Принцип самовозбуждения генераторов постоянного тока. Условия самовозбуждения. Каковы условия самовозбуждения генераторов постоянного токаПринцип самовозбуждения генераторов постоянного тока. Условия самовозбуждения.Принцип самовозбуждения- обмотка возбуждения получает питание от обмотки якоря генератора.Для самовозбуждения генератора необходимо выполнение определённых условий:1) Процесс самовозбуждения может начаться только в случае, если в начальный момент (iв=0) в обмотке якоря индуцируется некоторая начальная ЭДС. Такая ЭДС может быть создана потоком остаточного магнетизма, поэтому для начала процесса самовозбуждения необходимо,чтобы в генераторе имелся поток остаточного магнетизма, который при вращении якоря индуцирует его в обмотке ЭДС Еост. Обычно поток статического магнетизма имеется в машине из-за наличия гистерезиса в её магнитной системе. Если такой поток отсутствует, то его создают, пропуская через обмотку возбуждения ток от постороннего источника; 2) При прохождении тока iв по обмотке возбуждения в её МДС Fв должна быть направлена согласно МДСостаточного магнетизма Fост. В этом случае под действием разности е – iвSRв происходит процесс нарастания тока iв , магнитного потока возбуждения Фв и ЭДС e. Если указанные МДС направлены встречно, то МДС обмотки возбуждения создаёт поток, направленный против потока остаточного магнетизма, машина размагничивается и процесс самовозбуждения не сможет начаться; 3) Положительная разность е – iвSRв необходимая для возрастания тока возбуждения iв от 0 до установившегося значения Iвo, может возникать только в том случае, если в указанном диапазоне изменения тока iв прямая ОВ располагается ниже хар-ки хх ОА. При увеличения сопротивления цепи возбуждения SRв возрастает угол наклона g прямой ОВ к оси тока Iв и при некотором критическом значении угла gкр прямая ОВ практически совпадает с прямолинейной частью хар-ки хх. В этом случае е »iвSRв и процесс самовозбуждения становится невозможным. Следовательно, для самовозбуждения генератора необходимо, чтобы сопротивление цепи возбуждения было меньше критического значения.Если параметры цепи возбуждения подобраны так, что SRв < SRвкр, то в точке С обеспечивается устойчивость режима самовозбуждения. При случайном уменьшении тока iв ниже установившегося значения Iво или увеличение его свыше Iво возникает соответственно положительная или отрицательная разность (е – iвSRв), стремящаяся изменить ток iв так, чтобы он снова стал равным Iво. Однако при SRв > SRвкр устойчивость режима самовозбуждения нарушается. Если в процессе работы генератора увеличить сопротивление цепи возбуждения SRв до значения, большего SRвкр, то его магнитная система размагничивается и ЭДС уменьшается до Еост. Если генератор начал работать при SRв > SRвкр то он не сможет самовозбудиться. Следовательно, условие SRв < SRвкр ограничивает возможный диапазон регулирования тока возбуждения генератора и его напряжения. Обычно можно уменьшать напряжение генератора, увеличивая сопротивление SRв, лишь до (0,6…0,7)Uном 4.Механические характеристики трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Анализ работы асинхронного электродвигателя удобно проводить на основе его механических характеристик, представляющих собой графически выраженную зависимость вида п = f(М).Механической характеристикой двигателя называется зависимость частоты вращения ротора от момента на валу n = f (M2). Так как при нагрузке момент холостого хода мал, то M2 ≈ M и механическая характеристика представляется зависимостью n = f (M). Если учесть взаимосвязь s = (n1 - n) / n1, то механическую характеристику можно получить, представив ее графическую зависимость в координатах n и М (рис. 1). Рис. 1. Механическая характеристика асинхронного двигателя Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя соответствует основной (паспортной) схеме его включения и номинальным параметрам питающего напряжения. Искусственные характеристикиполучаются, если включены какие-либо дополнительные элементы: резисторы, реакторы, конденсаторы. При питании двигателя не номинальным напряжением характеристики также отличаются от естественной механической характеристики. Механические характеристики являются очень удобным и полезным инструментом при анализе статических и динамических режимов электропривода. Для более точного построения механической характеристики следует увеличить число расчетных точек и для заданных скольжений определить моменты и частоту вращения. Механические характеристики асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором в значительной мере зависят от формы и размеров пазов ротора, а также от способа выполнения роторной обмотки. По этим признакам различают электродвигатели с нормальным ротором (нормальная беличья клетка), с глубоким пазом и с двумя клетками на роторе. Конструкция ротора короткозамкнутых асинхронных электродвигателей общего назначения мощностью свыше 500 Вт предопределяет явление вытеснения тока в обмотке, эквивалентно увеличению ее активного сопротивления. Поэтому, а также вследствие насыщения магнитных путей потоков рассеивания такие электродвигатели (в первую очередь обмотки ротора) обладают переменными параметрами и аналитические выражения их механических характеристик усложняются. Увеличение активного сопротивления ротора в период пуска вызывает увеличение начального пускового момента при некотором снижении силы начального пускового тока.
