

Лекция 8 «Трансформаторы, дроссели и магнитные усилители»

Трансформаторы. Трансформатором называется элек­тромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напря­жения. Трансформатор состоит из стального сердечника (магнитопровода) и двух расположенных на нем обмоток. К одной обмотке подводится напряжение от источника тока, и эта обмотка называется первичной. От другой об­мотки энергия отводится к потребителю, и эта обмотка называется вторичной. Принцип действия трансформа­тора основан на явлении электромагнитной индукции.

Кроме обычных (силовых) трансформаторов в вагон­ном электрорадиооборудовании применяются специаль­ные трансформаторы — стабилизирующие и согласующие. С помощью стабилизирующего трансформатора в тиристорный РНГ вводится отрицательная обратная связь по току возбуждения генератора, что исключает колебания напряжения сети при работе регулятора. Согласующие трансформаторы служат для согласования выхода усили­теля низкой частоты с нагрузкой.

Дроссели и магнитные усилители. Дроссели служат для сглаживания пульсации выпрямленного тока, кроме того, они входят в состав магнитных усилителей. Магнитным уси­лителем (МУ) называют статический электромагнитный ап­парат, который служит для плавного регулирования пере­менного тока в электрических цепях путем изменения подаваемого на его вход постоянного тока. С помощью уси­лителя можно изменять достаточно большие токи и напря­жения посредством слабых электрических сигналов.

Принцип действия МУ основан на изменении индук­тивного сопротивления катушки с ферромагнитным сер­дечником (дросселя) при подмагничивании сердечника постоянным током.

Эксплуатация электрических машин и выпрямителей. При выполнении ТО-1 проводники вагонов, ПЭМ, НП периодически осматривают генераторы, двигатели, мотор-генераторы и преобразователи тока. Основной мерой, обес­печивающей надежную работу электрических машин, явля­ется систематический контроль за работой систем электро­снабжения по измерительным приборам (вольтметрам, ам­перметрам) и сигнализации. При этом контролируют напря­жение и ток нагрузки генератора, ток электродвигателей, ток заряда и разряда аккумуляторной батареи, напряжение сети освещения и состояния изоляции электрооборудования по отношению к корпусу вагона. Категорически запрещается работа генератора с отключенной аккумуляторной батареей.

На продолжительных стоянках следует проверять состо­яние деталей подвески генератора, его привода, предохранительных устройств, плотность защитного кожуха, а так­же степень нагрева корпуса генератора и подшипниковых щитов. Нагрев корпуса определяют на ощупь (при нормаль­ной работе тыльная часть кисти рук выдерживает длитель­ное прикосновение).

В случае перегрева корпуса надо уменьшать нагрузку генератора. Если после этого нагрев не уменьшается, то генератор отключают и переходят на питание от подва­гонной магистрали. Перегрев подшипниковых щитов свидетельствует о разработке подшипников или об от­сутствии в них смазки. При значительной разработке подшипников (проверяется по зазору вала генератора) генератор отсоединяют от привода, так как якорь может касаться полюсов и обмоток статора.

При сильном искрении щеток, которое определяют по колебаниям стрелок амперметра и вольтметра, проверяют состояние коллектора и щеточного аппарата. При необходи­мости коллектор чистят и заменяют изношенные щитки.

Систематически проверяется состояние блока силовых се­леновых выпрямителей и температура его бака. Если темпе­ратура бака окажется выше 70°С, то необходимо сообщить ПЭМ. При осмотре блока кремниевых выпрямителей прове­ряют крепление крышек и исправность их запоров.

