Характеристика короткого замыкания генератора постоянного тока

Характеристика короткого замыкания генератора постоянного тока

Характеристики генераторов независимого возбуждения

Характеристика холостого хода. Определяет зависимость напряжения U от тока возбуждения при Iа=0 и n=const. Для снятия этой характеристики собирается схема, показанная на рис. 1. Выключатель «Р» отключен, генератор разгоняется до номинальной частоты вращения, снятие характеристики начинают с Iв=0. При этом, ввиду наличия магнитного потока остаточного намагничивания, в проводниках обмотки якоря индуктируется ЭДС Еост, величина которой обычно составляет (2…3)% от Uн генератора.

При увеличении тока в обмотке возбуждения от нуля до максимального значения, напряжение генератора возрастает по кривой 1.

Обычно ток возбуждения увеличивают до тех пор, пока напряжение на зажимах генератора не достигнет значения (1,1…1,25) Uн. Затем ток возбуждения уменьшают до нуля, изменяют его направление на обратное и вновь увеличивают до Iв= — Iвmax.. Напряжение при этом изменяется от +Umax до -Umax по кривой 2, которая называется нисходящей ветвью. Кривая 2 проходит выше кривой I, что объясняется процессами перемагничивания магнитной цепи. Далее изменяют ток возбуждения от -Iвmaxдо +Iвmax, при этом напряжение меняется от -Umax до +Umaxпо кривой 3, так называемой восходящей ветвью характеристики холостого хода. Кривые 2 и 3 образуют петлю гистерезиса, которая определяет свойства стали магнитной цепи машины. Проведя между ними среднюю линию 4, получают так называемую расчетную характеристику холостого хода, которой пользуются на практике.

Следует отметить, что при снятии характеристики холостого хода изменять ток возбуждения нужно только в одном направлении, чтобы точки принадлежали одной ветви.

Анализ характеристики холостого хода показывает, что начальная часть кривой представляет собой практически прямую линию, так как при малых токах Iвпочти вся МДС идет на преодоление магнитного сопротивления воздушного зазора. По мере увеличения тока Iви возрастания потока Ф сталь магнитопровода насыщается и зависимость U= f(Iв) становится нелинейной.

Точка, соответствующая напряжению Uн, лежит обычно на перегибе характеристики холостого хода. Это связано с тем, что при работе на прямолинейном участке характеристики напряжение генератора неустойчиво, а в насыщенной части кривой ограничены возможности регулирования напряжения генератора. Таким образом характеристика холостого хода имеет важное значение для оценки свойств генератора.

Рис.3 — Нагрузочные характеристики генератора независимого возбуждения

Нагрузочные характеристики. Определяют зависимости напряжения от тока возбуждения при Iа=const и n=const. Схема для снятия этих характеристик та же, что и для снятия характеристики холостого хода, но в этом случае к генератору подключена нагрузка и по цепи якоря проводит постоянный по величине ток, а напряжение генератора меньше ЭДС вследствие 2-х причин — падения напряжения в цепи якоря Ia?r и размагничивающего действия реакции якоря. Поэтому все нагрузочные характеристики расположены ниже расчетной характеристики холостого хода (рисунок 2.4). Можно считать, что характеристика холостого хода есть частный случай нагрузочной характеристики при I = 0. Обычно нагрузочную характеристику снимают при Iа = Iн.

Внешняя характеристика. Определяет зависимость напряжения генератора U от тока нагрузки I, т.е. U=f(I) при n=const и Iв=const, что при независимом возбуждении равносильно условию rв=const .

Внешняя характеристика генератора снимается по схеме рис. 4.