5. Способы пуска трехфазных асинхронных электродвигателей. В настоящее время используются различные способы пуска электродвигателей. Пусковой ток электродвигателя (ток при заторможенном роторе). Когда на электродвигатель подается напряжение, возникает скачок тока, который называют пусковым током или током при заторможенном роторе. Пусковой ток обычно превышает номинальный в 5 - 10 раз, но действует кратковременно. После разгона электродвигателя ток падает до минимального. В соответствии с местными нормами и правилами, для того чтобы снизить пусковой ток, используются различные способы пуска. Вместе с этим необходимо принять ряд мер по стабилизации напряжения питания. Прямой пуск электродвигателя: Как следует из названия, прямой пуск означает, что электродвигатель включается прямым подключением к источнику питания при номинальном напряжении. Прямой пуск применяется при стабильном питании двигателя, жестко связанного с приводом, например насоса.Пуск «звезда –треугольник»: Целью данного метода пуска, используемого для трехфазных электродвигателей, является понижение пускового тока. В момент пуска электропитание к обмоткам статора подключено по схеме «звезда» (Y). Электропитание переключается на схему «треугольник» (∆), как только электродвигатель разгонится.Пуск через автотрансформатор.Как видно из названия, такой пуск осуществляется с помощью автотрансформатора, последовательно соединённого с электродвигателем во время пуска.Плавный пуск: Принцип «плавного» пуска основан на полупроводниках. Через энергетическую цепь и цепь управления данные полупроводники понижают начальное напряжение электродвигателя. Это приводит к уменьшению вращающего момента электродвигателя.Пуск с помощью преобразователя частоты: Преобразователи частоты предназначены для пуска и управления электродвигателем.Пусковые периоды: Говоря о способах пуска, которые уменьшают пусковой ток, следует отметить, что период пуска не должен быть долгим. Слишком продолжительные периоды пуска могут вызвать перегрев обмоток. Задача любых способов пуска электродвигателя заключается в том, чтобы согласовать характеристики вращающего момента электродвигателя с характеристиками механической нагрузки, при этом необходимо, чтобы пиковые токи не превышали допустимых значений. Дата добавления: 2015-07-14; просмотров: 315 | Нарушение авторских прав mybiblioteka.su - 2015-2018 год. (0.025 сек.)mybiblioteka.su Условия самовозбуждения генераторов постоянного тока — МегаЛекции
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 сопротивлениеRв 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 Iн и тока обмотки возбужденияIв , ш есть Iя = Iн + Iв. Поскольку на генератор нагрузка пока не подана, то весь ток якоря будет поступать в обмотку возбуждения. Появившийся ток в обмотке возбуждения, обусловленный остаточной ЭДС и вращением якоря, имеющий в общем случае незначительную величину ( на рис.2 - это условно ток Iв1), 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 Iв1, 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 Iв2. Причем ток Iв2 будет уже больше тока Iв1, рис.14.2, и определится из соотношения (4) где Roв - сопротивление обмотки возбуждения. В общем случае при дополнительном сопротивлении в цепи обмотки возбуждения Rвне 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 Iв2 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
(5)
где Uв- изменяющееся во времени напряжение на входе цепи возбуждения, равное напряжению генератора в режиме холостого хода; Eв - ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения, при изменении в ней тока возбуждения; Iв - 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: (6) гдеLв - индуктивность обмотки возбуждения, зависящая от насыщения магнитной системы генератора. В соответствии с рис.14.2 напряжение, подводимое к цепи обмотки возбуждения Uв, 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
(7) и тогда напряжение, прикладываемое к цепи обмотки возбуждения, будет равным падению напряжения в ней (8) 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 (9)
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.
