Лабораторная работа по дисциплине «Электротехника». Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения.

Лабораторная работа  по дисциплине «Электротехника».

Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения.

Цель работы. Изучить устройство генератора постоянного тока параллельного возбуждения и приобрести практические навыки в сборке схемы и опытном исследовании генератора по определению его основных характеристик; получить экспериментальное подтвер­ждение теоретическим сведениям о свойствах генераторов посто­янного тока параллельного возбуждения.

Программа работы

1.  Ознакомиться с конструкцией генератора и приводного дви­гателя; записать их паспортные данные и данные измерительных приборов.

2.  Собрать схему по рис. 16.1 и после проверки ее преподавате­лем выполнить пробный пуск генератора; проверить соблюдение

Рис. 16.1. Схема включения генератора постоянного тока параллельного

возбуждения

условий самовозбуждения, возможность регулировки и нагрузки генератора.

1.  Снять данные и построить характеристику самовозбуждения генератора.

2.  Снять данные и построить внешнюю характеристику генера­тора и определить номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки.

3.  Составить отчет и сделать заключение о проделанной работе.

Подготовка к работе

1.  Повторить теоретический материал: условия самовозбуж­дения генераторов постоянного тока; генератор параллельного воз­буждения — схема соединений, основные характеристики (самовоз­буждения, внешняя, регулировочная).

2.  Подготовить в рабочей тетради таблицы для занесения резуль­татов опытов и координатные сетки для построения графиков.

Порядок выполнения работы

Схема соединений и условия самовозбуждения. Представлен­ная на рис. 16.1 схема соединений предусматривает применение дви­гателя постоянного тока параллельного возбуждения в качестве при­водного двигателя. Обмотка возбуждения исследуемого генератора включена парал­лельно обмотке якоря, а для регулировки тока возбуждения в цепи этой обмотки имеется регулировочный реостат г_рг. Работа генера­тора основана на принципе самовозбуждения.

После сборки схемы и проверки ее преподавателем автоматом QF включают приводной двигатель и устанавливают номинальную ча­стоту вращения. Затем приступают к проверке условий самовозбуж­дения. При разомкнутых рубильнике QS1 и ключе QS2 вольтметром РV измеряют напряжение на выходе генератора. Если вольтметр РV показывает небольшое напряжение, созданное электродвижущей силой остаточного магнетизма, то это свидетельствует о соблюде­нии первого условия самовозбуждения — магнитная система гене­ратора обладает остаточным магнетизмом. Если же магнитная сис­тема размагнитилась, то ее можно намагнитить, подключив обмот­ку возбуждения на некоторое время к источнику постоянного тока.

Затем устанавливают на реостате г_рг наибольшее сопротивление, замыкают ключ QS2 и, постепенно уменьшая сопротивление г_рг, на­блюдают за показаниями вольтметра PV. При этом возможны три случая: а) напряжение генератора остается неизменным, что свиде­тельствует об обрыве цепи возбуждения (найти место обрыва и ус­транить его); б) напряжение генератора уменьшается, что указыва­ет на неправильное подключение обмотки возбуждения к цепи об­мотки якоря, при котором МДС обмотки возбуждения действует встречно магнитному потоку остаточного магнетизма и размагни­чивает машину; этот дефект можно устранить, изменив направле­ние тока в обмотке возбуждения, т.е. поменять местами провода, подключенные к зажимам обмотки 1111 и Ш2;

 в) напряжение гене­ратора увеличивается — начинается процесс самовозбуждения.

Характеристика самовозбуждения представляет собой зависи­мость напряжения на зажимах генератора в режиме холостого хода U_Q = Е_ь от частоты вращения якоря п при неизменном сопротивле­нии цепи возбуждения (г_рг = const). Установив номинальное напря­жение генератора при отключенном рубильнике QS1 и номиналь­ной частоте вращения, повышают частоту вращения до п = 1,2п_ном, а затем постепенно уменьшают ее и снимают пять показаний вольт­метра PV и тахометра (либо другого измерителя частоты враще­ния). По этим показаниям строят характеристику самовозбужде­ния (рис. 16.2). Для уменьшения частоты вращения до весьма ма­лых значений необходимо на время этого опыта подключить при­водной двигатель к источнику постоянного тока с регулируемым напряжением. На некотором участке характеристики самовозбуж­дения при небольшой частоте вращения показания вольтметра PV не зависят от частоты вращения. Соответствующая этому явлению частота вращения называется критической п_кр. Из этого следует, что самовозбуждение генератора возможно лишь при частоте вращения, превышающей критическую. Величина зависит от сопротивления цепи возбуждения; с увеличением этого сопротивления величина 7\_р возрастает. В этом можно убедиться при выполнении опыта.

Внешняя характеристика представляет собой зависимость на­пряжения на выходе генератора U от тока нагрузки I при неизмен­ных частоте вращения п = п_ном, сопротивлении цепи возбуждения Е₀ г_рг = const.

Включив приводной двигатель (автомат QF), подключают нагруз­ку (замыкают QS1) и замыкают цепь возбуждения (включают QS2). Регулируя сопротивление нагрузки R_Hr и сопротивление ре­гулировочного реостата г_рп уста­навливают номинальный режим работы генератора (частота вра­щения при этом должна быть номинальной и оставаться такой в течение всего опыта). Сняв пока­зания вольтметра Р V и амперметра1 Рис. 16.2. Характеристика самовозбуждения, уменьшают нагрузку (увеличивают сопротивление R_Hr), сопротивление г_рг должно оставать­ся при этом неизменным. Разгружая генератор вплоть до режима холостого хода, снимают не менее пяти показаний приборов и зано­сят их в таблицу, аналогичную табл. 15.3, а затем строят внешнюю характеристику генератора.

Номинальное изменение напряжения генератора при сбросе на­грузки

определяется выражением .  A U,„,м =  ^E» ~ ^U"™ too.   

Анализ результатов лабораторной работы

Анализируя результаты лабораторной работы, устанавливают соответствие номинальных данных генератора, полученных опыт­ным путем, его паспортным. При анализе характеристики самовоз­буждения необходимо указать полученное значение критической частоты вращения. Для внешней характеристики генератора нуж­но перечислить причины, вызывающие уменьшение напряжения на выходе генератора при увеличении его нагрузки.

Контрольные вопросы

1. Каковы условия, необходимые для процесса самовозбуждения генера­тора постоянного тока?

2.  Какое условие самовозбуждения нарушено, если при замыкании цепи возбуждения ЭДС генератора уменьшается до нуля?

3.  Что представляет собой характеристика самовозбуждения?

 Почему внешняя характеристика генератора параллельного возбуж­дения имеет более падающий вид, чем внешняя характеристика генератора независимого возбуждения