Асинхронный генератор с самовозбуждением. Самовозбуждающийся генератор

Самовозбуждение - генератор - постоянный ток

Cтраница 1

Самовозбуждение генераторов постоянного тока протекает одинаковым образом при любой схеме возбуждения. Рассмотрим процесс самовозбуждения наиболее распространенного генератора параллельного возбуждения ( рис. 1.216), имея в виду, что в генераторах других типов процесс самовозбуждения протекает таким же образом. Этим магнитным потоком в обмотке вращающегося якоря индуктируется эдс оет, составляющая несколько процентов номинального напряжения машины. [1]

Самовозбуждение генераторов постоянного тока заключается в том, что генератор не требует отдельного источника тока для питания обмотки возбуждения, как в случае машин с независимым возбуждением. Оно основано на явлении остаточного магнетизма. Для самовозбуждения генератора необходимо, чтобы ток, протекающий по обмотке возбуждения, усиливал поле остаточного магнетизма, и сопротивление цепи обмотки возбуждения было ниже некоторой критической величины. [2]

Процесс самовозбуждения генераторов постоянного тока протекает одинаково при любой схеме возбуждения. Так, например, в генераторах параллельного возбуждения, получивших наиболее широкое применение, процесс самовозбуждения протекает следующим образом. [3]

Процесс самовозбуждения генераторов постоянного тока протекает одинаково при любой схеме возбуждения. [5]

Процесс самовозбуждения генераторов постоянного тока притекает одинаково при любой схеме возбуждения. Рассмотрим процесс самовозбуждения генератора параллельного возбуждения, получившего наиболее широкое применение. [6]

Как возникает самовозбуждение генератора постоянного тока. [7]

Основные условия самовозбуждения генератора постоянного тока параллельного возбуждения таковы: а) наличие в стали полюсов остаточного магнетизма; б) правильное ( согласное) соединение обмотки возбуждения ц обмотки якоря, с теш чтобы магнитный поток. [8]

Почему может не наступить самовозбуждение генератора постоянного тока. [9]

Какие условия необходимы для того, чтобы произошло самовозбуждение генератора постоянного тока с параллельным возбуждением. [10]

Прежде всего разберем а примере этой машины принцип самовозбуждения генераторов постоянного тока. [11]

Прежде всего разберем на примере этой машины принцип самовозбуждения генераторов постоянного тока. [12]

Как только агрегат достигнет установившейся скорости вращения и произойдет самовозбуждение генератора постоянного тока, быстро и точно произвести отсчеты по приборам, присоединенным к обмотке возбуждения при двух-трех положениях ползунка регулировочного реостата гр. [13]

Операторный и классический методы решения задач широко применяются в тех случаях, когда системы дифференциальных уравнений равновесия напряжений контуров и уравнения моментов - линейные. Если хотя бы одно уравнение нелинейно, то такая система уравнений решения в общем виде не имеет. Нелинейные системы дифференциальных уравнений решаются численными методами. В ряде случаев решение нелинейных дифференциальных уравнений можно упростить, применяя графоаналитические методы решения, например при исследовании самовозбуждения генератора постоянного тока. [15]

Страницы: 1

www.ngpedia.ru

28. Самовозбуждение генератора постоянного тока параллельного возбуждения.

У генератора с параллельным возбуждением обмотка возбуждения включается параллельно реакторной цепи. Такая машина относится к генераторам с самовозбуждением, т.к. для работы такого генератора не нужен дополнительный источник питания для цепи возбуждения. Для реализации самовозбуждения ГПТ с параллельным возбуждением необходимо наличие как минимум трех условий:

1. Наличие остаточного магнитного потока.

2. Совпадение по направлению магнитного потока и потока обмотки возбуждения.

3. Сопротивление в цепи обмотки возбуждения должно быть меньше некоторого значения, называемого критическим сопротивлением.

29. Особенности двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.

У МПС с последовательным возбуждением обмотки возбуждения подключаются последовательно с цепью якоря. В результате изменение тока якоря сразу отражается на токе возбуждения. Данное свойство не позволяет ему работать в режиме ХХ и при малых нагрузках. В таких режимах происходит разнос двигателя (неконтролируемое возрастание частоты вращения двигателя до опасных с точки зрения механической прочности значений). При включении ДПТ с последовательным возбуждением в сеть под действием созданного вращающего поля вращается ротор машины. При этом в якоре появляется противо- ЭДС Е=сЕФН, , которая собирает умешать ток, однако ток якоря одновременно появляется с током возбуждения, то с его уменьшением снижается и МП в машине. Увеличение МП начинает увеличивать частоту вращения двигателя.

Возрастая, начинает создаваться еще большая противо- ЭДС, которая еще больше уменьшает ток и МП в машине. Этот процесс увеличения частоты вращения и уменьшения тока в якоре и магнитного потока будут идти до тех пор, пока не произойдет механической разрушение якоря двигателя.

Стоит обратить внимание на зависимость магнитного потока от нагрузки Ф=f(Iя). Если двигатель будет работать на 25% своей номинальной мощности или меньше, то магнитный поток будет крайне мал, что приведет к постоянному увеличению скорости вала. Препятствовать разгону будут лишь механические потери, и двигатель пойдет в "разнос". Это приведет к быстрому выходу машины из строя. Все описанное в соответствии с формулой:

Исходя из вышесказанного, ДПТ ПВ нельзя использовать на холостом ходу, постоянно требуется контроль тока якоря. С этой целью последовательно с обмоткой возбуждения устанавливают минимальное токовое реле, которое замыкает якорную цепь только в том случае, если нагрузка на валу достаточна для поддержания номинальной работы двигателя.