Сначала доводят скорость генератора до номинальной частоты вращения, и возбудив генератор, нагружают его до номинальной нагрузки. При этом устанавливают такой ток возбуждения Iв=Iвн, чтобы при токе нагрузки I=Iн напряжение на генераторе было равно номинальному Uн. Затем постепенно уменьшают нагрузку до нуля и снимают показания приборов. По мере уменьшения нагрузки напряжение на генераторе будет возрастать по двум причинам — из-за уменьшения падения напряжения в цепи обмотки якоря Iа?r и уменьшения размагничивающего действия реакции якоря. При переходе к холостому ходу (I=0) напряжение возрастает на величину DUн (рис. 5), которая называется номинальным изменением напряжения генератора и определяется по формуле:

ГОСТ регламентирует величину изменения напряжения генератора (у генераторов независимого возбуждения

DUн =(5…10)% ).При коротком замыкании генератора, т.е. уменьшении сопротивления нагрузки до нуля, напряжение на его зажимах падает до нуля (U=0), а ток короткого замыкания во много раз превосходит номинальный Iкз=(6…15)Iн. Поэтому режим короткого замыкания для генераторов независимого возбуждения является очень опасным, особенно для коллектора и щеточного аппарата из-за возможности возникновения сильного искрения или кругового огня.

Регулировочная характеристика. Определяет зависимость тока возбуждения Iв от тока нагрузки I , т.е. Iв=f(I) при n=const и U=const (рис. 6).

Рис. 6 — Регулировочная характеристика генератора

Регулировочная характеристика показывает, как надо изменять ток возбуждения, чтобы при изменении нагрузки напряжение на генераторе оставалось неизменным по величине.

С увеличением нагрузки ток возбуждения необходимо увеличивать чтобы скомпенсировать увеличение падения напряжения на обмотке якоря Ia? r и размагничивающее действие реакции якоря. При переходе от холостого хода к номинальной нагрузке увеличение тока возбуждения составляет (10…15)%.

Характеристика короткого замыкания. Определяет зависимость тока цепи якоря I от тока возбуждения I=f(Iв) при U=0 и n =const Для снятия этой характеристики зажимы генератора замыкают накоротко, разгоняют генератор до номинальной частоты вращения и увеличивая ток возбуждения от нуля доводят ток якоря до Iкз=( 1,25..1,5) Iн .

Рис. 7 — Характеристика короткого замыкания.

По полученным данным строят характеристику короткого замыкания (рис.7). Эта характеристика носит вспомогательный характер и при испытании генератора обычно не снимается.

Характеристика короткого замыкания генератора постоянного тока

4.4. Генераторы постоянного тока

В зависимости от способа питания обмотки возбуждения различают генераторы:

— с независимым возбуждением;

— с параллельным возбуждением;

— с последовательным возбуждением (сериесный);

— со смешанным возбуждением (компаундный); он имеет две обмотки возбуждения; одна включена параллельно обмотке якоря, а другая — последовательно с нею и нагрузкой.

Генераторы малой мощности иногда выполняются с постоянными магнитами. Свойства таких генераторов близки к свойствам генераторов с независимым возбуждением.

В генераторе с независимым возбуждением (рис. 4.8а) ток возбуждения не зависит от тока якоря I а , который равен току нагрузки I н . Обычно ток возбуждения невелик и составляет 1. 3 % от номинального тока якоря.

Основными характеристиками генератора являются характеристики: холостого хода, внешняя, регулировочная и нагрузочная.

Рис. 4.8. Принципиальная схема генератора с независимым возбуждением (а) и его характеристика холостого хода (б)

Характеристика холостого хода U 0 =f(I в ) при I н =0 и n=const (рис. 4.8б). Расхождение входящей и нисходящей ветвей характеристики объясняется наличием гистерезиса в магнитопроводе машины. E ост составляет 2. 4 % от U ном.

Рис. 4.9. Внешняя (а) и регулировочная (б) характеристики генератора с независимым возбуждением

Внешней характеристикой называется зависимость U=f(I н ) при n=const и I н =const (рис. 4.9а). Под нагрузкой напряжение генератора

∑r — сумма сопротивлений всех обмоток, включенных последовательно в цепь якоря (якоря, дополнительных полюсов и компенсационной обмотки).

С увеличением нагрузки напряжение U уменьшается по двум причинам:

— из-за падения напряжения во внутреннем сопротивлении ∑r машины;

— из-за уменьшения ЭДС E в результате размагничивающего действия реакции якоря.

Величина составляет 3. 8 %.

