Регулировочная характеристика. 
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА- Лунин В.П.

Регулировочная характеристика генератора постоянного тока представляет собой зависимость тока возбуждения от тока нагрузки 1 В (Г) при U = UH0M = const. Из внешней характеристики ГПТ очевидно, что с ростом тока нагрузки напряжение на полюсах генератора падает. Его можно поддержать постоянным, изменяя ЭДС Е током возбуждения /в. Регулировочная характеристика генератора параллельного возбуждения имеет тот же вид, что и для генератора независимого возбуждения (кривая 1 на рис. 2.7.9).

С повышением тока нагрузки ток возбуждения несколько увеличивают, чтобы скомпенсировать падение напряжения в обмотке якоря. Регулиро;

Рис. 2.7.9. Регулировочные характеристики генератора при различных схемах включения его обмоток возбуждения:

1 — независимое (параллельное) возбуждение; 2 — смешанное возбуждение при согласном включении обмоток; 3 — смешанное возбуждение при встречном включении обмоток вочная характеристика генератора смешанного возбуждения зависит от вида внешней характеристики. При достаточной МД С последовательной обмотки возбуждения, когда напряжение генератора практически не зависит от тока нагрузки (кривая 1 на рис. 2.7.8), регулировочная характеристика имеет вид кривой 2 на рис. 2.7.9. У генераторов смешанного возбуждения при встречном включении обмоток, имеющих наибольшее изменение напряжения при изменениях тока нагрузки (кривая 2 на рис. 2.7.8), регулировочная характеристика имеет вид кривой 3 на рис. 2.7.9.

Задание 2.7.1. Генератор постоянного тока (ГПТ) параллельного возбуждения имеет следующие данные: номинальная мощность Р_пом = 16,5 кВт; номинальное напряжение U_mm = 115 В; номинальная частота вращения я_ном = 1460 об/мин; сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии R_B = 0,0424 Ом; сопротивление цепи возбуждения R_B = 20,6 Ом; число полюсов 2р = 4.

Определить:

• 1. Относительное снижение напряжения ГПТ при переходе от XX к номинальной нагрузке и построить рабочий участок внешней характеристики.
• 2. КПД генератора.
• 3. Электромагнитный момент генератора в номинальном режиме.

Механическими и магнитными потерями пренебречь.

Решение

1. Схема ГПТ параллельного возбуждения изображена на рис. 2.7.10.

Рис. 2.7.10. Схема генератора постоянного тока параллельного возбуждения.

Из схемы ток якоря 1_й тт = /" _Ж1М + /_ном = U_ll0JR_u + P_mJU_nm = 115/20,6 + + (16,5−10³)/115 = 149,1 А ЭДС генератораЕ = U"_mi + RJ" _ном = 115 + 0,0424• 149,1 = = 121,3 В.

При XX напряжение U_x будет равно ЭДС генератора, т. е. U_x = Е. Относительное снижение напряжения ГПТ при переходе от XX к номинальной нагрузке AU=(U_x-U_lloJ/U_{U (M}‘ 100% = (121,3 — 115)/115−100% = 5,5%.

Внешняя характеристика ГПТ построена по двум точкам, соответствующим XX и номинальному режиму (рис. 2.7.11).

Рис. 2.7.11. Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения.

При XX U_x =Е;1= 0. В номинальном режиме (7_И0М = 115 В; /_ном = P_mJU_noil = = 143,5 А.

2. К ГПТ от приводного двигателя подводится механическая мощность Р, =.

⁼ Л"х ^{= Р}эм ^{+ АР}мсх ^{+ Д}Л, агн;

Поскольку АР_ЖХ = 0 и АР_шт = 0, то Р_нех — Р_эм = ?7″ = 121,3−149 — 18,1 кВт. КПД генератора р = Р₂/Р, = 16,5/18,1 — 0,91.

3. Электромагнитный момент М_эы = 9,55 • Р_зы/п_ном = 9,55 • (Е1_{Я ном})/и"_ом — = 9,55−18 100/1460- 11 Нм.

Задание 2.7.2. Характеристика XX генератора постоянного тока независимого возбуждения задана в табл. 2.7.1. В табл. 2.7.2 приведены значения параметров генератора и нагрузки: ток возбуждения /_и; сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии Р_я; сопротивление нагрузочного устройства Р_|(; напряжение па нагрузке U_n. Определить для каждого варианта в соответствии с табл. 2.7.2 неизвестный параметр.

Ответы: 1)(/, = 97 В; 2) R_n = 9,5 Ом; 3) R, = 0,4 Ом; 4) /" = 1 А.

Таблица 2.7.1

Таблица 2.7.2

Задание 2.7.3. Генератор постоянного тока параллельного возбуждения при напряжении U = 220 В имеет ток в нагрузке /_н = 19,3 А. Сопротивление обмотки возбуждения R_B = 314 Ом. Характеристика XX генератора задана в табл. 2.7.1. Определить сопротивление цепи якоря.

Ответ: R_n — 1,1 Ом.

Задание 2.7.4. Генератор постоянного тока независимого возбуждения имеет следующие номинальные данные: мощность Р_ты = 200 кВт; напряжение U_HOM = 230 В; частоту вращения я_ном = 2850 об/мин. Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии R._{ = 0,02 Ом, сопротивление обмотки возбуждения R_u = 180 Ом. Определить момент, который развивает приводной двигатель для обеспечения номинальной работы генератора, и КПД генератора (механическими и магнитными потерями пренебречь).

Ответ: М_иом = 721 Н • м; г| = 0,93.

Задание 2.7.5. Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением имеет следующие номинальные данные: мощность Р_тм = 5 кВт; напряжение U_mm = 230 В; частоту вращения п_ном = 1450 об/мин. Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии Я_я = 0,635 Ом, сопротивление обмотки возбуждения R_u = 91 Ом, магнитные и механические потери АР_х = 0,052Р_ИОМ. Определить ток якоря, ЭДС, механическую мощность и КПД в номинальном режиме.

Ответ: /_я = 24,2 А; Е = 245,4 В; Р, = 6215,9 Вт; ц = 0,8.