Пуск двигателя производят с пусковым сопротивлением, также включенным последовательно в цепь якоря. После пуска это сопротивление выводят, и машина продолжает работать в номинальном режиме на своей естественной характеристике.

30. Характеристики двигателя постоянного тока последовательного возбуждения

Механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения

М = cМФIa= кIa .

Из уравнения U = cЕnФ + IaR имеем скоростную характеристику

где =Ra+ Rдоб ; . Механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения

Регулировочный реостат Rрег позволяет изменять ток возбуждения двигателя Iв и его магнитный поток Ф. При этом будет изменяться и частота вращения n.

studfiles.net

Асинхронный генератор с самовозбуждением

Генераторный режим работы асинхронной машины рассматривался в § 24-5. При этом было выяснено, что асинхронный генератор потребляет реактивный намагничивающий ток для создания магнитного потока й поэтому должен работать параллельно с сетью переменного тока, к которой присоединены другие машины или установки (например, синхронные генераторы), способные снабжать

Рис. 29-6. Схема асинхронного генератора АГ с местной нагрузкой R и конденсаторной батареей С {а) и векторная диаграмма (б)

реактивным током асинхронные генераторы идругих потребителей. Наряду с этим асинхронный генератор может работать также л режиме самовозбуждения на отдельную сеть, получая реактивный ток возбуждения от конденсаторов, прнключаемых к зажимам асинхронного генератора.

'Для выяснения некоторых положений рассмотрим схему рис. 29-6, на которой изображен асинхронный генератор АГ, работающий параллельно с сетью и потребляющий из нее реактивный (индуктивный) ток lL= / . Этот ток создает в генераторе магнитное поле, в то время как активный ток 1а, вырабатываемый генератором АГ, полностью потребляется местным Потребителем R. Приключим теперь к зажимам, генератора конденсаторы С такой емкости, чтобы потребляемый

Рис 29-7. Схема замещения самоВоз-буждающегося асинхронного генератора с нагрузкой Zatи емкостным сопротивлением конденсаторной батареи хс

ими из сети емкостный ток /с по величине был равен току IL, Очевидно, что при этом потребляемый из сети ток

Рубильник Р можно поэтому отключить, и асинхронный генератор АГ будет работать на изолированную местную сеть с приемниками RnC. Так как при этом, с одной стороны, генератор продолжает потреблять ток IL = 1ш, а с другой стороны, конденсаторы продолжают потреблять ток /с = lh, то можно сделать следующие выводы:

1) источниками реактивного намагничивающего тока /м = /j. для генератора теперь являются конденсаторы;

2) утверждения «конденсатор потребляет из сети (или от асинхронного генератора) емкостный ток» и «конденсатор отдает в сеть (яля асинхронному генератору) индуктнвйый ток» равноценны; 3) равноценны также утверждения «асинхронная машина потребляет из сети индуктивный ток» и «асинхронная машина отдает в сеть емкостный ток».

В практике энергетических систем термины «реактивный ток» и «реактивная мощность» принято связывать с отстающим (индуктивным) током. При этом говорят, что конденсаторы отдают в сеть реактивный ток и, реактивную мощность и являются гейераторами реактивной мощности.

Из «казааиого следует, что при чисто активной нагрузке асинхронного генератора мощность конденсаторов должна равняться реактивной (намагничивающей) мощности генератора. Если же нагрузка будет иметь смешанный активно-индуктивный характер, то мощность конденсаторной батареи необходимо соответственно увеличить, чтобы она покрывала также реактивную мощность нагрузки. При смешай-ной активно-емкостной нагрузке требуется конденсаторная батарея меньшей мощности, а при определенных условиях эта батарея становится излишней.

Схема замещениа-асинхронного генератора с самовозбуждением при помощи конденсаторов и с нагрузкой ZSTизображена на рис. 29-7. На основании этой схемы могут быть найдеды все соотношения и величины, характеризующие режим работы генератора. В частности, на основе баланса реактивных мощностей с учетом потерь реактивной мощности в сопротивлениях хЛ, x'oiи хымождо определить необходимую мощность « необходимую емкость конденсаторов. Векторная диаграмма самого асинхронного генератора с самовозбуждением имеет обычный вид и не зависит от того, откуда генератор потребляет необходимую реактивную мощность.

Рис. 29-8. К выяснению условий самовозбуждения асинхронного генератора

Выяснив в общих чертах работу асинхронного генератора с самовозбуждением в установившемся режиме, рассмотрим процесс его самовозбуждения на холостом ходу (рис. 29-8), пренебрегая активными сопротивлениями.

Ввиду наличия потока остаточного намагничивания ротора асинхронной машины, при вращении ротора в обмотке статора индуктируется некоторая э д. с. £ост (рис. 29-8). Эта э. д. с. вызывает в конденсаторах ток 1'с, который, протекая по обмотке статора машины, усиливает его магнитный поток. В результате индуктируемая э. д. с. и ток конденсатора увеличиваются и т. д.

На рис. 29-8 зависимость индуктируемой в обмотке статора генератора э. д.с. £i от намагничивающего тока в этой обмотке /м или от тока конденсатора /с = /м изображена в виде кривой холостого хода или кривой намагничивания (жО1 + + хм)1с- Прямая U =• хс1сопределяет зависимость напряжения конденсатора от его тока. Процесс самовозбуждения на рис. 29-8 условно изображен ступенчатой линией. Э. д. с. остаточного намагничивания вызывает в конденсаторе ток

Очевидно, что процесс самовозбуждения асинхронного генератора во многом аналогичен процессу самовозбуждения генератора постоянного тока (см. § 9-4).