Работники электроцеха при подготовке вагонов в рейс очищают электрические машины от пыли, грязи, снега; смазывают солидолом валы подвески генератора с ремен­ным приводом; снимая защитные кожухи, осматривают коллектор, щетки, щеткодержатели; проверяют устройства сохранения полярности (легкость перебрасывания перекид­ных траверс за счет трения щеток о коллектор у генерато­ров типа 23/07.21, РW-114АВ, работу переключателя поляр­ности у двигатель-генератора DUGG-28В путем изменения направления вращения вала), отсутствие касания гибких поводков щеток и траверс о корпус, состояние изоляции силовых проводов, кабелей легкоразъемных соединений; в переходный и зимний периоды года удаляют накопившую­ся влагу и образовавшийся конденсат путем вывертывания соответствующих пробок внизу корпуса; вскрывают вывод­ные коробки, очищают изоляционную панель в них и ук­репляют ослабшие электрические контакты.

Неисправности электрических машин. При эксплуата­ции электрических машин постоянного тока могут воз­никнуть следующие неполадки: обрыв обмоток якоря и возбуждения, межвитковое замыкание этих обмоток, на­рушение контакта щеток с коллектором вследствие заеда­ния щеток в щеткодержателях, загрязнения или обледенения коллектора, износа щеток свыше нормы и других причин.

В связи с тем, что электрические машины работают всегда вместе с защитной и пускорегулирующей аппаратурой, их отказ может быть вызван не только в ре­зультате неисправностей самих машин, но и указанной аппаратуры. Так, например, генератор 23/07.21 в системе электроснабжения вагона 47Д может не работать в слу­чае сгорания предохранителей в силовой цепи или в цепи возбуждения, срабатывания РМН, сгорания уголь­ных столбов РИГ или ОТГ и т.д.

Выявление неисправностей начинают с проверки наибо­лее простых элементов, которые можно заменить или отре­монтировать непосредственно в пути следования (предохра­нители, РМН, щетки, траверса, разъемное соединение).

Наиболее часто встречающиеся неисправности машин переменного тока: обрывы выводных проводов, обрывы или межвитковые замыкания обмоток статора и возбуж­дения, замыкание этих обмоток на корпус. Кроме того, в машинах наблюдаются износ и разрушение подшипников, износ шеек вала ротора, разработка шпоночной канавки, повреждение резьбы вала, заклинивание вала подвески ге­нераторов с ременным приводом и др.

Лекция 9 «Приводы подвагонных генераторов пассажирских вагонов»

В автономных системах электроснабжения для пере­дачи вращательного движения якорю (ротору) генерато­ра от оси колесной пары применяются следующие типы механических приводов: плоскоременный, клиноременный от средней части оси колесной пары, клиноременный от торца оси (ременно-редукторно-карданный), редукторно-карданный от торца оси и редукторно-карданный от средней части оси колесной пары.

Применение того или иного привода зависит от мощ­ности и типа генератора, скорости движения поезда и года постройки вагона. Каждый тип привода должен обеспечивать передачу генератору вращающего момента, необходимого для создания потребной мощности; увеличи­вать в три-четыре раза частоту вращения якоря (ротора) по сравнению с частотой вращения колесной пары, так как ге­нераторы, рассчитанные на большую частоту вращения, имеют меньшие габаритные размеры и массу при заданной мощности; надежно работать в любое время года при раз­личных воздействиях внешней среды; обеспечивать элас­тичную связь между подвагонным генератором и колесной парой. Приводы вагонов, рассчитанных на скорости движе­ния до 120 км/ч, имеют большее передаточное число, а на скорости до 160 км/ч меньшее.

Дата добавления: 2015-12-16 ; просмотров: 4527 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Условия самовозбуждения генераторов постоянного тока

