Электрические машины (стр. 8 )

.

Здесь I - ток якоря, который поддерживается постоянным при снятии индукционной нагрузочной характеристики (обычно I=Iн);

2.  Индуктивное сопротивление рассеяния Xs определяется по данным опытов х. х. и индукционной нагрузочной характеристике рисунок 4.

I

 

Точка К на нагрузочной характеристике соответствует трехфазному короткому замыканию. Ток возбуждения Iвк=ОК имеет две составляющие : Iвs - ток возбуждения, необходимый для создания Э. Д.С. Еs и Iва – ток возбуждения, необходимый для компенсации размагничивающего действия реакции якоря. Треугольник DCК со сторонами DК=Iва и CD=Еs называется характеристическим.

Для определения Xs следует построить характеристический треугольник. Для этого на характеристике 3 берут точку К1, соответствующую номинальному напряжению, и через неё проводят прямую, параллельную оси абсцисс. Влево от точки К1 откладывают отрезок К1О1, равный КО, и через точку О1 проводят прямую, параллельную начальной части х. х.х., до пересечения с этой характеристикой в точке С1. Из точки С1 опускают перпендикуляр на отрезок О1К1. Треугольник D1C1К1 – характеристический. Отрезок С1D1=Еs=I×Xs, откуда

,

где I – ток якоря, который поддерживается постоянным при снятии индукционной нагрузочной характеристики (обычно I=Iн).

3.  Рассмотрим х. х.х. и х. к.з. (рисунок 5).

Точка А на х. х.х. соответствует номинальному напряжению в обмотке якоря, ток возбуждения при этом Iво=ОВ. Если при этом токе возбуждения произойдет короткое замыкание, то величина тока короткого замыкания (Iк) может быть определена по характеристике к. з. как Iк=ВС.

Оценить величину этого тока в о. е. можно, сравнив его с номинальным током:

.

Как видно из рисунка 5 о. к.з. может быть определено как

,

где Iво – ток возбуждения, соответствующий номинальному напряжению при холостом ходе;

Iвк – ток возбуждения, соответствующий номинальному току якоря при трехфазном к. з.

4.  Чтобы уяснить алгоритм построения диаграммы Блонделя для случая, когда заданы Uн, Iн, cosjн и известны Xd, Xq, Xs, рассмотрим преобразованную диаграмму Блонделя (рисунок 6 а) .

Если из конца вектора напряжения провести линию, перпендикулярно вектору тока, до пересечения с вектором в точке В, то несложно заметить, что угол ВАD=y и из треугольника ADB следует, что . В связи с чем, построение диаграммы проводится следующим образом (рисунок 6 б): горизонтально откладывается вектор тока Iн и под углом j к нему вектор напряжения (Uн).

Из конца вектора напряжения (точка А) проводится прямая, перпендикулярная вектору тока, на которой откладывается отрезок АВ=IXq. Через точку В проходит вектор Е0. При соединении точек О и В получается угол y, а значит можно найти и , а также и . При сложении векторов , , получается вектор Е0.

Номинальное изменение напряжения DU определяется как . Измерив на диаграмме угол q, можно вычислить перегрузочную способность .

К контрольной работе № 5 (задача 4)

Характеристический треугольник (рисунок 7) позволяет оценить влияние падения напряжения и реакции якоря на напряжение генератора, а так же может быть использован для построения внешней и регулировочной характеристик генератора.

Катет ВС соответствует падению напряжения в цепи якоря и щеточном контакте. Если в режиме х. х. напряжение на зажимах генератора , а при номинальной нагрузке , то где (В).

Катет АВ соответствует току возбуждения компенсирующему влияние реакции якоря ().

При условии, что увеличение тока якоря на величину Iв не оказывает заметного влияния на величину напряжения генератора, построение характеристического треугольника проводится следующим образом:

1) определяется из условия ;

2) строится х. х.х. в именованных единицах, учитывая что , ;

3) для нахождения тока возбуждения Iвн, на х. х.х. отмечается точку Ан, соответствующая , и пристраивается характеристический треугольник (рисунок 8);

4) сопротивление регулировочного реостата в цепи обмотки возбуждения (Rрв) определяется как , где сопротивление цепи возбуждения определяется по закону Ома .