Выше предполагалось, что первоначальный толчок тока статора при самовозбуждении возникает в результате действия потока остаточного намагничивания. Вместе с тем роль первоначального толчка может сыграть также ток разряда предварительно заряженной конденсаторной батареи, наводка тока внешним магнитным полем и флуктуация электронов в цепи обмотки статора. Последние две причины на практике часто оказываются недостаточно сильными для развития самовозбуждения.

Мощность конденсаторной батареи самовозбуждающегося асинхронного генератора достаточно велика (до 70—100% от номинальной мощности генератора), что делает установку дорогой. В связи с этим такие генераторы находят в настоящее время весьма ограниченное применение. Иногда явление самовозбуждения асинхронной машины с подключенными к ней конденсаторами используется для торможения асинхронных двигателей после отключения их от сети. Торможение при этом происходит за счет потерь, возникающих в самовозбужден-ной машине и приключенных к ней сопротивлениях.

Самовозбуждение асинхронной машины возможно также при включении конденсаторов во вторичную цепь, однако этот случай ввиду малой частоты в цепи ротора малоэкономичен.

§ 29-3. Асинхронные машины с массивным ротором

Ротор асинхронной машины можно изготовить из массивной стальной поковки и без пазов. В этом случае роль обмотки ротора играет сам массивный ротор, в котором вращающееся магнитное поле будет индуктировать токи.

Массивный ротор имеет большое преимущество в прочности. В связи с этим асинхронные двигатели на высокие скорости вращения (10 000—100 000 об/мин)

строятся с массивным ротором. Такие двигатели применяются в различных установках специального характера, в частности в гироскопических навигационных устройствах, и питаются током повышенной частоты (400—1000 гц).

Активное г2и индуктивное хлсопротивления массивного ротора ввиду сильно выраженного поверхностного эффекта значительно зависят от скольжения. Так, в случае / = 50 гц при пуске (s = 1) эквивалентная глубина проникновения токов в роторе составляет только около Змм, приs= 0,02 — около 20мм, npns = = 0,001 — около 100 мм. Поэтому при пуске сопротивление г2 весьма велико и хлмало, а с уменьшением скольжения сопротивление г2уменьшается и ха2 увеличивается. Вследствие подобного изменения параметров геометрическое место токов машины с массивным ротором имеет вид, изображенный на рис. 29-9 сплошной линией. Для сравнения там же

штриховой линией показана круго- fy^$=/

вая диаграмма асинхронного двигателя с постоянными- параметрами.

В результате сильного проявления поверхностного эффекта пусковой момент двигателя смассивным ротором достаточно велик (Ма/Мя= 1,5-V- 2,0). Однако двигатели малой и средней мощности с массивными роторами при /= 50гц имеют низкие к. п. д. и коэффициент мощности, так как при Рис. 29-9. Геометрическое место токов скольжении s = 0,02 -з- 0,05 глу- асинхронной машины с массивным ро-бина проникновения тока и потокатором

в сталь ротора мала, активное и

магнитное сопротивления ротора магнитному потоку велики, вследствие чего двигатель имеет большое номинальное скольжение и большой намагничивающий ток. С увеличением геометрических размеров машины, а также при увеличении номинальной скорости вращения рабочие характеристики двигателя улучшаются. Так, асинхронный двигатель с массивным ротором на / = 50 гц и Ря= = 20 000-з- 50 000 кет имел бы номинальное скольжение значительно менее 1%. В двигателях относительно небольшой мощности на высокие скорости вращения для улучшения рабочих характеристик иногда внешнюю поверхность массивного стального ротора покрывают медью. С этой же целью применяются медные кольца, прикрепленные к торцевым поверхностям массивного ротора. Роль этих колец аналогична торцовым короткозамыкающим кольцам беличьей клетки, и активное сопротивление ротора с такими кольцами уменьшается. Иногда на цилиндрической поверхности ротора выполняют также пазы, но без укладки в них обмотки. При этом площадь внешней рабочей поверхности ^ротора, нагруженной токами, увеличивается, что приводит к уменьшению активного сопротивления ротора.

§ 29-4. Линейные и дуговые асинхронные машины

Если представить себе, что обычный круглый статор асинхронного двигателя разрезан по осевой плоскости и выпрямлен в плоскость или разогнут по дуге большего радиуса, чем радиус исходного круглого статора, то получится статор линейной (рис. 29-10, о) или дуговой (рис. 29-10, б) асинхронной машины. Трехфазная обмотка такого статора создает в воздушном зазоре в пределах сердечника статора соответственно бегущее или вращающееся магнитное поле.

Движущаяся часть линейной машины называется бегуном, а движущаяся часть дуговой машины — ротором. Бегун и ротор могут иметь конструкцию, свойственную роторам нормальных короткозамкнутых асинхронных машин, т. е. иметь сердечники из листовой электротехнической стали и обмотку

Рис. 29-9. Геометрическое место токов асинхронной машины с массивным ротором

типа беличьей клетки, расположенную в пазах сердечника бегуна и ротора. Они могут быть изготовлены также массивными — из стали или чугуна, и в этом случае роль вторичной обмотки выполняет само тело бегуна или ротора.' Линейную асинхронную машину можно выполнить также в виде двух статоров, обращенных друг к другу, и бегуном при этом служит проводящее тело, расположенное в зазоре между сердечниками статоров. Проводящее вторичное тело в виде шины может быть также неподвижным, а „статор" — находиться на движущемся экипаже. Такие устройства перспективны для высокоскоростного пассажирского транспорта.

Принцип действия рассматриваемых машин одинаков с принципом действия нормальных асинхронных машин: бегущее или вращающееся поле статора индуктирует в обмотке бегуна или ротора токи, в результате взаимодействия которых с магнитным полем возникают электромагнитные силы, действующие на бегун и ротор. В установившемся режиме скольжение бегуна или ротора относительно магнитного поля обычно невелико.