Для работы генераторов постоянного тока (исключая генераторы с независимым возбуждением) обязательно должны выполняться условия самовозбуждения. Рассмотрим эти условия для генератора параллельного возбуждения в соответствии со схемой его включения, рис.14.1. Станина и полюсы генератора, находящегося в отключенном состоянии, практически всегда имеют незначительную намагниченность. Эта намагниченность вызывает существование небольшого по величине магнитного потока, который принято называть остаточным магнитным потоком Фост. Он, как правило, составляет (2. 3 )% от нормального рабочего потока генератора, что является достаточным для возможности его самовозбуждения [1,6,12]: Подсоединим обмотку возбуждения параллельно обмотке якоря. Будем считать, что дополнительное сопротивление в цепи обмотки возбуждения выведено (равно нулю). Нагрузку генератора следует отключить выключателем QF, рис.14.1. Далее приведем во вращение якорь генератора с его номинальной частотой вращения приводным двигателем. За счет наличия остаточного магнитного потока на выводах генератора появится небольшая ЭДС (ее принято также называть остаточной ЭДС обозначенной на характеристике холостого хода, кривая 1, рис14.2 как Еост). Она составляет (2. 3 )% от номинального напряжения генератора [12]. Эта ЭДС вызовет появление тока якоря Iя, который в общем случае представляем собой сумму тока нагрузки и тока обмотки возбуждения , ш есть Iя = Iн + Iв. Поскольку на генератор нагрузка пока не подана, то весь ток якоря будет поступать в обмотку возбуждения.

Читайте также:  Что пропускает ток а что нет

Появившийся ток в обмотке возбуждения, обусловленный остаточной ЭДС и вращением якоря, имеющий в общем случае незначительную величину ( на рис.2 — это условно ток 1), вызовет дополнительный магнитный поток в генераторе. При этом в зависимости от направления тока— Iв1 в обмотке возбуждения, дополнительный магнитный поток может усиливать или ослаблять остаточный магнитный поток. Для самовозбуждения эти потоки должны быть направлены согласно, увеличивая основной магнитный поток главных полюсов.

Суммарный магнитный поток генератора, образовавшийся при протекании в обмотке возбуждения тока 1, вызовет при существующих оборотах якоря появление нового (большего) значения ЭДС. По существу можно допустить, что эта ЭДС практически равна напряжению холостого хода U1 на выходе генератора, так как сопротивление обмотки якоря значительно меньше сопротивления цепи обмотки возбуждения, присоединяемой к выводам генератора, рис.14.1.

Напряжение U1 будет прикладываться к обмотке возбуждения (считая, что дополнительное сопротивление, подключаемое к этой об­мотке, равно нулю ), рис.14.1, и вызовет в ней ток 2. Причем ток 2 будет уже больше тока Iв1, рис.14.2, и определится из соотношения

где Roв — сопротивление обмотки возбуждения.

В общем случае при дополнительном сопротивлении в цепи обмотки возбуждения не равном нулю, в произведении выражения (4) учитывается и его значение, произведение по выражению (4) представляет собой прямую линию прямая 2, рис.14.2 ), проходящую через начало координат под углом α1 соответствующим величине сопротивления обмотки

Рис.14.1. Схема включения генератора параллельного возбуждения для пояснения условий самовозбуждения.

Рис.14.2. К пояснению условий самовозбуждения генератора постоянного тока параллельного возбуждения.

Далее ток 2 увеличит результирующий магнитный поток генератора, а также и напряжение на его выходе U2в соответствии с характеристикой холостого хода, зависимость 1, рис.14.2. Процесс самовозбуждения, сопровождающийся взаимным увеличением тока возбуждения и напряжения на выходе генератора, можно условно изобразить ступенчатой линией с использованием характеристики холостого хода ( зависимость 1 ) и напряжения на обмотке возбуждения (зависимость 2), рис.14.2.

На самом же деле процесс самовозбуждения идет непрерывно и заканчивается при пересечении характеристики холостого хода2 и прямой 1 в точке D, рис.14.2, при установившемся токе возбужденияIву и установившемся напряжении на выходе генератора Uy. В этой точке практически наступает полное насыщение магнитной системы генератора и увеличение тока возбуждения уже не приводит к уве­личению магнитного потока, а соответственно и к увеличению напря­жения генератора.

Процесс самовозбуждения и его окончание более подробно можно пояснить с учетом изменяющихся во времени величин тока возбуждения и напряжения генератора следующим образом.

