Лабораторная работа №1 исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения - файл

скачать (713.2 kb.)

---

Смотрите также:
• Лабораторная работа №1 исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения (Документ)
• Лабораторная работа №1 исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения по дисциплине «Автоматизированный электропривод» (Документ)
• Методичка по лабораторной работе №3 (Документ)
• Лабораторная работа п-2 испытание генератора постоянного тока цель работы: снять и изучить характеристики генератора постоянного то (Документ)
• Испытание генератора постоянного тока (Документ)
• Практическая работа №1 Расчёт и построение естественной и искусственной механических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением Исходные да (Документ)
• Абакумов А.М. Электрический привод. Электроприводы постоянного тока (Документ)
• Александров Н.Н. Электрические машины и микромашины (Документ)
• В качестве двигателя механизма используется двигатель постоянного тока независимого возбуждения (дпт н в.) серии П (Документ)
• Лабораторная работа №1 (Вопрос)
• Удут Л.С., Кояин Н.В., Мальцева О.П. Проектирование и исследование автоматизированных элетроприводов (Документ)
• Лабораторная работа №1 Исследование разветвленной линейной электрической цепи постоянного тока. По-222 фирт уфа 2007 (Документ)

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

1. 
   Цель работы
   

Целью выполняемой работы являются изучение статических и динамических свойств генератора постоянного тока независимо­го возбуждения, экспериментальное определение параметров ге­нератора: коэффициентов передачи и электромагнитных постоян­ных времени.

2. Учебная задача

По техническим данным электрических машин и характеристи­ке намагничивания построить характеристику холостого хода гене­ратора, рассчитать передаточные коэффициенты и электромаг­нитную постоянную времени генератора.

Провести на лабораторном стенде исследование статических характеристик генератора.

Провести осциллографирование переходных процессов в об­мотке возбуждения и якорной цепи генератора.

По экспериментальным данным определить электромагнитные постоянные времени и передаточные коэффициенты генератора.

В результате выполнения данной лабораторной работы сту­денты должны знать.

• 
  статические характеристики генератора постоянного тока;
  

- динамические свойства генератора как силового элемента систем автоматики и уметь:

• 
  вывести передаточную функцию генератора;
  
• 
  выполнять экспериментальные исследования статических и динамических режимов работы генератора;
  
• 
  определять по экспериментальным данным параметры ге­нератора;
  
• 
  рассчитывать коэффициенты и постоянные времени гене­ратора по паспортным данным;
  
• 
  строить ЛАЧХ, ЛФЧХ генератора.
  

3. Генератор постоянного тока

Генераторы постоянного тока в системах автоматики применя­ют как управляемые преобразователи напряжения для питания электродвигателей постоянного тока.

Генератор является электромеханическим преобразователем, ко­торый преобразует механическую энергию, поступающую от при­водного двигателя, в электрическую энергию постоянного тока. Наиболее широкое применение в автоматизированном электро­приводе нашли генераторы независимого возбуждения, у которых обмотка возбуждения получает питание от управляемого возбуди­теля (рис. 1,а). Электрическое состояние генератора характеризу­ется тремя внешними и одной внутренней координатами (рис. 1,6):

• 
  Е_г (ЭДС генератора) - выходная координата;
  
• 
  U_B (напряжение обмотки независимого возбуждения или пропорциональные ему в статических режимах намагничи­вающая сила (НС) F_B и ток возбуждения I_в) - входное управляющее воздействие;
  
• 
  I_я (ток якорной цепи) - возмущающее воздействие по на­грузке;
  
• 
  F (результирующая НС одного полюса) - внутренняя коор­дината.
  

Взаимосвязь между координатами определяется выражением



где - конструктивная постоянная электрической машины;

р - число пар полюсов;

а - число пар параллельных ветвей якорной обмотки;

- ч исло активных проводников якорной обмотки;

- число витков якорной обмотки;

- угловая скорость генератора, рад/с;

- магнитный поток одного полюса в воздушном зазоре

машины, являющийся функцией результирующей НС,Вб.

Напряжение на зажимах генератора определяется зависимо­стью



г де ЭДС генератора, В;

ток якоря генератора, А;


сопротивление якорной цепи, Ом;

- сопротивление якорной обмотки, Ом;

- сопротивление компенсационной обмотки, Ом;

- сопротивление дополнительных полюсов, Ом;

=1,24-1,32 - температурный коэффициент приведения.

Рис. 1. Электрическая (а) и блочно-функциональная (б) схемы генератора

Зависимость



называется характеристикой управления генератора. Характе­ристика управления генератора может быть получена эксперимен­тально (характеристика холостого хода, снятая относительно не­зависимой обмотки возбуждения) или берется в каталожных дан­ных генератора (рис. 3).

По характеристике управления (холостого хода) не ее прямо­линейном участке можно определить передаточные коэффициен­ты генератора:

- передаточный коэффициент генератора по НС (по МДС)



- передаточный коэффициент по току относительно одной из обмоток возбуждения



- коэффициент усиления генератора относительно одной из обмоток возбуждения



где , , - число параллельных ветвей, число витков и со­противление цепи обмотки возбуждения, относительно которой построена характеристика управления (холостого хода).

Динамические характеристики генератора определяются инерционностью его обмотки возбуждения. Электромагнитная постоянная времени генератора независимого возбуждения определяется суммой электромагнитных постоянных времени не­зависимой обмотки 'возбуждения и контура вихревых токов .



Электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения рассчитывается по каталожным данным электрической машины по одной из формул:


Электромагнитная постоянная времени контура вихревых токов обычно принимается равной

где - электромагнитная достоянная времени независимой об­мотки возбуждения.

П ередаточная функция генератора независимого возбужде­ния имеет вид

т.е. генератор можно представить апериодическим эвеном с ко­эффициентом усиления и постоянной времени . Этой переда­точной функции соответствуют амплитудная L( ) и фазовая логарифмические частотные характеристики (ЛАЧХ и ЛФЧХ).

где угловая частота.

Виды ЛАЧХ и ЛФЧХ генератора независимого возбуждения представлены на рис. 2, из этих характеристик видно, что частоты

обычно принимают за так называемую «полосу пропускания» генератора.








Рис. 2. Логарифмические характеристики генератора:а – ЛФЧХ;б - ЛФЧХ

Переходная функция генератора (реакция на воздействие еди-ничной ступенчатой функции) определяется зависимостью а соответствующий вид переходного процесса приведен на рис. 3.

h(t)
Кг

0,8 Кг

0,6 Кг
0,4 Кг

0,2 Кг

0 Тг 2Тг 3Тг 4Тг
Рис. 3. Переходная функция генератора

Из вышесказанного видно, что динамические свойства генера­тора (полоса пропускания, быстродействие) определяются элек­тромагнитной постоянной времени обмотки возбуждения, которая у генераторов большой мощности (свыше 100 кВт) составляет бо­лее 1 с. Поэтому, для повышения быстродействия генераторов применяют специальные меры, например, снижают величину или применяют форсировку переходных процессов в обмотке воз­буждения.

4. Порядок выполнения работы

4.1. По техническим данным электрической машины М1 (табл. 1 и рис. 4) рассчитать передаточные коэффициенты и электромаг­нитную постоянную времени генератора, приняв = 1,24.

Таблица 1

Технические данные электрических машин

Наименование	Обозначение	П32	Д12
1. Номинальная мощность	Рн, кВт	2,2	3,0
2. Номинальное напряжение	Uн,В	220	220
3. Номинальный ток	IН,А	12,2	17,5
4. Номинальная скорость

---