Генераторы постоянного тока

1.

ГБПОУ
Нижегородский автомеханический техникум
Генераторы
постоянного тока
Савельева И.А

2.

План занятия
1. Область применения генераторов постоянного тока
2. Системы возбуждения генераторов постоянного тока
3. Условия самовозбуждения генераторов
4. Уравнение ЭДС генератора
5. Свойства генераторов постоянного тока параллельного возбуждения
6. Свойства генераторов постоянного тока последовательного
возбуждения
7. Свойства генераторов постоянного тока смешанного возбуждения

3.

Область применения генераторов
постоянного тока
а) Для получения электроустановок
большой силой тока.
б) В качестве первичных
электрической энергии
с
источников

4.

Системы возбуждения генераторов
постоянного тока.
Создание в генераторе магнитного поля для
называется процессом возбуждения генератора.
его
работы
В зависимости от способа создания магнитного поля генераторы
делят на:
генераторы независимого
возбуждением,
возбуждения
с
электромагнитным
с возбуждением постоянными магнитами (магнитоэлектрические)
с самовозбуждением, в которых ток для обмотки возбуждения
поступает от якоря генератора

5.

При независимом
возбуждении
генератора обмотка
возбуждения
его получает питание
от независимого
источника
постоянного тока.
Рисунок 1 - Генератор с
независимым возбуждением

6.

При самовозбуждении возможны три варианта соединения обмотки
возбуждения с обмоткой якоря.
В соответствии с этим различают:
генераторы параллельного возбуждения,,
генераторы последовательного возбуждения,
генераторы смешанного возбуждения, имеющие две обмотки
возбуждения: одну включенную параллельно, а другую —
последовательно.

7.

Рисунок 2 - Генератор
параллельного
возбуждения
Рисунок 3 - Генератор
последовательного
возбуждения
Рисунок 4 - Генератор
смешанного
возбуждения.

8.

Характеристики генераторов
постоянного тока
Свойства генераторов анализируют с помощью характеристик, устанавливающих
зависимости между основными величинами, определяющими работу генератора:
э.д.с. Е, напряжение на зажимах генератора U, ток возбуждения IB, ток в якоре
IЯ , частота вращения n.
Основными характеристиками являются:
нагрузочная U=f (IB) при IЯ =const.
внешняя U=f (IЯ) при RВ = const;
регулировочная IB = f (I) при U = const.

9.

Номинальные параметры
Режим работы электрической машины при условиях, для которых
она предназначена, называют номинальным режимом работы.
Номинальный режим работы характеризуется величинами,
обозначенными на заводском щитке машины как
номинальные: напряжение, мощность, ток, частота вращения.
Номинальной мощностью генератора постоянного тока называют
полезную электрическую мощность машины, выраженную в
ваттах или киловаттах.
Термин «номинальный» может относиться и к величинам, не
указанным на паспортном щитке машины, но
характеризующим номинальный режим работы: такие, как
момент, ток возбуждения, к.п.д.

10.

Уравнение ЭДС генератора

11.

Задание рабочим группам
1. Найти все элементы схемы (из каких
расшифровать их условные обозначения
она
состоит)
и
2. Найти на схеме обмотку якоря и обмотку возбуждения и пояснить,
как расположены они друг относительно друга
3. Определить и показать направление протекания токов
4. Записать формулу взаимосвязи тока якоря IЯ, тока возбуждения IВ и
тока нагрузки IН
5. Какую форму имеет внешняя характеристика генератора?
6. Определить и показать на графике, как изменяется напряжение с
увеличением тока нагрузки
7. Найти и показать точку с номинальными параметрами

12.

Свойства генераторов постоянного тока
независимого возбуждения
Е – ЭДС якоря генератора;
В – независимая обмотка возбуждения;
Rя – сопротивление якоря;
I н – ток нагрузки;
IЯ – ток якоря;
IВ – ток обмотки возбуждения
Рисунок 5 – Схема генератора
независимого возбуждения

13.

Внешняя и регулировочная характеристики
генераторов независимого возбуждения
Внешняя характеристика
представляет собой
зависимость напряжения на
выводах генератора U от тока
нагрузки I .
Рисунок 6 - Внешняя характеристики генератора
независимого возбуждения

14.

Самовозбуждение ГПТ
Для самовозбуждения генератора необходимо, чтобы в нем был
небольшой поток остаточного намагничивания Фост (2—3% от
номинального).
При вращении якоря генератора в его обмотке магнитным потоком
Фост наводится остаточная э.д.с. Еост = 2 – 3% от номинальной, которая
создает в обмотке возбуждения небольшой ток.
ЭДС Еост вызывает ток возбуждения, который вызывает
приращение магнитного потока и т.д.:
Фост Еост Iв, от Еост Ф,
Фост + Ф Еост + Е.

15.

Условия самовозбуждения генераторов
Самовозбуждение генератора
параллельного возбуждения возможно
при соблюдении следующих условий:
а) магнитная система машины должна
обладать остаточным магнетизмом;
б) магнитным поток, создаваемый
обмоткой возбуждения, должен
совпадать по направлению с потоком
остаточного магнетизма;
в) сопротивление цепи возбуждения
должно быть меньше критического Rкрит
г) сопротивление нагрузки не должно
быть очень малым.
Процесс самовозбуждения
возможен при согласном
направлении остаточного потока и
потока приращения (Фост и Ф) –
второе условие принципа
самовозбуждения.
Увеличение Iв вызывает появление в
обмотке возбуждения эдс
самоиндукции

16.

Свойства генераторов постоянного тока
параллельного возбуждения
Г – Якорь генератора;
Ш – Шунтовая (параллельная) обмотка возбуждения;
Rн – сопротивление нагрузки;
I – ток нагрузки;
IЯ – ток якоря;
IВ – ток обмотки возбуждения
Рисунок 7 – Схема генератора
параллельного возбуждения

17.

Внешняя характеристика генератора с
параллельным возбуждением
U=f (I)
при RB = const;
Рисунок 8 - Внешняя характеристика
генератора с параллельным
возбуждением.
n=const.

18.

Свойства генератора
последовательного возбуждения
Г – Якорь генератора;
С – сериесная (последовательная) обмотка
возбуждения;
Rн – сопротивление нагрузки;
I – ток нагрузки;
Iя – ток якоря;
IВ – ток обмотки возбуждения
Рисунок 9 – Схема генератора
последовательного возбуждения

19.

Внешняя характеристика генератора с
последовательным возбуждением
U=f(I)
при RB = const;
n=const.
Рисунок 10 - Внешняя характеристика генератора
с последовательным возбуждением.
В генераторе
последовательного
возбуждения ток
возбуждения IВ= IЯ = I ,
поэтому свойства этого
генератора определяются
лишь внешней
характеристикой .

20.

Свойства генератора со
смешанным возбуждением
Г – якорь генератора;
Ш – шунтовая (параллельная) обмотка возбуждения;
С – сериесная (последовательная) обмотка возбуждения;
Rн – сопротивление нагрузки;
I – ток нагрузки;
IЯ – ток якоря;
IВШ – ток параллельной обмотки возбуждения
IВС– ток последовательной обмотки возбуждения
Рисунок 11 – Схема генератора
последовательного возбуждения

21.

Внешняя характеристика генератора со
смешанным возбуждением
Кривая 1
Кривая 2
Кривая 3
Рисунок 12 - Внешняя характеристика
генератора со смешанным возбуждением