В генераторе с параллельным возбуждением (рис. 4.10а) обмотка возбуждения присоединена через регулировочный реостат параллельно обмотке якоря. Для нормальной работы приемников электроэнергии необходимо поддерживать постоянство напряжения на их зажимах, несмотря на изменение общей нагрузки генератора. Это осуществляется посредством регулирования тока возбуждения.

Регулировочной характеристикой генератора (рис. 4.9б) называется зависимость тока возбуждения I в от тока якоря I а при постоянном напряжении U и скорости n. Такая характеристика показывает, как надо изменять ток возбуждения для того, чтобы при изменениях нагрузки поддерживать постоянство напряжения на зажимах генератора. Эта кривая сначала почти прямолинейна, но затем загибается вверх от оси абсцисс, вследствие влияния насыщения магнитопровода машины. Следовательно, в машине используется принцип самовозбуждения, при котором обмотка возбуждения получает питание непосредственно от самого генератора.

Рис. 4.10. Принципиальная схема генератора с параллельным возбуждением (а); характер изменения ЭДС и тока возбуждения генератора в процессе возбуждения (б)

Самовозбуждение генератора возможно только при наличии гистерезиса в магнитной цепи.

При вращении якоря в его обмотке потоком остаточного магнетизма индуктируется ЭДС Е ост , и по обмотке возбуждения начинает протекать ток. Если обмотка возбуждения включена так, что ее НС F в направлена согласно с НС остаточного магнетизма, то магнитный поток возрастает, увеличивая ЭДС Е, поток Ф и ток возбуждения I в . Машина самовозбуждается и начинает устойчиво работать с I в =const, E=const, зависящими от величины сопротивления R в цепи возбуждения.

Для режима холостого хода генератора:

L — суммарная индуктивность обмоток возбуждения и якоря.

Зависимость e=f(i в ) представляет собой характеристику холостого хода генератора ОА, а прямая ОВ — ВАХ сопротивления R в (tgγ= R в ) (рис. 4.10б).

Пока имеется положительная разность (e-i в R в ) , член >0, т.е. происходит нарастание тока i в . Установившийся режим будет иметь место при =0, т.е. в точке С. При изменении величины сопротивления R в прямая ОВ изменяет свой угол γ, что приводит к изменению установившегося тока возбуждения I в0 , и соответствующего ему напряжения U 0 =E 0 . Параметры цепи подбираются так, чтобы в точке С обеспечивалась устойчивость режима самовозбуждения. При случайном изменении i в возникает соответствующая положительная или отрицательная разность (e-i в R в ) , стремящаяся изменить ток i в так, чтобы он стал снова равен I в0 .

Степень устойчивости рассматриваемого режима будет определяться производной:

β — σγξл пересечения характеристики ОА с прямой ОВ.

При увеличении R в до критического значения R в.кр. , соответствующего γ кр , угол β≈0 и режим самовозбуждения становится неустойчивым, при этом ЭДС генератора уменьшается до Е ост . Таким образом, для нормальной работы генератора с параллельным возбуждением необходимо, чтобы R в в.кр.

Внешняя характеристика генератора с самовозбуждением располагается ниже внешней характеристики генератора с независимым возбуждением (рис. 4.11). Объясняется это тем, что в рассматриваемом генераторе напряжение уменьшается не только с ростом нагрузки и размагничивающего действия реакции якоря, но и вследствие уменьшения тока возбуждения , который зависит от напряжения U, т. е. от тока I н .

Рис. 4.11. Внешние характеристики генераторов с независимым (верхняя кривая) и параллельным (нижняя кривая) возбуждением

Ток короткого замыкания создается только ЭДС от остаточного магнетизма и составляет (0,4. 0,8) I ном .

Работа на участке ab внешней характеристики неустойчива.

Регулировочная характеристика генератора с параллельным возбуждением имеет такой же вид, как и для генератора с независимым возбуждением.

В генераторе с последовательным возбуждением (рис. 4.12а) ток возбуждения I в =I а =I н .

