Исследование широкополосного трансформатора. Исследование машин постоянного тока

либо вращающим моментом, создаваемым каким-либо механическим источником энергии при работе машины в качестве генератора. Одно из важных свойств электрической машины состоит в ее обратимости, т. е. в способности работать как в качестве генератора, так и в качестве двигателя. В двигательном режиме напряжение, подводимое к обмотке якоря, Uя, превышает ЭДС, возникающую в обмотке якоря, на  величину падения напряжения на обмотке якоря и на щеточных контактах, а в генераторном режиме – наоборот, E > Uя на эту же величину. При одинаковой полярности напряжения на обмотках якоря ток в обмотке якоря в двигательном и генераторном режимах протекает в противоположных направлениях.

Поскольку ЭДС, индуцируемая в обмотке якоря потоком возбуждения Фв, при работе машины в режиме двигателя направлена навстречу приложенному напряжению Uя, то она называется противоЭДС якоря. Уравнение Кирхгофа для цепи якоря в установившемся режиме имеет вид:

                      Uя = E + Iяrя = Се nФв + Iяrя ,                                      (6.1)

где rя – суммарное сопротивление в цепи якоря. Противо-ЭДС якоря E играет существенную роль в преобразовании энергии в машине и позволяет в основном определить зависимость скорости вращения якоря n от тока возбуждения Iв и входного напряжения источника Uя:

n = E / С_eФв = (Uя – Iяrя)/ С_eФв ;                      (6.2)

причем Iяrя << Uя . Следует учесть, что при подключении двигателя к источнику с напряжением Uяв цепи неподвижного якоря (n = 0) наблюдается скачок пускового тока Iя.пуск >> Iя.ном. Это происходит из-за того, что противо- ЭДС в начальный момент равна нулю (E = CenФв = 0) и из уравнения (6.1) следует: Iя.пуск = Uя / rя >> Iя.ном. Поэтому непосредственное включение двигателя большой мощности связано с большими скачками тока и опасностью возникновения аварийного режима. Среди основных характеристик генератора постоянного тока с независимым возбуждением, снимаемых при n = nном = const, отметим следующие: 1) характеристика холостого хода U₀х = E₀х = CеnФв при Iя  = 0 (рис. 6.1, а); 2) внешняя или на-грузочная характеристика Uн = E –Iяrя = CеnФв – Iяrя при Iв  = Iвн = const (рис. 6.1, б); 3) регулировочная арактеристика Iв  = f(Iя) при Uн = Uн.ном =  = const (рис. 6.1, в).

Указанные характеристики определяются в основном способом воз-буждения. При независимом возбуждении обмотка возбуждения подклю-чается к внешнему источнику, а в режиме самовозбуждения она подключается к якорю машины (параллельно, последовательно или последовательно-па-раллельно). Режим самовозбуждения может реализовываться при выполнении следующих условий: наличии остаточного потока Фост (и, соответственно, Eост), совпадающего по направлению с потоком возбуждения Фв; сопротивление обмотки возбуждения должно быть меньше критического rв < rв.кр (условие баланса). Нелинейность магнитной цепи, связанная с насыщением, отражается на виде характеристики