Особенностью дуговой машины является то, что ее скорость вращения не связана так жестко с числом пар полюсов р и частотой fi, как в нормальной асинхронной машине. Действительно, пусть статор .машины (рис. 29-10, 6) имеет р пар полюсов' и занимает дугу с центральным углом а,-За один период тока вращающееся поле перемещается на 2т или на угол ajp, а в тече» ние одной секунды поле совершает

оборотов. Выбирая различные а, полу чаем различные скорости вращения. Щщ а = 2я имеем нормальную асинхронную машину с

«i=/i/P. об/сек.

P#c. 29-10, Линейная (а) я дуговая (б) асинхронные машины

Линейные асинхронные машины можно использовать для получения возвратно-поступательного движения. При этом производится периодическое пере* ключеиие обмотки статора (изменение чередования фаз) и. машина работает в циклическом режиме ускорения, движения и торможения. Такой режим в энергети; ческом отношении невыгоден, так как в течение каждого цикла работы при уско^ рении и торможении бегуна бесполезно теряется относительно большое количество-энергии в виде тепла, выделяемого в обмотках. Количество теряемой энергии тем больше, чем больше масса бегуна и его максимальная скорость. В связи с этим Явигатели возвратно-поступатального движения не получили заметного распространения. Применение линейных и дуговых асинхронных машин и родственных им магнитогидродинамическ'их машин (см, §29-5) в качестве электрических машин специального назначения расширяется.

В линейных и дуговых асинхронных машинах возникают краевые эффекты, вызванные 'уем. что их статоры не" замкнуты в кольцо и имеют конечную длину. Вследствие этого энергетические показатели линейных и дуговых машин хуже» чем у нормальных асинхронных машин.

§ 29-5. Магнитогидродинамические машины переменного тока

Одной из разновидностей магнитогидродинамических машин переменного тока являются индукционные насосы для жидких металлов, которые подразделяются на линейные и винтовые [58].

Линейные индукционные насосы родственны линейным асинхронным машинам (см. § 29-4) и делятся на плоские и цилиндрические.

Плоские насосы (рис. 29-11) имеют обычно два индуктора, каждый из которых состоит из сердечник-а 1 и многофазной (обычно трехфазной) обмотки 2. Между индукторами находится плоский канал прямоугольного сеченияЗ с жидким металлом. Стенки канала в зависимости от свойств жидкого металла могут быть как металлическими, так и керамическими. Между стенками канала и индукторами в большинстве случаев имеется слой тепловой изоляции. Бегущее магнитное

Рис. 29-Я. Устройство плоского линейного индукционного насоса для жидких металлов

поле индукторов наводит в жидком металле токи, и вследствие взаимодействия этих токов с магнитным полем возникают электромагнитные силы, действующие на частицы жидкого металла. В результате развивается напор, и жидкий металл прихоцвт в движение по направлению движения поля с некоторым скольжением относительно его.

Цилиндрические насосы имеют канал кольцевого сечения, внутри которого расположен сердечник без обмотки, а снаружи — с обмоткой. Обмотка создает магнитное поле, бегущее вдоль оси канала.

Представление о винтов ом индукционном насосе можно получить, если предположить, что ротор асинхронного двигателя заторможен, зубцы ротора вместе с обмоткой срезаны и в зазоре, образовавшемся между внешним и внутренним сердечниками, навит винтовой канал.

Индукционные насосы находят применение в исследовательских, транспортных и промышленных установках с ядерными реакторами на быстрых нейтронах, в которых для отвода тевда используются жидкометаллические теплоносители (натрий, кадий, их сплавы и др.). Создаются также разные установки для металлургии и Литейного производства. Все виды индукционных насосов обратимы, и насосы могут работать в режиме асинхронного генератора, если по их каналам за счет внешнего источника прокачивать жидкий металл со скоростью выше скорости движения поля. Магнитогидродинамические генераторы с жидкими металлами, а также с парами жидких металлов имеют перспективы практического применения в разных энергетических установках, в том числе с ядерными реакторами [58]. Предложены различные конструктивные разновидности подобных генераторов. Однако на пути их создания имеются различные трудности, из которых можно отметить проблему разгона жидких металлов за счет содержащейся в них тепловой энергии.

§ 29-6. Асинхронный преобразователь частоты

Асинхронный преобразователь частоты (рис. 29-12) состоит из трехфазной асинхронной машины AM с фазным ротором и соединенного с ней приводного двигателя Д. Одна из обмоток асинхронной машины, например обмотка статора, приключается к первичной сети с частотой fltа вторичная обмотка питает вторичную сеть током частоты скольжения f2 = sfj.

Асинхронная машина AM работает либо в тормозном, режиме противовклю-чения, когда s > 1 и f2 > fi. либо в режиме двигателя, когда s < 1 и f2 > fv В двигательном режиме ротор AM вращается в направлении вращения поля, а в тормозном — против направления вращения поля. Генераторный режим работы AM в преобразователях частоты обычно не используется.

рели пренебречь потерями, то первичная мощность AM

Pi = Pbh>

а вторичная мощность, или мощность скольжения,

Механическая мощность, развиваемая двигателем Д, Pux = P2-Pi = (s-\)P1.

При s > 1, когда fi>f\, приводной двигатель Д работает в режиме двигателя и Рт> 0. При s > 1 двигатель Д работает в действительности в режиме генератора и Рмх < 0.