megalektsii.ru 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 сопротивлениеRв 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 Iн и тока обмотки возбужденияIв , ш есть Iя = Iн + Iв. Поскольку на генератор нагрузка пока не подана, то весь ток якоря будет поступать в обмотку возбуждения. Появившийся ток в обмотке возбуждения, обусловленный остаточной ЭДС и вращением якоря, имеющий в общем случае незначительную величину ( на рис.2 - это условно ток Iв1), 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 Iв1, 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 Iв2. Причем ток Iв2 будет уже больше тока Iв1, рис.14.2, и определится из соотношения (4) где Roв - сопротивление обмотки возбуждения. В общем случае при дополнительном сопротивлении в цепи обмотки возбуждения Rвне 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 Iв2 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
(5)
где Uв- изменяющееся во времени напряжение на входе цепи возбуждения, равное напряжению генератора в режиме холостого хода; Eв - ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения, при изменении в ней тока возбуждения; Iв - 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: (6) гдеLв - индуктивность обмотки возбуждения, зависящая от насыщения магнитной системы генератора. В соответствии с рис.14.2 напряжение, подводимое к цепи обмотки возбуждения Uв, 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
(7) и тогда напряжение, прикладываемое к цепи обмотки возбуждения, будет равным падению напряжения в ней (8) 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 (9)
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.
Читайте также: lektsia.info Условия самовозбуждения генераторовКоличество просмотров публикации Условия самовозбуждения генераторов - 1138 Самовозбуждением генераторов постоянного тока называют способ получения достаточного по интенсивности магнитного поля машины за счёт электрической энергии самого генератора без применения посторонних источников электрической энергии. Основным условием самовозбуждения генератора является наличие у машины остаточного магнитного потока . Электротехническая сталь имеет кривую намагничивания в форме петли гистерезиса, поэтому при нулевом значении намагничивающей силы индукция магнитного поля воздушного зазора не равняется нулю. Ради справедливости следует отметить то, что это имеет место только тогда, когда магнитопровод был когда-либо намагничен, и если магнитная система машины не была специально размагничена. Таким образом, остаточный магнитный поток определенного направления у работавших машин обычно имеется.
Если теперь обмотку возбуждения подключить к зажимам якорной цепи (рис. 4.13) и заставить вращаться якорь генератора с номинальной частотой, то на ᴇᴦο зажимах появится слабое напряжение, обусловленное остаточным магнитным потоком. Так как обмотка возбуждения подключена к зажимам якорной цепи, в ней появится ток, создавая небольшую намагничивающую силу. Последняя создает свою составляющую магнитного потока. Поток обмотки возбуждения при этом может совпадать, а может и не совпадать с остаточным магнитным потоком. Если магнитный поток обмотки возбуждения не совпадает по направлению с остаточным магнитным потоком, то он будет ослаблять остаточный магнитный поток машины. Самовозбуждение генератора может иметь место тогда, когда магнитный поток обмотки возбуждения совпадает с остаточным магнитным потоком по направлению. Одним словом, поток обмотки возбуждения должен усиливать остаточный магнитный поток. В результате увеличившийся поток приведет к увеличению электродвижущей силы машины (ЭДС), что в свою очередь вызовет увеличение тока возбуждения. Процесс самовозбуждения машины будет проходить лавинообразно.
