Основы электротехники Методические указания Основы электроники Курсовая работа Лабораторные работы Основы теории цепей

Основы электротехники и электроники Методы расчета цепей

Работа электрической машины постоянного тока в режиме генератора

    Любая электрическая машина обладает свойством обратимости, т.е. может работать в режиме генератора или двигателя. Если к зажимам приведенного во вращение якоря генератора присоединить сопротивление нагрузки, то под действием ЭДС якорной обмотки в цепи возникает ток

      где  U - напряжение на зажимах генератора;
             Rя - сопротивление обмотки якоря.

                                (11.2)

      Уравнение (11.2) называется основным уравнением генератора. С появлением тока в проводниках обмотки возникнут электромагнитные силы.
      На рис. 11.5 схематично изображен генератор постоянного тока, показаны направления токов в проводниках якорной обмотки.

     Воспользовавшись правилом левой руки, видим, что электромагнитные силы создают электромагнитный момент Мэм, препятствующий вращению якоря генератора.
     Чтобы машина работала в качестве генератора, необходимо первичным двигателем вращать ее якорь, преодолевая тормозной электромагнитный момент.


                

8.4. Генераторы с независимым возбуждением.
Характеристики генераторов

      Магнитное поле генератора с независимым возбуждением создается током, подаваемым от постороннего источника энергии в обмотку возбуждения полюсов.
      Схема генератора с независимым возбуждением показана на рис. 11.6.
      Магнитное поле генераторов с независимым возбуждением может создаваться
от постоянных магнитов (рис. 11.7).



Рис. 11.6                           Рис. 11.7


      Зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения называется характеристикой холостого хода E = Uхх = f (Iв).
      Характеристику холостого хода получают при разомкнутой внешней цепи (Iя) и при постоянной частоте вращения (n2 = const)
      Характеристика холостого хода генератора показана на рис. 11.8.
      Из-за остаточного магнитного потока ЭДС генератора не равна нулю при токе возбуждения, равном нулю.
      При увеличении тока возбуждения ЭДС генератора сначала возрастает пропорционально.
      Соответствующая часть характеристики холостого хода будет прямолинейна. Но при дальнейшем увеличении тока возбуждения происходит магнитное насыщение машины, отчего кривая будет иметь изгиб. При последующем возрастании тока возбуждения ЭДС генератора почти не меняется. Если уменьшать ток возбуждения, кривая размагничивания не совпадает с кривой намагничивания из-за явления гистерезиса.
      Зависимость напряжения на внешних зажимах машины от величины тока нагрузки
U = f (I) при токе возбуждения Iв = const называют внешней характеристикой генератора.

      Внешняя характеристика генератора изображена на рис. 11.9.



Рис. 11.8                                                           Рис. 11.9

      С ростом тока нагрузки напряжение на зажимах генератора уменьшается из-за увеличения падения напряжения в якорной обмотке.

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.  Каждую расчетно-графическую работу выполнить в отдельной тетради, на обложке которой  должны быть указаны: наименование УКП и номер группы, фамилия, инициалы и шифр студента, номер работы.

2. На каждой странице оставляют поля не менее 3 см.

3. Текст, формулы и числовые выкладки вписываются четко и аккуратно, без помарок.

4. Электрические схемы вычерчиваются с помощью инструментов  с соблюдением ГОСТов (можно пользоваться графически изображениями элементов схем, которые применены в приведенных задачах).

5. Буквенные обозначения и единицы  физических величин должны соответствовать ГОСТу, выдержки из которого приводятся:

Сопротивление электрическое активное R, Ом (ом). Сопротивление электрическое реактивное X, Ом. Сопротивление электрическое полное Z, Ом. Проводимость электрическая активная С. См (сименс). Проводимость электрическая реактивная В, См. Проводимость электрическая полная У, См. Емкость С, Ф (фарад). Индуктивность L Гн (генри). Электродвижущая сила (ЭДС) Е, В (вольт). Напряжение U, В. Потенциал У, В. Ток /, А (ампер). Мощность активная Р, Вт (ватт). Мощность реактивная Q, (воль-ампер реактивный). Мощность полная S, В А (вольт-ампер). Магнитодвижущая сила (МДС), F, А. Магнитная индукция В. Тл. Напряженность магнитною поля Н, А/м (ампер на метр). Магнитный поток Ф, Вб (вебер). Потокосцспление Ψ, Вб. Магнитная проницаемость абсолютная μ, Гн/м (генри на метр). Магнитная проницаемость относительная μo, (безразмерная величина). Магнитная постоянная μo = 4π • 10-7 Гн/м. Частота f, Гц (герц). Угловая частота omega, рад/с (радиан на секунду). Длина L, I м (метр). Площадь .S м2 (метр квадратный).

6. При числовых расчетах придерживаются определенного порядка: искомую величину выражают формулой, затем подставляют известные значения  величин, записывают результаты расчета (числовое значение искомой величины) и единицы измерения.

Промежуточные расчеты, если они сравнительно невелики, можно опускать. Расчеты рекомендуется выполнять до трех или четырех значащих цифр.

7.  Графики вычерчивают аккуратно, с помощью чертежных инструментов, желательно на миллиметровой бумаге. Оси координат вычерчивают сплошными линиями со стрелками на конце, масштабы шкал по осям выбирают равномерно, начиная с нуля, с использованием всей площади графика. Цифры шкал наносят слева от оси ординат и под осью абсцисс. Буквенное обозначение шкалы и единиц)' измерения пишут над числами шкалы ординат и под осью абсцисс, справа вместо последнего числа шкалы.

8. Векторные  диаграммы строят в масштабе, который указывается таким образом: т1 = ...В/мм, т2 = ..А/мм.

9. В конце контрольной работы ставят дату ее выполнения и подпись.

10. Если контрольная работа не зачтена или зачтена при условии внесения исправлений, то все необходимые поправки делают в конце работы в разделе «Работа над ошибками». Нельзя вносить какие-либо исправления в текст, расчеты  или графики, просмотренные преподавателем.


На главный раздел сайта: Выполнение курсовой по электронике