Контрольні питання до теми 6

1. Яке фізичне явище зветься комутацією?

2. В яких межах змінюється струм комутуючої секції?

3. Як складається рівняння струму секції?

4. Що таке лінійна комутація? Умови існування її?

5. Затримана комутація – причини і дія її?

6. Прискорена комутація і як її отримують?

7. Причини іскріння під щітками?

8. Способи покращення комутації.

Рисунок 6.6 – Розподіл МРС і крива результуючого поля генератора з додатковими полюсами

7 Генератори

7.1 Загальні положення

Генератори постійного струму (ГПС) як перетворювачі механічної енергії в електричну, бувають з незалежним збудженням та самозбудженням.

Останні можуть розподілятись на: а) генератори паралельного збудження (шунтові); б) послідовного (серієсні); та в) змішаного збудження (компаундні). Принципові електричні схеми генераторів (рис.7.1) відрізняються досить суттєво одна від одної.

МРС двообмоточного генератора (рис.7.1,г) можуть відніма­тися або складатися, підсилюючи поле. Для всіх схем потужність збудження дорівнює 1..3% від Р_н. Якщо генератор обертається з постійною швидкістю і до зажимів (Я₁, Я₂) підключено опір навантаження то завдяки дії ЕРС якоря Е з'явиться струм І: звідки маємо рівняння рівноваги напруг генератора (рис.7.1,а)

.

де =1 В на одну щітку з графіту, та =0,5 В – мідно-графітна щітка.

І=І_ан – номінальне навантаження.

а) незалежного збудження, І=І_а; б) шунтового збудження, І=І_а-І_зб;

в) серієсного збудження, І=І_а=І_зб;

г) компаундного збудження, І=І_зб1= І_а-І_зб2

Рисунок 7.1 – Принципові електричні схеми генераторів

Тобто для генераторного режиму МПС: . Перет­ворення енергії в ГПС краще всього пояснюється енергетичною ді­аграмою (рис.7.2).

Рисунок 7.2 – Енергетична діаграма ГПН

Р₁ – первинна потужність; р_мех – механічні втрати; Р_ст – втрати в сталі; р_м+р_щ – втрати в міді і щітках.

Якщо рівняння ЕРС генерато­ра помножити на струм І, то:

ІЕ=(V+Ir_a+V_щ);

Р_а=Р₂+р_М+р_щ=Р₂+Р_ел.

Електромагнітна потужність Р_а=ЕІ є основна ланка, що зв'язує підведену потужність Р₁ і корисну потужність Р₂=VІ. Потужність Р_а пов'язана з електромагнітним моментом відомим виразом з теоретичної механіки:

Р_а=M,

тут  – кругова частота обертання генератора (=n/30).

Звідки М дорівнює

.

Коефіцієнт корисної дії (ККД) як завжди

7.2 Характеристики генераторів

Система збудження генераторів визначає їх властивості, котрі простіше за все визначаються графічно в вигляді характери­стик, які встановлюють залежності між основними електричними ве­личинами:

1) напруга генератора V;

2) струм збудження I_зб;

3)струм якоря І_а ;

4) швидкість обертання .

Але вважається, що швидкість обертання =const, тому всі характеристики знімають за цією умовою. Основні характеристики слідуючі: 1. Навантажувальна – U =f(І_зб); =const; I=const.

В окремому випадку I=0 ми маємо характеристику холостого ходу (XX): E=f(І_зб); =const; I=0.

2. Зовнішня характеристика: U =f(І_а); =const; І_зб=const

3. Регулювальна характеристика: І_зб=f(І_а); =const; U =const. Визначає, як регулювати І_зб , щоб напруга U нt мінялась зі зміною струму І_а.

В окремому випадку, коли U=0, регулювальна характеристика перетворюється в характеристику короткого замикання (КЗ): І_кз=f(І_зб); =const; U =0.