Рассмотрим характеристику холостого хода, на которой представлена вольт-амперная характеристика цепи возбуждения. Вольт-амперной характеристикой цепи возбуждения называют зависимость напряжения на зажимах цепи от тока возбуждения. Сопротивление цепи возбуждения равно сумме сопротивления обмотки и сопротивления реостата. В зависимости от величины сопротивления регулировочного реостата характеристики имеют различный угол наклона к оси токов возбуждения (прямые 1, 2, 3 рис. 4.14). Рассмотрим процесс самовозбуждения генератора, когда вольт-амперная характеристика цепи возбуждения представлена прямой 1 на рис. 4.14. На рис. 4.14 напряжение является напряжением на зажимах генератора, обусловленного остаточным магнитным потоком. Это напряжение обеспечивает прохождение тока обмотки возбуждения, определяемой формулой . Сопротивление равно сумме сопротивления обмотки возбуждения и сопротивления регулировочного резистора . Ток возбуждения создает дополнительный магнитный поток. В результате появления этого магнитного потока на зажимах генератора получим напряжение в соответствии с характеристикой холостого хода (см. рис. 4.14), но напряжению соответствует ток возбуждения . В свою очередь этот ток создает такой магнитный поток, который обеспечивает напряжение на зажимах генератора. Процесс самовозбуждения в действительности происходит лавинообразно до точки , которая является точкой устойчивого равновесия. В результате процесса самовозбуждения на зажимах генератора получим величину ЭДС . referatwork.ru Классификация генераторов постоянного тока по способу возбужденияВозбуждение электрических машин постоянного тока, с использованием постоянных магнитов, создающих магнитный поток, который вращаясь в магнитном поле, способствует наведению ЭДС (электродвижущей силы), классифицирует магнитоэлектрические МПТ на два основных типа: независимого возбуждения и самовозбуждения. Действие происходит в якоре устройства и определяется как возбуждение.Недостатком применения постоянных магнитов является:
Магнитоэлектрические генераторы относятся к машинам малой мощности. Для изготовления постоянных магнитов используется высококачественный магнитный сплав, это может быть: альни (АН), альниси (АНК) или магнико, альнико (АНКО). Благодаря использованию этих металлов для изготовления постоянных магнитов происходит сохранение первоначальных характеристик в течение длительного временного периода. Для магнитоэлектрических генераторов характерен небольшой расход меди, невысокие потери, малый вес и размеры, небольшие потери мощности, отсутствие потерь на возбуждение, высокий КПД. Главный недостаток машин магнитоэлектрического типа – сложность регулирования. Использование электромагнитного способа возбуждения характеризуется прохождением постоянного тока по возбуждающей обмотке, состоящей из полюсов, соединенных последовательно. Рабочие параметры МПТ характеризуются методом возбуждения относительно к цепи якоря оборудования. Главная квалификация МПТ различных типов подразделяемых на двигатели и машины генераторного вида, подразделяется по принципу возбуждения:
Машина, получающая питание от сети или другого постороннего источникаВ случае если обмотка или как еще говорят, цепь возбуждения машины запитана от электросети, от аккумулятора или стороннего генератора, то она будет принадлежать к классу машин с возбуждением независимого типа. Рис №1. Присоединение машины с независимым возбуждением. В устройстве генератора, в схеме, в обязательном порядке присутствует, регулирующий Iвозб – реостат, и нагрузочное сопротивление (R). К главным параметрам, по которым можно судить о качествах машины относятся несколько видов характеристик это: внешняя, регулировочная и параметр характеризующий работу генератора во время холостого хода. Характеристика х. х. выражена через влияние Iвозб. на ЭДС электрической машины, количество оборотов остается неизменным. Она показывает величину напряжения на клеммах, U должно быть равным величине ЭДС якоря при отключенной цепи и свидетельствует о магнитной насыщенности, явлении гистерезиса на элементах устройства. Внешняя характеристика определяется зависимостью величины U замеренного на контактах МПТ от Iнагр в то время как скорость и Rцепи возбужд. останутся неизменными. Демонстрация регулировочной характеристикой в результате изменения Iвозб, показывает влияние на него Iраб. Характеристика нагрузки демонстрирует влияние на U замеренного на клеммах машины Iвозб, она идентична с характеристикой х. х. с ее помощью определяется воздействие на магнитное поле якорного тока. Характеристика генератора от Iк.