Рис. 4.12. Схема генератора с последовательным возбуждением (а) и его внешняя характеристика (б)

Внешняя характеристика (кривая 1) и характеристика холостого хода (кривая 2) изображены на рис. 4.12б. Ввиду того, что в генераторе с последовательным возбуждением напряжение сильно изменяется при изменении нагрузки, такие генераторы практически не применяются. Их используют лишь при электрическом торможении двигателей с последовательным возбуждением, которые при этом переводятся в генераторный режим.

В генераторе со смешанным возбуждением имеются две обмотки возбуждения: основная (параллельная) и вспомогательная (последовательная). Наличие двух обмоток при их согласном включении позволяет получать приблизительно постоянное напряжение генератора при изменении нагрузки. Подбирая число витков последовательной обмотки так, чтобы при номинальной нагрузке создаваемое ею напряжение ΔU посл компенсировало суммарное падение напряжения ΔU при работе машины с одной только параллельной обмоткой, можно добиться, чтобы напряжение U при изменении тока нагрузки от нуля до I ном оставалось практически неизменным.

Генераторы постоянного тока имеют большей частью параллельное возбуждение. Обычно для улучшения внешней характеристики они снабжаются небольшой последовательной обмоткой (1-3 витка на полюс). При необходимости такие генераторы могут включаться и по схеме с независимым возбуждением.

Генераторы с независимым возбуждением используются только при большой мощности и низком напряжении. В этих машинах независимо от величины напряжения на якоре обмотка возбуждения рассчитывается на стандартное напряжение постоянного тока 110 или 220 В с целью упрощения регулирующей аппаратуры.

Внешняя, регулировочная и характеристика короткого замыкания генератора постоянного тока с независимым возбуждением

Внешняя характеристика генератора

Для того чтобы снять внешнюю характеристику генератора постоянного тока с независимым возбуждением, приводим генератор во вращение, и с помощью обмотки возбуждения устанавливаем ток Iв таким, чтобы получить Uхх. Затем с помощью ключа K подключаем сопротивление нагрузки и изменяем ток в цепи якоря. Снимаем внешнюю характеристику.

Схема генератора постоянного тока с независимым возбуждением для получения нагрузочной, внешней и регулировочной характеристик.

Внешняя характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением.

Напряжение на якоре генератора у внешней характеристики снижается по тем же причинам, что и у нагрузочной характеристики.

Регулировочная характеристика генератора

Регулировочная характеристика снимается в следующей последовательности: генератор приводится во вращение от постороннего источника механической энергии, и с помощью тока в обмотке возбуждения на якоре генератора устанавливается напряжение на 20-25% меньше номинального. Делается это для того чтобы иметь возможность регулировать ток в обмотке возбуждения до номинального значения. Напряжение будет поддерживаться постоянным в течение всего опыта. Затем подключают нагрузку к обмотке якоря. Как только будет подключена нагрузка, по якорю начнет протекать ток I1. В результате протекания тока уменьшится напряжение на якоре генератора. Чтобы поднять напряжение до установленного постоянного значения, нужно увеличить ток в обмотке возбуждения, чтобы напряжение опять стало максимальным, и произвести замеры тока якоря и тока статора.

Регулировочная характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением.

Регулировочная характеристика имеет две ветви: восходящую и нисходящую. В результате перемагничивания магнитной системы на нисходящей ветви требуется меньшее значение тока возбуждения при одном и том же значении тока нагрузки для установления требуемого постоянного напряжения.

Характеристика короткого замыкания генератора

Схема испытания генератора в режиме короткого замыкания такая же, как и в режиме холостого хода, но вместо вольтметра в цепи якоря нужно установить амперметр.

Схема генератора постоянного тока с независимым возбуждением для получения характеристики короткого замыкания.

Как только генератор, якорь которого замкнут через амперметр, будет приведен во вращение от источника механической энергии, по обмотке якоря уже при токе возбуждения равным нулю, начнет протекать ток. Этот ток вызван остаточным магнетизмом и составляет приблизительно 30-40% от номинального тока.

Из-за наличия остаточного магнетизма, категорически запрещается проводить какие-либо работы на машинах постоянного тока, у которого вращается якорь.

Увеличиваем ток в обмотке возбуждения до тех пор, пока ток в якоре не достигнет номинального значения.

На этом опыт короткого замыкания заканчивается.