Приводным двигателем Д обычно служит асинхронный или синхронный двигатель. Если величину вторичной частоты необходимо регулировать, то возбуждение первичной обмотки AM частотой производится от вспомогательной синхронной или коллекторной машины с регулируемой частотой. Для этой же цели в качестве двигателя Д можно, использовать машину постоянного тока и регулировать скорость ее вращения. Если /а > fuто Р2 > Pi, и для облегчения работы контактных колец и щеток в качестве первичной обмотки с током частоты ^ используется обмотка ротора. В простейшем случае, когда регулирования величины частоты f2 не требуется, приводной синхронный или асинхронный двигатель Д и первичную обмотку AM можно питать от общей сети с промышленной частотой Д. При этом скорость вращения приводного двигателя и всего агрегата, если в случае использования асинхронного приводного двигателя, пренебречь его скольжением, равна

lektsia.com

Генератор с самовозбуждением.

При вращении якоря генератора - даже без подачи внешнего напряжения возбуждения- в якорной обмотке наводится эдс за счет остаточного магнитного поля статора.

Е=Се n Фост. 18.5.

При подключении Вращающейся ЯО к параллельной ОВ может произойти лавинообразный процесс возрастания напряжения в ЯО -генератор самовозбуждается. Существуют критические значения частот вращения и сопротивлений цепи ОВ при которых самовозбуждение невозможно.

Если у ОВ изменить полярность подключения к выводам ЯО машина размагнитится без самовозбуждения. То же самое произойдет при смене направления вращения ГПТ. Обычно в ГПТ с самовозбуждением используют комбинацию включения шунтовых (параллельных) и сериесных (последовательных) ОВ.

В ГПТ с самовозбуждением с параллельной ОВ допускается короткое замыкание ЯО. При наличии последовательной ОВ или добавочных полюсов КЗ в ЯО недопустимо.

Генератор с независимым (внешним) возбуждением (ГПТНВ).

В ГПТНВ на независимую ОВ подают напряжение от отдельного источника питания. При этом последовательную ОВ можно включить в цепь якоря для увеличения (или уменьшения) суммарного магнитного потока и выходного напряжения при изменении тока нагрузки.

Характеристики ГПТ.

Существуют пять основных характеристик генераторов: характеристика холостого хода (ХХ), короткого замыкания (КЗ), внешняя, регулировочная и нагрузочная.

Характеристика ХХ- зависимость напряжения на зажимах якорной обмотки от напряжения ОВ при нулевом токе якоря.

Внешняя характеристика-зависимость напряжения ГПТ от тока нагрузки при постоянном токе возбуждения.

Регулировочная характеристика-зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при постоянном напряжении ГПТ.

Нагрузочная характеристика-зависимость выходного напряжения от тока возбуждения при фиксированном токе нагрузки.

Характеристика короткого замыкания- зависимость тока короткого замыкания предварительно размагниченной машины от тока возбуждения.

Рис.18.1. Схематичное изображение простейшего двухполюсного ГПТ. Якорь генератора содержит две ветви, отмеченных цифрами 1-2-3-4-5 и 1-8-7-6-5.

ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Изучите конструкцию машины постоянного тока. Найдите ее основные узлы: станину, якорь, коллекторно-щеточный механизм, обмотки возбуждения, вентилятор системы охлаждения.

2. Найдите выводы обмоток машины постоянного тока. Измерьте их сопротивление и занесите в таблицу 18.1.

Таблица 18.1.

С1-С2 Я1-Я2 Ш1-Ш2

R= Ом R= Ом R= Ом

3. Соберите схему для исследования генератора с независимым возбуждением. Измерьте зависимость напряжения холостого хода на ЯО от тока возбуждения Iв в режиме холостого хода при постоянной частоте вращения (характеристику холостого хода). Измерения провести дважды: при увеличении тока возбуждения от 0 до максимального значения а затем при уменьшении тока от максимального

значения до нуля. Обратите внимание на расхождение прямой и обратной ветвей характеристики холостого хода. Результаты занести в таблицу 18.2.

Рис.18.2. Схема генератора постоянного тока с независимым возбуждением.

Таблица 18.2.Характеристика холостого хода

Iв, А

Uн, В

Iв, А

Uн, В

4. Исследовать зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при постоянной частоте вращения и постоянном напряжении (регулировочная характеристика). Результаты занести в таблицу 18.3.

Таблица 18.3. Регулировочная характеристика

Iн, А

I в, А

5. Исследовать зависимость напряжения от тока возбуждения при постоянной частоте вращения и постоянном токе нагрузки (нагрузочную характеристику). Результаты занести в таблицу 18.4.

Таблица 18.4. Нагрузочная характеристика.

U, В

I, А

6. Снимите зависимость напряжения генератора от тока нагрузки при постоянной частоте вращения и постоянном токе возбуждения (внешняя характеристика).

Таблица 18.5.Внешняя характеристика

U, В

I, А

7. Соберите схему для исследования генератора с параллельным возбуждением. Исследуйте процесс самовозбуждения генератора.

Рис.18.3. Схема ГПТ с параллельным возбуждением.

8. Исследуйте зависимость напряжения генератора от тока нагрузки.

Таблица 18.6. Внешняя характеристика генератора.

U, В

I, А

9. Соберите схему для исследования ГПТ с последовательным возбуждением.

Исследуйте зависимость напряжения на нагрузке от тока.

Рис.18.4. Схема ГПТ с последовательным возбуждением.

Таблица 18.7. Зависимость напряжения на нагрузке от тока.

U, В

I, А

9. Соберите схему для исследования генератора со смешанным возбуждением. Исследуйте зависимость напряжения от тока при различном сочетании включения шунтовой и сериесной обмоток.

Рис.18.5. Схемы ГПТ со смешанным возбуждением.

Таблица 18.7. Внешняя характеристика при сложении и вычитании потоков возбуждения

U, В

I, А

U, В

I, А

Рис.18.6. Распределение ЭДС в соответствии с потенциальной кривой.

Точки 1,2….8- контакты коллектора.