з прослеживается по замкнутой цепи по данным амперметра, подключенного к якорной цепи, подвержена влиянию Iк.з. и тока находящегося в шунтовой обмотке. Для оборудования такого типа представляет опасность возникновение короткого замыкания якорной обмотки, вследствие того, что Iк.з. намного больше значения Iном. Использование генераторного оборудования независимого возбуждения желательно применять в случаях с важностью регулирования величины напряжения в самых широких границах, например, для питания электролитических ванн. МПТ с самовозбуждениемВ том случае если энергия нужная для возбуждения машины берется из якоря самого устройства, то эта МПТ будет машиной с самовозбуждением. Рис №2. Схемы МПТ с самовозбуждением магнитного потока: а – параллельное, в – последовательное, с – смешанное возбуждение. Обмотки возбуждения и якоря для любых самовозбуждающихся машин подразделяются на три типа и классифицируются по соединению, это:
Некоторые типы современных двигателей, при разных типах присоединений в сеть обмоток, подразумевают прямое подключение возбуждающей обмотки в электрическую сеть. Генераторы шунтового типа параллельного возбужденияГлавное условие самовозбуждения, заключается в появлении тока на полюсах и ярме генератора при использовании остаточного Φ (магнитного потока). Вследствие данного явления происходит якорь совершает вращательное действие и приводит к появлению ЭДС, вызывающей Iвозб, способствует прекращению действия Ф. Возбуждение такого типа требует выполнение условий присутствия согласного действия остаточного Ф и потока приращения – это служит вторым условием самовозбуждения.
Рис №3. Схема подключения шунтового генератора. Падение напряжения характеризуется 3 главными условиями, это:
Генератор сериесного типа с обмотками соединенными последовательноВ сериесных МПТ, характеристика х. х. снимается после поступления на обмотку напряжения от другого источника. Внешняя характеристика показывает, как происходит повышение якорного тока и Iвозб. с повышением значения U, вследствие влияния на нее увеличения нагрузки. Насыщение электротехнической стали в магнитопроводе препятствует повышению Ф. После появления реакции якоря и явления падения напряжения происходит уменьшение напряжения. Использование таких машин происходит крайне редко в экстраординарных случаях. Рис № 4. Подключение сериесной машины. Компаундная машина с возбуждением соединяющим оба типа возбужденияВ конструкции оборудования присутствует две обмотки: одна со свойствами от параллельного генератора, выполняющая базовую функцию, и обмотка со свойствами последовательного генератора, используемая в виде дополнительной обмотки возбуждения. Обе обмотки сообщают машине свойства обоих типов машин. Кроме того, в конструкции кроме основного комплекта щеток имеется вспомогательным щеточным механизмом, сдвинутым на угол 90о. Последовательно соединенные обмотки сериесной машины дает ей возможность увеличить значение Ф сообразно величине I, следующему по этой обмотке. Характеристика х.х. этой машины похожа на характеристику шунтовой обмотке, Ф соответствует Uном во время холостого тока. Согласное присоединение обмоток, суммирующее магнитодвижущие силы, если используется встречное (дифференциальное), подключение, способствует созданию эффекта резкого падения напряжения, этот действие видно из внешней характеристики.
Рис №5. Присоединение генератора компаундного типа. Присоединение согласным способом подразумевает, что базовая функция отводится обмотке, присоединенной в параллель, компенсирующая роль выполняется обмоткой с качествами характерными для сериесной машины, это способствует размагничиванию реакции якоря и предотвращает процесс падения U. Таким образом, происходит регулировка U в заданных нагрузочных границах, автоматически. Встречное присоединение используется при достижении крутопадающей характеристики в моделях генераторов, используемых для сварки. Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил.Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.Всего доброго.
elektrik-orenburg.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
