Построение внешней характеристики

Построение внешней характеристики - зависимости напряжения на выводах генератора от тока нагрузки, U=φ(Iя) - производится в следующем порядке:

- определить ток якоря при номинальной нагрузке:

 

- определить электродвижущую силу (э.д.с.) генератора при номинальной нагрузке:

 

- где

- отложить на оси ординат э.д.с. ЕA и по характеристике холостого хода определить соответствующий ей ток возбуждения I'в;

- определить ток возбуждения при номинальной нагрузке

и отложить его на оси абсцисс (точка «d»);

так как внешние характеристики генераторов с независимым возбуждением определяются при постоянстве тока возбуждения, то в рассматриваемом случае постоянным принят ток ;

- из точки «d» восстановить перпендикуляр до пересечения с характеристикой холостого хода в точке «е»; соответствующая току э.д.с. Еamax будет на выводах генератора при сбросе нагрузки;

- продлить горизонталь, проходящую через Еa до пересечения с перпендикуляром в точке «вн»; пересечение горизонтали с характеристикой холостого хода обозначит точкой «ан»

- из точки «вн» в направление перпендикулярном к оси абсцисс отложить отрезок, соответствующий в выбранном масштабе напряжения mи падение напряжения в цепи якоря при номинальной нагрузке, , В; конец отрезка обозначить буквой «сн»

- соединить точки «ан» и «сн»; полученный треугольник ∆ анвнсн называется характеристическим треугольником при номинальном токе нагрузке ;

- горизонталь, проведённая через точку «сн», отсекает на оси ординат номинальное напряжение генератора ; соответствующий ему ток возбуждения - это по таблице 5;

- провести несколько гипотенуз а1 с1 …. акск параллельно гипотенузе ансн; отношения длин этих гипотенуз к длине гипотенузы ансн соответствуют кратности текущих значений токов нагрузки внешней характеристики к номинальному току нагрузки

 

Рисунок 9 – Характеристика холостого хода и построения для внешней характеристики

текущие значения токов нагрузки определяются по формулам

- горизонтали, проведённые через точки с1, с2, …. Ск отсекают на оси ординат текущие значения напряжения генератора U1,U2,....Uк при токах нагрузки I1, I2,… Iк

- рекомендуется последнюю гипотенузу акск построить так, чтобы точка «Ск», совпадала бы с точкой «d»; в этом случае напряжение на выводах генератора UK=0, генератор находится в режиме короткого замыкания (последняя точка внешней характеристики);

- по результатам построений и вычислений составляется таблица 8 внешней характеристики и строится её график, примерный вид которого изображен на рисунке 9.

Таблица 8 - Внешняя характеристика генератора

Iя=0,А	IЯН, А	IЯ1, А	IЯ2, А	IЯ3, А	IЯ4, А
0	41,3	156,94	256,06	318,01	367,57
ЕАmax,,В	UН, В	U1, В	U2, В	U3, В	U4, В
250,15	230	173	110	53	0

 

Рисунок 9 – Внешняя характеристика

 

 

Задача 3: Расчёт и построение скоростной характеристики электродвигателя постоянного тока параллельного возбуждения

Исходные данные

Исходные данные определяются

- U _Н.Д =220В, по мощности, по реакции якоря в масштабе тока возбужде­ния, по сопротивлению обмотки якоря, добавочных полю­сов и возбуждения - из таблицы 5.

Методические указания

Скоростная характеристика - это зависимость частоты вращения от тока нагрузки при постоянстве сопротивлений цепи якоря и возбуждения. При отсутствии добавочных сопротивлений в этих цепях скоростная характеристика называется естественной; при наличии добавочных сопротивлений скоростные характеристики становятся искусственными.

В решаемой задаче проводится расчёт естественной скоростной характеристики

n = φ(Iя).

Скоростная характеристика строится в следующем порядке:

- Определить номинальный ток якоря

- назначить несколько текущих значений тока нагрузки I_я в пределах от 0 до 2 I_ЯН (6 + 7 значений, включая номинальное);

- определить э.д.с. якоря для каждого значения тока нагрузки

где ∆ U_щ = 2 В - падение напряжения на щётках;

- определить ток возбуждения

- определить часть тока возбуждения, связанную с созданием магнитного потока в воздушном зазоре

для каждого значения I^‛_В по характеристике холостого хода на рисунке 9 определить э.д.с. Е ’_В, которая была бы при вращений ротора с номинальной частотой п_н.

- определить действительную частоту вращения при текущем значении тока нагрузки и соответствующей ему э.д.с. Е

Действительная частота вращения при текущем значении тока (43,18 A), и соответствующей ему э.д.с.

Результаты расчётов заносятся в таблицу 9 и по её данным строится график скоростной характеристики, примерный вид кото­рой изображен на рисунке 10.

Таблица 8 –Данные для построения скоростной характеристики

IЯ, А	0	15	25	43,18	50	55	60
EА, В	218	210,68	205,8	196,93	193,6	191,16	188,72
I’В, А	112,26	0,9	1,5	2,6	3,01	3,31	3,61
E’А, В	11,5	183	230	250,15	276	282	285
n, об/мин	653,6	631,66	617,02	590,43	580,45	573,13	565,82

Рисунок 10 – Внешняя характеристика

 

 

6. Заключение

При написании курсовой работы я узнал устройства машин постоянного тока, также узнал, что достоинство машин постоянного тока параллельного возбуждения заключается:

- большой диапазон скоростей;

- удобно и экономично регулировать величины тока возбуждения;

Недостаток:

- сложность конструкции;

- наличие скользящего контакта в коллекторе;

- необходим источник постоянного тока;
Я так же узнал, что чаще всего неисправность в машинах постоянного тока связана с коллектором.

 

 

7. Список используемой литературы

1 http://electrono.ru/elektricheskie-mashiny/ustrojstvo-mashin-postoyannogo-toka

2 http://electrono.ru/elektricheskie-mashiny/princip-dejstviya-mashin-postoyannogo-toka

3 http://www.radioingener.ru/category/prostaya-volnovaya-obmotka/

4 https://www.electromechanics.ru/direct-current/578-simple-wave-winding.html

5 О.А. Князев «Электрические машины» методические указания по выполнению контрольных работ. НГАВТ, 2012.