Построение внешней характеристики генератора независимого возбуждения проводится по х. х.х. и характеристическому треугольнику в предположении, что стороны этого треугольника изменяются пропорционально току , точка D0 соответствует ,,.Точка Dн соответствует , (рисунок 9).

Чтобы получить промежуточную точку внешней характеристики, например для тока в два раза меньшего номинального, нужно повторить построение, уменьшив каждую из сторон треугольника АнВнСн в два раза или разделить гипотенузу АнСн пополам (точка G) и перенести отрезок СнG вдоль линии СнА0 в положение отрезка . Точка С1 определяет напряжение на зажимах генератора при (точка D1 внешней характеристики).

Таким построением можно пользоваться в определенных пределах, пока можно считать, что стороны характеристического треугольника изменяются пропорционально току.

Построение внешней характеристики генератора параллельного возбуждения проводится так же, как и для генератора независимого возбуждения, но в этом случае Iв не остается постоянным, а изменяется пропорционально напряжению (рисунок 10). В соответствии с этим, зависимость Iв=f(U) изображается прямой ОА0, проведенной из начала координат под углом a к оси абсцисс, причем

.

Рекомендации к построению скоростной характеристики (п. 4)

Согласно уравнению электрического равновесия для двигателя имеем

,

откуда

.

Если по условию и Iв=const, то на частоту вращения двигателя влияют два фактора – падение напряжения в якорной цепи и реакция якоря.

Для расчета скоростной характеристики следует воспользоваться косвенным методом, в котором используется х. х.х. при номинальной частоте вращения.

Алгоритм расчета скоростной характеристики:

1.  Задаются значениями тока якоря Iа=(0; 0,5; 1; 1,5)Iан.

2.  По уравнению для каждого значения тока якоря определяется э. д.с. Еа в предположении nн. д.=const

При Iа=0, DUщ=0, в остальных случаях DUщ=2 В.

3.  Определяется ток возбуждения двигателя .

4.  Для каждого значения тока якоря определяется составляющая тока возбуждения, которая обеспечивает результирующий поток Фв в воздушном зазоре с учетом действия реакции якоря:

.

Ток Iва берется из таблицы 17.

5.  Для каждого значения тока по х. х.х. определяется э. д.с. , которая имела бы место при частоте вращения двигателя nн.

6.  Для каждого значения тока якоря находится частота вращения двигателя по соотношению

,

которое получено из выражений и .

Результаты расчета сводятся в таблицу18.

Таблица 18

Данные для построения скоростной характеристики n=f(Ia).

Ia, А
Еа, В
, А
, В
n, об/мин

Рекомендуемая литература.

1.  , Электрические машины. В 2-х ч./ Л.: Энергия, 1973: 648 с.

2.  Электрические машины. - Л.: Энергия, 1978. – 832 с.

3.  Электрические машины и микромашины / , , С – М. :Высш. шк., 19с.

4.  А. Данку Электрические машины: Сборник задач и упражнений/ А Данку, А Фаркаш, Л. Надь – М.: Энергоатомиздат, 1984.-360 с.

5.  Электрические машины в 3-х ч. – М.: Энергия.

Ч. 1: Введение. Трансформаторы, 197с.;

Ч. 2.: Асинхронные и синхронные машины, 1963.-416с.;

Ч. 3.: Коллекторные машины постоянного и переменного тока,1с.

6.  Электрические машины: - Л.: Энергия, 197с.

7.  Расчет трансформаторов: – М.: Энергоатомиздат, 1с.

8.  Электрические машины: - М.: Энергоатомиздат, 1990.-623с.

9.  Электрические машины: Сборник задач: - М.: Высшая школа, 1988.-231с.

10.  , , Электрические машины. Трансформаторы: Учеб. Пособие/ Новосибирск: Изд-во НГТУ, 200с.