Так как ток в обмотке возбуждения будет значительно меньше номинального, магнитная система будет не насыщена, и характеристика короткого замыкания представляет собой прямую линию.

Характеристика короткого замыкания генератора постоянного тока с независимым возбуждением.

Генератор постоянного тока независимого возбуждения

Якорь генератора приводят во вращение с практически постоянной скоростью. Рабочие свойства и особенности генераторов принято анализировать с помощью графиков – характеристик, которые можно снять экспериментально или рассчитать. Основной рабочей характеристикой генератора является внешняя характеристика, представляющая собой зависимость напряжения на зажимах якоря (или нагрузки) от тока нагрузки при нерегулируемой цепи возбуждения. Вспомогательной является регулировочная характеристика, показывающая, как надо регулировать ток возбуждения генератора в зависимости от тока нагрузки, чтобы напряжение оставалось постоянным. Связь между э. д. с. якоря и током возбуждения при постоянной скорости вращения дается характеристикой холостого хода.

Генератор постоянного тока (ГПТ) независимого возбуждения

На рис. 1 приведена схема ГПТ независимого возбуждения, позволяющая снять все его характеристики.

Рис. 1 Схема генератора постоянного тока независимого возбуждения

Если реостат возбуждения включить по схеме потенциометра со средней точкой (рис. 1), то можно изменять не только величину, но и направление тока в обмотке возбуждения и тем самым изменять знак э. д. с. якоря.

() снимают при = 0 и Ω = Ω = const (рис. 2). Она же является и магнитной характеристикой машины.

Рис. 2 Характеристика холостого хода генератора

() снимают при Ω = Ω = const и = const, что для рассматриваемого генератора соответствует = const.

Внешняя характеристика (рис. 3) показывает, что напряжение на зажимах нерегулируемого генератора при увеличении тока нагрузки понижается. Это происходит из-за увеличения падения напряжения на внутренних сопротивлениях цепи якоря:

В сопротивление цепи якоря машины входит не только внутреннее сопротивление обмотки якоря, но и скользящих контактов между коллектором и щетками и последовательно соединенных специальных обмоток (например, обмотки дополнительных полюсов, компенсационной и др.).

Внешняя характеристика имела бы вид прямой, если бы э. д. с. при нагрузке не изменялась. Но при нагрузках, больших номинальной, результирующий поток возбуждения и, следовательно, э. д. с. якоря уменьшаются вследствие поперечной реакции якоря.

При номинальной нагрузке напряжение генератора на 8÷10% меньше напряжения холостого хода.

При уменьшении сопротивления нагрузки до нуля машина переходит в режим короткого замыкания; при этом ток в якоре может достичь очень большого значения (3) = /я, опасного для целости обмотки, коллектора и щеток.

Рис. 3 Внешняя характеристика генератора независимого возбуждения

Электрическую машину защищают от коротких замыканий и перегрузок быстродействующими устройствами защиты, отключающими цепь через 0,01÷0,05 с при токе выше допустимого.

Величину кратковременно допустимого тока, равного обычно (2÷2,5)·, определяют из соображений безопасного для машины искрения щеток и нагрева.

Для поддержания постоянства напряжения генератора необходимо регулировать ток возбуждения, изменяя тем самым величину э. д. с. .

Регулировочная характеристика, т. е. зависимость тока возбуждения от тока нагрузки () при = const и Ω = const, дана на рис. 4.

Рис. 4 Регулировочная характеристика генератора независимого возбуждения

Необходимость отдельного источника питания обмотки возбуждения в ряде случаев является недостатком генераторов независимого возбуждения. Поэтому чаще применяют самовозбуждающиеся генераторы.

