Схема для исследования параллельного включениярезистивного элемента и катушки Трехфазные нагрузочные цепи

Лабораторные по ТОЭ (теоретическим основам электротехники)

Эксплуатационные свойства генератора постоянного тока определяются величиной изменения напряжения при изменении тока нагрузки.

Зависимость напряжения генератора U от тока нагрузки I (или тока якоря) при постоянной частоте вращения n и неизменном сопротивлении цепи обмотки возбуждения, называют внешней характеристикой.

Из сравнения внешних характеристик, приведенных на рис. 3, видно, что напряжение на зажимах генератора с параллельным возбуждением (кривая 1) уменьшается с ростом тока нагрузки в большей степени, чем у генератора с независимым возбуждением (кривая 2).

Напряжение генератора определяется следующим выражением:

U = E - Iяrя,

(4)

где rя - сопротивление якорной цепи;

 Iя - ток якоря. (В генераторах с параллельным возбуждением ток якоря принимают равным току нагрузки I, поскольку мал ток возбуждения IB).

Рис. 3. Внешние характеристики генераторов

Уменьшение напряжения с ростом тока нагрузки (или тока якоря) происходит по следующим причинам:

- увеличение падения напряжения в цепи якоря (Iяrя);

- реакция якоря оказывает размагничивающее действие на магнитный поток полюсов. Вследствие этого уменьшается ЭДС.

- в генераторах с параллельным возбуждением уменьшается ток обмотки возбуждения IВ. Уменьшение тока IB вызывает уменьшение магнитного потока, ЭДС и напряжения генератора. Следствием этого является дальнейшее уменьшение тока возбуждения и размагничивание полюсов.

Рис. 4. Регулировочная характеристика

 У генератора с независимым возбуждением отсутствует третья причина, поэтому напряжение изменяется менее интенсивно.

Регулировочная характеристика (рис. 4) показывает зависимость тока возбуждения IB от тока нагрузки I при постоянном напряжении на зажимах генератора U и постоянной частоте вращения n. Регулировочная характеристика показывает как нужно изменять ток возбуждения, чтобы напряжение генератора оставалось неизменным.

Генераторы постоянного тока применяются в электрохимии для питания электролизных ванн, для сварки, в качестве возбудителей синхронных машин, в регулируемом электроприводе и т.п.

Рабочее задание

а) Генератор с параллельным возбуждением

Подготовьте лабораторную экспериментальную установку для снятия основных характеристик генератора с параллельным возбуждением. Схема установки приведена на рис. 5. На схеме приняты следующие обозначения:

Г

— якорь генератор постоянного тока;

АД

— приводной асинхронный двигатель. Обмотка статора С1 - С6 соединяется по схеме треугольник установкой перемычек, показанных жирными линиями;

Я1, Я2

— выводы обмотки якоря;

Д1, Д2

— выводы обмотки дополнительных полюсов;

ОВГ

— обмотка возбуждения генератора;

Ш1, Ш2

— выводы обмотки возбуждения;

Rp

— регулировочный резистор для изменения тока возбуждения IB;

RH

— нагрузочные резисторы;

Т1¸Т9

— тумблеры нагрузочных резисторов;

V

— вольтметр переносной Э533, 300 В;

А1

— амперметр переносной Э 514 (Э 526), 5 А. Измеряет ток нагрузки генератора, IГ;

АВ

— амперметр переносной Э 513 (Э 525), 0,5 А; 1 А. Измеряет ток обмотки возбуждения генератора;

— клеммы 4-х проводной трехфазной питающей сети. Расположены на панели питания в правой части стенда;

0 ± 250 В

— клеммы источника регулируемого напряжения постоянного тока для подключения обмотки возбуждения генератора. Расположены на панели питания в правой части стенда.

Ознакомьтесь с оборудованием стенда. Выпишите паспортные данные машины постоянного тока типа 2ПН90МУХЛ4, используемой в качестве генератора:

UH

— номинальное напряжение в В;

РН

— номинальная мощность на валу в кВт;

— номинальный ток в А;

nH

— номинальная частота вращения в об/мин;

hН

— номинальный К.П.Д. в %;


Рис. 5.Схема генератора с параллельным возбуждением


Структура условного обозначения машин постоянного тока серии 2П:

 2 П Н 90 М УХЛ4

порядковый номер серии

климатическое исполнение

машина постоянного тока

условная длина сердечника

исполнение по роду защиты и охлаждения, Н-защищеное

высота оси вращения в мм

с самовентиляцией

 

Ознакомьтесь с техническими характеристиками приводного двигателя АД, которым служит трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель серии 4А.

Частота вращения асинхронного двигателя мало зависит от нагрузки на валу. В связи с этим при снятии всех характеристик генератора контроль за частотой вращения можно не осуществлять.

Выпишите в таблицу 1 основные сведения об электроизмерительных приборах.

Таблица 1

Наименование и марка прибора

Система

измерения

Класс точности

прибора

Диапазон измерения прибора

Соберите схему (рис. 5) и предъявите цепь для проверки преподавателю или лаборанту.

Опыт 1

Характеристика холостого хода Е = f(IB) при n = const, I = 0.

1. Отключите нагрузочные резисторы тумблерами Т1 - Т9.

2. Разомкните вспомогательный тумблер S1.

3. Поверните рукоятку Rp в крайнее правое положение, соответствующее наибольшему сопротивлению резистора.

4. Пустите в ход приводной двигатель АД, для этого сначала включите автомат АП, расположенный в правой части стенда на панели питания (при этом загорится сигнальная лампа). Затем нажмите правую кнопку ”Пуск” (одновременно с пуском АД загорается вторая сигнальная лампа).

5. Повышая через равные промежутки ток возбуждения IB, запишите 10-12 показаний вольтметра V и амперметра А2 в графу ”прямой ход” таблицы 2. Последняя точка прямого хода должна соответствовать крайнему левому положению Rp. 6. Снимите нисходящую ветвь характеристики, постепенно уменьшая ток возбуждения IB до минимального значения. Запишите 10-12 показаний в графу ”обратный ход” таблицы 2.

Таблица 2

Прямой ход

Обратный ход

IB, A

E, B

IB, A

E, B

1.

...

12.

Примечание:

При снятии каждой из ветвей характеристики поворот рукоятки Rp должен производиться только в одном направлении с тем, чтобы ток возбуждения или только возрастал, или только убывал. В противном случае из-за перемагничивания генератора на характеристике появятся выпадающие точки.


На главную