Выводы

Контрольные вопросы

1. Почему характеристика холостого хода для прямой и обратной ветвей раз-

личны?

2. Что такое регулировочная характеристика?

3. Что такое внешняя характеристика?

4. Что такое нагрузочная характеристика?

5. Что такое реакция якоря и в чем она проявляется?

6. Что называется потенциальной кривой?

7. Начертите схему генератора с внешним возбуждением ?

8. Начертите схему генератора со смешанным возбуждением ?

9. Почему в шунтовом генераторе короткое замыкание не опасно?

10. Почему в сериесном генераторе короткое замыкание опасно?

11. Всегда ли в компаундном генераторе короткое замыкание опасно?

12. Почему генератор возбуждается при одном направлении вращения и не

возбуждается при другом?

13. Где используют различное включение сериесной и шунтовой обмоток?

14. Почему во вращающемся якоре возникает эдс даже без подачи напряжения

возбуждения? Будет ли возникать эдс, если статор выполнить из пластин

электротехнической стали?

15. Почему в генераторе с внешним возбуждением короткое замыкание опас

но?

16. Почему генератор самовозбуждается при вращении в одну сторону и не

возбуждается при вращении в противоположную сторону?

17. В каком случае сериесная обмотка увеличивает и в каком случае уменьша

ет выходное напряжение и почему? В каких устройствах это явление

применяется?

18. К чему приводит реакция якоря в генераторах? Как уменьшают реакцию

якоря?

19. Устройство и принцип действия генератора постоянного тока?

20. Где применяют генератор постоянного тока?

21. Что входит в выражение для электромагнитной мощности?

22. Что такое магнитная характеристика?

23. Дайте определение регулировочной характеристике.

24. Назначение компенсирующих обмоток в МПТ?

25. Дайте определение внешней характеристики генератора с параллельной

ОВ? С сериесной ОВ?

26. Начертите внешние характеристики генератора и объясните их поведение.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №19

infopedia.su

Самовозбуждающийся синхронный генератор

Класс 23d 2

М 62217

СССР

С Б. Юдицкий

САМОВОЗБУЖДАЮЩИЙСЯ СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР

Заявлено 5 сентября 1940 г. за № 302849 в Народный Комиссариат электропромышленности СССР с присоединением заявки № 40198 от 23 января 1941 г.

Приоритет п. 2 предмета изобретения от 23 января 1941 r.

Самовозбуждение синхронных генераторов наиболее просто осуществляется путем,почитания обмотки возбуждения от цепи статора через твердые выпрямители, включенные, например, по трехфазной схеме с нулевым выводом,или по схеме Гретца.

Размер твердого выпрямителя, применяемого для возбужден|ия синхронной машины, зависит от величины допускаемой атлотности тока для выпрямителя.

Посредством искусственного охлаждения выпрямителя, т. е. его обдува вентилятором, имеется возможность повысить допускаемую плотность тока в 3 вЂ” 4 раза.

Для уменьшения величины выпрям ителя, применяемого для самовозбуждения синхронной машины предлагается исп ользовать для охлаждения вентилятор машины, располагая для этого твердые выпрямители в особом корпусе, являющемся продолжением подшипникового щита ма шины. Для усиления эффекта охлаждения выпрямителей в этом корпусе;можно установить дополнительный вентилятор.

Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, на фиг. 1 и 2 которого изображены электрические схемы самовозбуждающегося генератора; на фиг. 3 и 4 вЂ” конструкция машины в двух проекциях с разрезами и на фиг. 5 вЂ” вариант конструкции с применением дополнительного вентилятора.

На схеме обозначено: ОВ вЂ” обмотка возбуждения машины, ВвЂ” твердый выпрямитель для питания 08, и MP вЂ” магнитный регулятор (реостат в цепи обмотки возбуждения). Выпрямители присоединяются к клеммам статора машины или непосредственно, как показано, на чертеже, или через вольтодобавочные сериесные трансформаторы.

При непосредственном присоединении выпрямителей к клеммам машины регулировка тока возбуждения производится посредством магнитного регулятора. При присоединении твердых выпрямителей через вольтодобавочный сериесный трансформатор регулировка тока возбуждения получается автоматкческой. № 62217

Твердые выпрямители В крепятся в корпусе 8, являющемся продолжением переднего подшипникового щита 1. Этот выпрямитель охлаждается воздухом, засасываемым вентилятором 4 машины.

Для синхронных генераторов большой мощности может быть;иногда целесообразного для более сильного обдува выпрямителя применить кроме вентилятора MBIIII HHbI отдельный (дополнительный) .вентилятор 5, укрепленный на конце вала машины, Конструктивное выполнение такого самовозбуждающегося синхронного генератора изображено на фиг. 5.

Ввиду того, что процесс самовозбуждения синхронной машины про исходит так же, как у машины постоянного тока, у синхронного генератора при его вращении возникает напряжение от остаточного магнетизма, Под действием этого напряжения в цепи возбуждения начинает протекать некоторый ток, который усиливает поток возбуждения, вследствие чего возрастет э. д. с. генератора и т. д. Рост тока возбуждения вследствие роста напряжения генератора и рост э. д. с. генератора вследствие роста тока возбуждения происходят до тех пор, пока э. д. с. генератора не станет равной напряжению на клеммах цепи возбуждения.

Сопротивление твердых выпрямителей;изменяется в зависимости от величины приложенного напряжения или величины тока и потому между приложенным к цепи возбуждения напряжением и током возбуждения не будет существовать прямой пропорциональности.

Вначале кривая зависимости тока возбуждения от величины приложенного напряжения идет выше характеристики холостого хода.