Наладка электрических машин электроприводов — Снятие характеристик хх и кз генератора

Содержание материала

• Наладка электрических машин электроприводов
• Введение
• Общие указания по наладке
• Основные достоинства и недостатки систем управления электрических машин
• Подбор технической документации, подготовка аппаратуры и рабочего места
• Внешний осмотр, проверка механической части и сведения о монтаже
• Измерение сопротивления и контроль изоляции обмоток
• Проверка изоляции подшипников
• Измерение сопротивлений обмоток при постоянном токе
• Испытание электрической прочности изоляции обмоток повышенным напряжением
• Пуск двигателя
• Проверка механической части и правильности установки щеток машин постоянного тока
• Измерение сопротивлений обмоток машин постоянного тока
• Проверка схемы соединений обмоток машин постоянного тока
• Подъем напряжения генератора постоянного тока
• Пуск двигателя постоянного тока
• Снятие характеристик при холостом ходе машин постоянного тока
• Снятие характеристик хх и кз генератора
• Испытание генераторов под нагрузкой и графическое построение характеристик
• Испытание и снятие характеристик двигателей постоянного тока при различном виде нагрузок
• Наладочные работы при неподвижном состоянии машины переменного тока
• Пуск и снятие характеристик асинхронных двигателей
• Снятие характеристик синхронных генераторов
• Пуск и снятие характеристик синхронных двигателей
• Область применения и перспективы развития управляющих и измеряющих машин
• Электромашинные усилители
• Тахогенераторы
• Сельсины
• Исполнительные микродвигатели
• Осциллографирование токов и напряжений
• Осциллографирование скорости и ускорений

Снятие характеристик холостого хода генератора.

Характеристика холостого хода Е= f(Iв) подобна кривой намагничивания машины Ф =
=f(Iв) (так как при п=const Е = СФп = КФ) и служит для сопоставления с заводскими данными и анализа всех установившихся и переходных процессов управления. При снятии характеристики одновременно испытывается витковая изоляция обмотки якоря, проверяется коммутация щеток при холостом ходе и определяются предельные положения реостатов возбуждения.
Для снятия характеристики собирается схема, приведенная на рис. 2-17,а.
В случае отсутствия потенциометра ПТ достаточной мощности обмотка возбуждения генератора ШОГ может быть включена через реостат по схеме, приведенной на рис. 2-17,б; снятие характеристик крупных генераторов можно производить путем изменения возбуждения возбудителя В.
При наличии бесконтактного усилителя в цепи возбуждения следует собрать испытательную схему, позволяющую вручную плавно изменять управляющий сигнал усилителя. Ко времени снятия характеристики намагничивания генератор должен быть испытан согласно методике, описанной в § 2-4.
Порядок снятия характеристики.

1. Генератор приводится во вращение и разгоняется до установившейся скорости.

Рис. 2-18. Характеристика намагничивания генератора.

1. Ток возбуждения генератора увеличивается постепенно, пока напряжение на якоре не достигнет 130% номинального.

По мере подъема напряжения на восходящей ветви характеристики намагничивания (рис. 2-18) записывается 8— 12 точек.

1. Генераторы, работающие с изменением полярности, возбуждаются до соответствующего отрицательного напряжения, равного 1,3Uн, затем ток возбуждения плавно снижается до нуля. Записываются точки на каждой ветви; фиксируются токи возбуждения, размагничивающие машину до нуля (—I0 и + I0), и остаточные напряжения генератора ( + E0 и —Е0).

Во время снятия характеристик ток возбуждения в пределах между крайними значениями следует изменять только в одну сторону без возврата к предыдущим значениям (например, при подъеме тока недопустимо частичное его снижение). В противном случае из-за влияния остаточного магнетизма будут получены не плавные, а ступенчатые характеристики. По результатам измерений строится характеристика намагничивания.
4. При испытании генераторов и возбудителей, предназначенных для работы без изменения полярности, достаточно ограничиться снятием характеристики одностороннего намагничивания (рис. 2-19).

Снятие характеристики короткого замыкания генератора.

Характеристики Iя=f(Iв), дающие зависимость тока якоря от тока возбуждения генератора при замкнутой накоротко якорной цепи, снимаются в случаях наладки генераторов, работающих параллельно или в схемах управления Г—Д.

Рис. 2-19. Характеристика намагничивания возбудителя.
Снятие характеристики короткого замыкания производится для контроля надежности контактных соединений главных цепей, определения реакции якоря при разных значениях тока и проверки отсутствия самовозбуждения, что может иметь место в схемах с гашением поля.

