Методика, необходимый теоретический материал, порядок выполнения и оформления лабораторных работ по курсу "Электрические машины", страница 5

Характеристика холостого хода генератора (рис. 1.3) представляет собой зависимость ЭДС E₀ от тока возбуждения I_f при отключенной нагрузке. Для генератора с независимым возбуждением характеристика может быть снята в двух квадрантах с получением петли гистерезиса.

Рис. 1.3

Увеличение тока обмотки возбуждения вызывает рост ЭДС генератора. ЭДС нарастает до тех пор, пока не сказывается влияние насыщение магнитной системы.

Присоединение к якорю нагрузки вызывает увеличение тока в якоре. Для якорной цепи справедливо уравнение, составленное по II закону Кирхгофа, которое для принятых на рис. 1.1,б положительных направлений напряжений, ЭДС и тока имеет вид

,                                                             (1.2)

где R_a=r_a+R_дп – сопротивление якорной цепи; I_a = I – ток якоря.

Внешняя характеристика генератора (рис. 1.4) – это зависимость U=f(I_а), показывающая как изменяется напряжение с ростом тока нагрузки генератора при I_f=const, n=const.

При увеличении тока нагрузки I (уменьшении сопротивления R_н) происходит снижение напряжения U вследствие увеличения падения напряжения в якорной цепи I_aR_a.

Изменение напряжения генератора оценивается относительным падением напряжения

,                                             (1.3)

где U – напряжение якоря при заданной нагрузке; U₀=E₀ – напряжение при холостом ходе.

Для номинального режима в генераторах большой и средней мощности с независимым возбуждением DU достигает (5…10)%. Для генераторов 50-100 Вт DU равно 30-40%.

                                 

                                    Рис. 1.4                                                                 Рис. 1.5

Стабилизация напряжения генераторов достигается регулировкой тока возбуждения.

Регулировочная характеристика представляет собой зависимость I_f=f(I_a) при U=const, n=const, показывающую, как надо изменять ток возбуждения при изменении тока нагрузки для получения постоянного напряжения (рис. 1.5).

Нагрузочная характеристика U=f(I_f) снимается аналогично характеристике холостого хода, с тем только отличием, что поддерживается постоянный по величине ток нагрузки I_a>0 (I_a=const).

Характеристика короткого замыкания I_a = f (I_f) (n=const) снимается при замкнутых накоротко выводах обмотки статора путем постепенного от нуля повышения тока возбуждения (I_a< 1,5I_ном).

Замыкание выводов обмотки якоря и все переключения в обмотках при снятии характеристик мощных электрических машин проводится после остановки и обесточивания машины. В лабораторном комплексе микромашин обеспечены условия для переключений без остановки машины.

Все характеристики снимаются при поддержании постоянной частоты вращения, поэтому в качестве приводного используется синхронный двигатель.

Для определения КПД генератора вычисляют полезную мощность генератора

                                                               (1.4)

и потребляемую мощность генератора

,                                  (1.5)