Вследствие этого самовозбуждение невозможно, так как для получения тока возбуждения потребуется приложить напряжение большее, чем то, которое может создать генератор при этом же токе возбуждения. Отсюда следует, что у синхронных машин с малым остаточным магнетизмом самовозбуждение невозможно вследствие большой величины сопротивления твердых выпрямителей при небольшой величине приложенного к выпрямителям напряжения.

Увеличение напряжения остаточного магнетизма для обеспечения самовозбуждения машин можно получить увеличением остаточного магнетизма. В показанной на чертеже конструкции остаточный магнетизм машины усилен в результате применения у сердечников магнитных полюсов:прокладок 2 из стали с большой коэрцитивной силой.

Материалом для таких прокладок 2 может служить магнитная сталь. Наиболее пригодной для прокладок является хромистая сталь.

При высоте этих прокладок в 15 мм в машине с напряжением в

230 в будет наводиться остаточное напряжение 20 в, вполне достаточное для ее самовозбуждения.

Предмет изобр етения

1. Самовозбуждающийся синхронный генератор с применением твердых выпрямителей, через которые обмотка возбуждения генератора присоединена к зажимам обмотки статора, о т л и ч а ю щ я и с я тем, что указанные выпрямители с целью охлаждения их струей воздуха, засасываемой вентилятором, сидящим на валу машины, расположены в корпусе, являющемся продолжением переднего подшипникового щита генератора, 2. Форма выполнения генератора по п. 1, о тл и ч а ю ща я с я тем, что в корпусе в непосредственной близости к выпрямителям установлен закрепленный на валу машины дополнительный вентилятор.

¹ б2217

Фиг. Ф

Фи а,7

Редактор l0. Б. Городецкий Техред Т. П. Курилко Корректор И, А. Шпынева

Поди. к печ. 5.VI-62 г. Формат бум 70Х108 /„ Объем 0,35 изд. л.

Зак. 5414 Тиран 200 Цена 5 коп.

ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М, Черкасский пер., д 2/6.

Типография ЦБТИ, Москва, Петровка, 14,

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей выполнения электрических машин совмещенного типа, содержащих статор с якорной обмоткой и обмоткой возбуждения возбудителя, а также ротор с обмоткой возбуждения, которая уложена не по всей окружности периметра и образует большие зубцы

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для генераторов малой и средней мощности, в частности для утилизации дросселирования топливного газа на блочно-комплектных газораспределительных, компрессорных станциях и подобных объектах

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к бесконтактным синхронным генераторам переменного тока с реактивным самовозбуждением

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в генераторах или двигателях постоянного или переменного тока с бесконтактной коммутацией. Техническим результатом является снижение уровня электрических помех электрической машины. Бесконтактная электрическая машина содержит корпус с размещенным в нем статором с магнитными полюсами, ротор, в пазах которого уложена обмотка, датчик положения ротора (ДПР) и электронный коммутатор. ДПР и электронный коммутатор связаны между собой оптопарой, состоящей из фотодатчиков и светодиодов. Одноименные элементы оптопар подключены по два элемента встречно-параллельно к концам каждой секции обмотки ротора. Два ответных элемента оптопары расположены на геометрической нейтрали относительно магнитных полюсов статора и включены последовательно в электронный коммутатор, размещенный в корпусе машины с возможностью обеспечения согласованного положения с элементами оптопары, размещенными в пазах ротора, при вращении последнего. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электромеханики и предназначено для применения в системах бесконтактного возбуждения синхронных электрических машин - турбогенераторов, синхронных компенсаторов - с вращающимся управляемым полупроводниковым выпрямителем

Изобретение относится к области электротехники, и касается конструкции электротехнического оборудования, а именно генераторных установок для двигателей внутреннего сгорания с возбуждением постоянными магнитами и с регулятором напряжения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для проектирования синхронных машин малой и средней мощности, преимущественно генераторов для автономных электростанций

Изобретение относится к электротехнике, а именно к многофазному генератору электрической энергии (1), содержащему ротор (2) и статор (3), центрированные на оси вращения (4) ротора (2) и охлаждаемые при помощи по крайней мере одной цепи циркуляции (5) охлаждающей среды, генератор подает электрическое питание в сеть (6) через по крайней мере одно устройство согласования (7) рабочей частоты генератора (1) с частотой сети (6), в состав статора (3) входит, по крайней мере, часть 9 элементов устройства (7) согласования частоты

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к разработке синхронных машин малой и средней мощности

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговых электродвигателях, в электрических машинах, предназначенных для работы в широком диапазоне изменения частоты вращения, в устройствах, в которых необходим большой пусковой момент

Самовозбуждающийся синхронный генератор, генератор синхронный с самовозбуждением, синхронный генератор с самовозбуждением, синхронный генератор чертеж, применение синхронных генераторов

www.findpatent.ru

Самовозбуждение - генератор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Самовозбуждение - генератор

Cтраница 1

Самовозбуждение генератора происходит следующим образом. При вращении ротора с номинальной частотой в режиме холостого хода остаточный магнитный поток ротора индуктирует небольшую остаточную ЭДС в основной 7 ( рис. 19) обмотке статора. Еще меньшая ЭДС индуктируется в дополнительной 4 обмотке статора, причем ее величина недостаточна для открывания кремниевых выпрямителей 5 и самовозбуждения генератора. ЭДС дополнительной обмотки вызывает соответствующий небольшой ток в замкнутой цепи, состоящей из реостата установки 1, компаундирующего сопротивления 2, дополнительной обмотки 4, кремниевого выпрямителя 5 и обмотки 6 ротора. [2]

Самовозбуждение генератора, нагруженного магнито-стрикционным преобразователем, может происходить также электромеханическим способом. [4]

Самовозбуждение генератора возможно только при выполнении определенных условий. Чтобы установить их, рассмотрим процесс изменения тока в контуре обмотка возбуждения - обмотка якоря в режиме холостого хода. [5]