Во время данных испытаний производятся настройка аппаратов защиты и контроля величины тока (автоматов, максимальных реле, реле токо- ограничения), а также градуировка устройств автоматического бесконтактного управления в функции тока.
Для снятия характеристики проводятся следующие подготовительные операции. Генератор приводится во вращение без подачи возбуждения; измеряется напряжение на якоре, создаваемое действием остаточного магнетизма. Обмотка возбуждения генератора включается через потенциометр. Желательно иметь потенциометр с двумя движками или использовать на обычном реостате вывод от средней точки (рис. 2-20,а). Можно воспользоваться также двумя потенциометрами по схеме на рис. 2-20,б. Путем последовательных перемагничиваний остаточный магнетизм, контролируемый по напряжению на якоре, снижается до нуля. Цепь главного тока генератора, в которую входят якорь, компенсационная обмотка, добавочные полюса и автомат главного тока, замыкается накоротко; собирается одна из схем испытаний, приведенных на рис. 2-20. Вводится в действие максимальная защита РМ и предусматривается аварийное размыкание якорной цепи. Данная предосторожность необходима в связи с тем, что при испытании в случае неправильно установленных щеток или асимметрии магнитных потоков могут произойти самовозбуждение генератора и самопроизвольное чрезмерное нарастание тока.
При снятии характеристик генератора со смешанным возбуждением рекомендуется последовательную обмотку вывести из работы.
Испытание генератора в режиме короткого замыкания рекомендуется проводить в следующем порядке.

1. Подается напряжение на потенциометр (рис. 2-20); движок Д плавно смещается от средней точки т до тех пор, пока ток в якорной цепи не достигнет номинальной величины.

Рис. 2-20. Схемы включения генератора при снятии характеристики короткого замыкания.

1. При номинальном токе якоря необходимо задержать на 3—5 мин дальнейшее повышение возбуждения и проследить, не наблюдается ли самопроизвольное возрастание тока. Установив отсутствие самовозбуждения, производят с помощью потенциометра дальнейшее увеличение тока якоря до 150% номинального, а затем возвращают движок Д к средней точке (т. е. уменьшают ток возбуждения до нуля). При испытании необходимо следить за коммутацией щеток генератора. Подъем и снижение тока якоря в пределах от Iн ДО 1,5Iн должны производиться достаточно быстро во избежание чрезмерного перегревания токоведущих частей.
2. Перемещением движка Д от средней точки т в противоположном направлении перемагничивается генератор и при обратной его полярности повторяются операции, указанные в пп. 1 и 2.

Рис. 2-21. Характеристика короткого замыкания генератора.

1. Убедившись в устойчивой работе генератора при обоих значениях полярности, следует повторить его полное перемагничивание в пределах ±1,5/п, записывая в трех-четырех точках каждой полуветви значения токов якоря и возбуждения. По данным измерений строится характеристика короткого замыкания, приведенная на рис. 2-21.

В системах авторегулирования для настройки узлов токоограничения и токовой отсечки ток якоря генератора приходится поднимать до значений (1,8-2,5)Iн. Реле максимальной защиты настраиваются на ток 3Iн, а иногда и более. Во время опыта короткого замыкания прохождение столь больших токов не представляет опасности для машины, если оно длится не более 2—5 сек [Л. 4]. За больший период времени (измеряемый десятками секунд) могут перегреться гибкие подводы к щеткам, распаяться петушки, подогреть щетки и пластины коллектора. Поэтому изменение возбуждения генератора следует производить таким образом, чтобы после каждого очередного измерения ток якоря вновь снижался до нуля. Необходимо иметь в виду, что сдвиг щеток с нейтрали против направления вращения всего на 3—4 эл. град может привести к увеличению тока якоря примерно вдвое (при том же возбуждении). На наклон характеристики короткого замыкания резко влияет переходное сопротивление щеток, в свою очередь зависящее от того, имеет ли место замедленная или ускоренная коммутация. Машины постоянного тока большой мощности вследствие действия компенсационной обмотки имеют обычно ускоренную коммутацию в пределах изменения тока до номинального значения. При этом секции, замкнутые щетками накоротко, создают продольную н. с., усиливающую основное поле, и наклон характеристики короткого замыкания резко возрастает.
Приведенные выше замечания дают возможность судить о том, что без специальных теоретических знаний и практического опыта при снятии характеристики могут быть допущены большие ошибки.

