Генератор постоянного тока

1. Изучить по плакату и разборному макету конструкцию генератора постоянного тока.

2. Собрать на лабораторном стенде схему для снятия характеристик генератора постоянного тока с параллельным возбуждением.

При выполнении второго пункта программы ознакомиться со схемой установки для снятия характеристик генератора постоянного тока, представленной на рабочем месте и в данных методических указаниях на рисунке 8.7. Зарисовать схему в бланк отчета и собрать ее с целью проведения исследований.

Рисунок 8.7 — Схема снятия характеристик генератора постоянного тока
параллельного возбуждения

На схеме: РV — вольтметр 0–250 B,

PA₁ — амперметр 0–5 А,

PA₂ — амперметр 0–10 А.

3. Для снятия характеристики холостого хода отключить нагрузку генератора (выключить все сопротивления или лампы нагрузочного реостата), полностью ввести реостат в цепи возбуждения, разомкнуть цепь возбуждения, запустить приводной двигатель, снять первый отсчет для таблицы 8.4.

Таблица 8.4

Затем замкнуть цепь возбуждения, плавно изменяя реостатом возбуждения ток I_в, снять второй и последующие отсчеты Е, заполняя в таблице графу значений I, до значений ЭДС. На зажимах генератора около 250 В. По результатам измерений построить график зависимости Е = f(I_в) для I = 0, n = const.

При этом нужно обратить внимание на ход кривой. За счет остаточного магнетизма полюсов кривая начинается не с нуля. На начальном участке кривой ЭДС генератора возрастает почти пропорционально росту тока возбуждения. С увеличением тока возбуждения выше определенного значения наступает магнитное насыщение стали, дальнейший рост ЭДС замедляется, кривая образует перегиб в виде колена. При сильном насыщении рост ЭДС практически прекращается и кривая характеристики холостого хода превращается в прямую линию, параллельную оси абсцисс. Важное практическое значение имеет знание той части кривой, которая соответствует нормальной работе генератора. Если генератор работает в режиме насыщения на пологом участке характеристики, то возможность регулирования напряжения в этом случае ограничена, но и случайные изменения возбуждения не вызовут колебания выходного напряжения. Обычно генераторы на практике работают в режиме, соответствующем пологому участку характеристики холостого хода.

4. Для снятия внешней характеристики запустить приводной двигатель генератора при введенном реостате R_Е в цепи возбуждения и отключенной нагрузке. Реостатом возбуждения установить на зажимах генератора напряжение холостого хода U₀ = 220 В. Затем, поддерживая в цепи возбуждения ток I_в = const = 150 мA, плавно увеличивать нагрузку генератора включением ламп или сопротивлений нагрузочного реостата до номинального значения тока нагрузки I_н ≈ 5 А.

Измеренные значения тока нагрузки I и соответствующие им значения напряжения U на зажимах генератора занести в таблицу 8.5 и построить график полученной зависимости U = f(I) при I_в = const.

Таблица 8.5

По внешней характеристике генератора определить относительное понижение напряжения на его выходе при переходе от режима холостого хода к режиму номинальной нагрузки, используя формулу:

,

U₀ — напряжение на зажимах генератора при холостом ходе;

U_н — напряжение генератора при номинальном значении тока нагрузки.

5. Регулировочная характеристика снимается так же, как и внешняя характеристика, с той лишь разницей, что при увеличении нагрузки для поддержания постоянного значения напряжения генератора необходимо изменять ток возбуждения. При этом изменение тока возбуждения должно производиться только в одном направлении — увеличения или уменьшения его, чтобы избежать искажения результатов опыта за счет гистерезиса.

Результаты измерения значений тока нагрузки I_н и соответствующих им значений тока возбуждения I_в занести в таблицу 8.6 и построить график полученной зависимости I_в = f(I) при U_в = const, n_н = const.

Таблица 8.6

Содержание отчета

1. Цель и программа работы.

2. Схемы лабораторных установок.

3. Таблицы экспериментальных данных.

4. Графики характеристики холостого хода, внешней и регулировочной характеристик для синхронного электрического генератора и генератора постоянного тока.

5. Выводы по результатам наблюдений.