Самовозбуждение генератора возможно при довольно значительных колебаниях коэффициента обратной связи. [7]

Самовозбуждение генератора может не наступить при отсутствии остаточного магнетизма, обрыве цепи возбуждения, неправильном приключении обмотки возбуждения, повышенном сопротивлении цепи возбуждения, неправильном положении щеток, а также при недостаточной скорости вращения якоря. [8]

Самовозбуждение генератора обеспечивается гальванической связью вторичных обмоток трансформатора с обмоткой статора. Вторичные обмотки трансформаторов тока включаются на опережающую фазу генератора, т.е. применяется фазовое компаундирование, осуществляющее эффективную компенсацию нагрузки при различных значениях коэффициента мощности. Коэффициент компаундирования зависит от характера нагрузки. [9]

Самовозбуждение генератора происходит лишь при определенных условиях, которые-сводятся к следующим. [10]

Самовозбуждение генератора с параллельной обмоткой возбуждения Генератор с параллельным возбуждением может возбуждаться без постороннего источника напряжения, этот процесс называется самовозбуждением. [11]

Самовозбуждение генератора осуществляется двумя постоянными магнитами, размещенными на валу ротора между катушками полюсов. Для возможности балансировки ротора на вал напрессованы два балансировочных кольца. Ротор балансируется динамически на станках или статически на приспособлении. Дебаланс устраняется путем высверливания отверстий в кольцах. [13]

Самовозбуждение генераторов произойдет, если предыдущее неравенство не выполняется. [15]

Страницы: 1 2 3 4 5

www.ngpedia.ru

Самовозбуждающийся генератор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Самовозбуждающийся генератор

Cтраница 2

Регулирование частоты может быть также получено в асинхронном самовозбуждающемся генераторе с конденсатором. [16]

Сравнение машины Грамма, например, с машиной Альянс показывает, что самовозбуждающийся генератор с кольцевым якорем имеет вес на 1 кет примерно в 6 раз меньше, чем генератор с постоянными магнитами. [17]

Наибольшие затруднения представляет вопрос о токе возбуждения для эквивалентного режима в случае самовозбуждающихся генераторов; будучи зависимым от напряжения и от тока нагрузки, при заданных значениях этих двух величин ток возбуждения уже не может быть изменен, и потому нагревание полюсных катушек в эквивалентном режиме может довольно заметно отличаться от того, которое соответствует данному повторно-кратковременному режиму. [18]

Вследствие этого внешняя характеристика такого синхронного генератора по форме напоминает внешнюю характеристику самовозбуждающегося генератора постоянного тока с параллельным возбуждением: при некотором критическом значении сопротивления нагрузки ток достигает наибольшей величины, и дальнейшее уменьшение этого сопротивления уже не ведет к увеличению тока нагрузки, так как напряжение падает дальше быстрее, чем это сопротивление, и характеристика возвращается по направлению к началу координат. Разница лишь в том, что в генераторе постоянного тока с параллельным возбуждением обычно наибольший возможный ток нагрузки превосходит номинальный в несколько раз, в то время как в самовозбуждающемся синхронном генераторе этот ток не намного превосходит номинальный. [19]

Если источником питания этих обмоток служит сама машина, то ее называют самовозбуждающимся генератором. [20]

При обратном соотношении между напряжениями положительной и отрицательной обратной связи схема превращается в самовозбуждающийся генератор синусоидальных колебаний. [21]

Существование области с отрицательной активной проводимостью указывает на возможность использования диода для создания самовозбуждающегося генератора; однако исследование таких генераторов показало, что практической ценности они не имеют. [23]

Линейные системы с многопетлевой запаздывающей обратной связью, являющиеся яедовозбужденными генераторами, как и самовозбуждающиеся генераторы с мяогопетлевой запаздывающей обратной связью, представляют большой практический и теоретический интерес. В работе 34 ] исследуются паразитные каналы задержки, влияющие ла качественные показатели гребенчатых фильтров, выполненных на ультразвуковых линиях задержки. Ниже будет ( показано, что с помощью дополнительных цепей обратной связи можно существенно улучшить частотные характеристики этих фильтров. [24]

Исходным моментом, создавшим возможность развития электротехники в этот период, является построение электромашинного самовозбуждающегося генератора с кольцевым якорем; изобретение этого экономичного и компактного генератора давало для своего времени наиболее совершенное решение проблемы генерирования электроэнергии для энергетических ее применений. [25]

Магаикон может работать в качестве возбудителя любой электрической машины и быть использован в качестве самовозбуждающегося генератора постоянного тока при переменной скорости вращения, например с приводом от водяной турбины. [27]

В тех случаях, когда не требуется большая точность в характеристике холостого хоДа, ее можно снять и при самовозбуждающемся генераторе параллельного или смешанного возбуждения. [29]

Усилитель, первый каскад которого выполнен по схеме с одиночным резонансным контуром ( f0 - 10 кгц), в сочетании с мостом образует, самовозбуждающийся генератор колебаний звуковой частоты. Напряжение на выходе генератора также значительно. При повышении амплитуды напряжения на выходе генератора, а следовательно, и на диагонали АБ моста ток через терми-стор увеличивается и сопротивление его падает. С уменьшением сопротивления термистора разбаланс моста становится меньше, что обусловливает уменьшение коэффициента обратной связи. Рост амплитуды колебаний на выходе генератора ограничивается. В установившемся режиме, когда выполняется условие баланса амплитуд ( Яр-1), мост немного разбалансирован: сопротивление термистора имеет величину, превышающую сопротивление остальных плеч моста примерно на 1 - 2 ом. [30]

Страницы: 1 2 3 4 5