Генератор постоянного тока независимого возбуждения

Схема включения генератора независимого возбуждения по­казана на рис. 28.2, а. Реостат, включенный в цепь возбужде­ния, дает возможность регулировать ток в обмотке возбуждения, а следовательно, и основной магнитный поток машины. Обмотка возбуждения питается от источника энергии постоянного тока: аккумулятора, выпрямителя или же другого генератора постоян­ного тока, называемого в этом случае возбудителем.

Рис. 28.2 Принципиальная схема (а) и характеристики х.х. (б) генера­тора независимого возбуждения

Характеристика холостого хода генератора постоянного тока независимого возбуждения

При снятии характеристики генератор работает в режиме х.х. . Установив номинальную частоту вращения и поддерживая ее неизменной, постепенно увеличивают ток в обмотке возбуждения Iв от нулевого значения до +Iв = Oa, при котором напряжение х.х. . Получают данные для построения кривой 1 (рис. 28.2, б). Начальная ордината кривой 1 не равна нулю, что объясняется действием небольшого магнитного потока остаточного магнетизма, сохранившегося от предыдущего намагничивания машины. Уменьшив ток возбуждения до нуля, и изменив его направление, постепенно увеличивают ток в цепи возбуждения до -Iв = Oб. По­лученная таким образом кривая 2 называется нисходящей ветвью характеристики. В первом квадранте кривая 2 располагается вы­ше кривой 1. Объясняется это тем, что в процессе снятия кривой 1 произошло увеличение магнитного потока остаточного намагни­чивания. Далее опыт проводят в обратном направлении, т. е. уменьшают ток возбуждения от -Iв = Oб до Iв = 0, а затем увеличи­вают его до значения +Iв = Oa. В результате получают кривую 3, называемую восходящей ветвью характеристики х.х. Нисходящая и восходящая ветви характеристики х.х. образуют петлю намагни­чивания. Проведя между кривыми 2 и 3 среднюю линию 4, полу­чим расчетную характеристику х.х.

Прямолинейная часть характеристики х.х. соответствует нена­сыщенной магнитной системе машины. При дальнейшем увеличе­нии тока сталь машины насыщается и характеристика приобретает криволинейный характер. Зависимость U= (IВ) дает возможность судить о магнитных свойствах машины.

Нагрузочная характеристика генератора постоянного тока независимого возбуждения

Эта характери­стика выражает зависимость напряжения U на выходе генератора от тока возбуждения Iв при неизменных токе нагрузки, например номинальном, и частоте вращения. При указанных условиях на­пряжение на выводах генератора меньше ЭДС , поэто­му нагрузочная характеристика 1 располагается ниже характери­стики холостого хода 2 (рис. 28.3). Если из точки а, соответствующей номинальному напряжению Uном, отложить вверх отрезок аb, равный и провести горизонтально отре­зок bс до пересечения с характеристикой х.х., а затем соединить точки а и с, то получим аbс — треугольник реактивный (характе­ристический).

Так, при работе генератора в режиме х.х. при токе возбужде­ния IВ1 = IВ.ном напряжение на выводах U = de ; с подключением нагрузки (при неизменном токе возбуждения) напряжение генера­тора снизится до значения Uном = ae . Таким образом, отрезок dа выражает значение напряжения ΔU = U — Uном при IВ1 = IВ.ном. На­пряжение на выводах генератора в этом случае уменьшилось в результате действия двух причин: падения напряжения в цепи якоря и размагничивающего влияния реакции якоря . Измерив значение сопротивления цепи якоря и подсчитав падение напряжения IaΣr, можно определить ЭДС генератора при заданном токе нагрузки: Ea = U + IaΣr. На рис. 28.3 эта ЭДС представлена отрезком bе. Электродвижущая сила генератора при нагрузке меньше, чем в режиме х.х. (bе

Источник: nevinka-info.ru