Уравнение изменения электрических величин в процессе самовозбуждения может быть составлено с учетом второго закона Кирхгофа

где — изменяющееся во времени напряжение на входе цепи возбуждения, равное напря­жению генератора в режиме холостого хода;

— ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения, при изменении в ней тока возбуждения;

— изменяющийся во времени ток в обмотке возбуждения;

Rсв— суммарное сопротивление в цепи обмотки возбуждения ( Rcв = Roв+ Rв ).

С учетом выражения для ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения представим равенство ( 5 ) следующим образом:

где — индуктивность обмотки возбуждения, зависящая от насыщения магнитной системы генератора.

В соответствии с рис.14.2 напряжение, подводимое к цепи обмотки возбуждения , представляет собой ордината от оси абсцисс до характеристики холостого хода ( отрезок А В ).

Падение напряжения в цепи обмотки возбуждения ( iв- Rсв ) выражается ординатой до прямой 2 ( отрезок АС ), а ординаты между линиями 1 и 2 представляют собой ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения ев, отрезок ВС.

Исходя из выражения (6) видно, что процесс самовозбуждения будет продолжаться до тех пор, пока будет происходить изменение (увеличение ) тока в цепи обмотки возбуждения, а соответственно и увеличение напряжения на выходе генератора. При прекращении изменения тока возбуждения ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения станет равной нулю, то есть

и тогда напряжение, прикладываемое к цепи обмотки возбуждения, будет равным падению напряжения в ней

Это условие выполняется при пересечении линий 1 и 2 в точке D, рис. 2. Действительно, если считать, что обмотка возбуждения обладает соответствующей индуктивностью (Lв > 0), то тогда в точ­ке D будет равно нулю именно изменение тока в обмотке возбуждения, то есть

Последнее равенство означает, что в точке D появляется уста­новившееся (неизменное во времени) значение тока возбуждения Iву, а соответственно и неизменное напряжение на выходе генератора Uy при постоянной его частоте вращения. То есть процесс самовозбуждения генератора заканчивается.

На рис. 14.2 наклон прямой 2 соответствует определенному суммарному сопротивлениюRcв в цепи обмотки возбуждения. При увеличении этого сопротивления наклон (угол наклона прямой к оси абсцисс) будет возрастать. При каком — то критическом сопротивлении Rкp прямая 3, отражающая зависимость падения напряжения в цепи обмотки возбуждения, будет касательной к характеристике холостого хода 1 (угол а2). Еэти же суммарное сопротивление в цепи обмотки возбуждения превысит его критическое значение, то генератор возбуждаться не будет.

Таким образом, самовозбуждение генератора возможно при наличии следующих условий [4,12]:

1.Существование в генераторе остаточного магнитного потока.

2.Создаваемый магнитный поток, током возбуждения, должен совпадать по направлению с остаточным магнитным потоком генератора.

3.Суммарное сопротивление цепи обмотки возбуждения должно быть меньше критического.

Следует также учитывать, что при неправильном подключении обмотки возбуждения к обмотке якоря (то есть появление тока возбуждения противоположного направления) появится магнитный поток, направленный встречно по отношению к ос­таточному магнитному потоку. В этом случае генератор не только не запустится, но даже может произойти его полное размагничивание.

Правильное же подсоединение обмотки возбуждения будет сразу сопровождаться увеличением напряжения на выходе генератора.

Если сразу не удалось осуществить правильное присоединение обмотки возбуждения, то следует поменять местами ее выводы, подсоединяемые к обмотке якоря. Отсутствие самовозбуждения и в этом случае может указывать на то, что при первом неверном присоединении обмотки возбуждения генератор размагнитился.

Исчезнувший по каким — либо причинам остаточный магнитный поток ( машина размагничена полностью ) можно восстановить посторонним источником постоянного тока даже незначительной мощности. Для этого его следует подсоединить к обмотке возбуждения на некоторое незначительное время, что и восстановит намагниченность машины.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Источник