Что произойдет с эдс генератора параллельного возбуждения при обрыве цепи возбуждения
Тест по теме: Машины постоянного тока
1)Почему на практике не применяют генератор постоянного тока последовательного возбуждения?
a) Напряжение на зажимах генератора резко изменяется при изменении нагрузки.
b) Напряжение на зажимах генератора не изменяется при изменении нагрузки.
c) ЭДС уменьшается при увеличении нагрузки.
d) ЭДС генератора не изменяется.
2) При постоянном напряжении питания двигателя постоянного тока параллельного возбуждения магнитный поток возбуждения уменьшился. Как изменилась частота вращения?
a) Уменьшилась.
b) Не изменилась.
c) Увеличилась.
d) Периодически изменяется
a) Нет зависимости.
b) Е от I возб.
c) Iвозб от Iнarp.
d) U от I нагр.
4)Номинальный ток двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением I ном = 50 А. Чему равен ток обмотки возбуждения?
a) 100 А.
b) 50 А.
c) 25 А.
d) 250А
5)Почему сердечник якоря машины постоянного тока набирают из листов электротехнической стали, изолированных между собой?
a) Для уменьшения потерь мощности от перемагничивания и вихревых токов.
b) Из конструктивных соображений.
c) Для уменьшения магнитного сопротивления потоку возбуждения.
d) Для шумопонижения
6)Генератор постоянного тока смешанного возбуждения это генератор, имеющий:
a) Параллельную обмотку возбуждения.
b) Последовательную обмотку возбуждения.
c) Параллельную и последовательную обмотки возбуждения.
d) Имеющий особые обмотки возбуждения.
7)Каково назначение реостата в цепи обмотки возбуждения двигателя постоянного тока?
a) Ограничить пусковой ток.
b) Регулировать напряжение на зажимах.
c) Увеличивать пусковой момент.
d) Регулировать скорость вращения.
8)Мощность, потребляемая двигателем постоянного тока из сети Pi = 1,5 кВт. Полезная мощность, отдаваемая двигателем в нагрузку, Р2 = 1,125 кВт. Определить КПД двигателя В %..
9)Что произойдет с ЭДС генератора параллельного возбуждения при обрыве цепи возбуждения?
a) ЭДС увеличится.
b) ЭДС не изменится.
c) ЭДС снизится до Е ост.
d) ЭДС станет равной нулю.
a) Отсутствия противоЭДС в момент пуска.
b) Малого сопротивления обмотки якоря.
c) Большого сопротивления обмотки возбуждения.
d) Малого сопротивления обмотки возбуждения
Генераторы с параллельным возбуждением
В генераторе с параллельным возбуждением обмотка возбуждения присоединена через регулировочный реостат параллельно обмотке якоря. Для нормальной работы потребителей электроэнергии необходимо поддерживать постоянство напряжения на зажимах генератора, несмотря на изменение общей нагрузки. Это осуществляется посредством регулирования тока возбуждения.
Реостаты возбуждения имеют, как правило, холостые контакты, при помощи которых можно осуществить короткое замыкание обмотки возбуждения «на себя». Это необходимо при отключении обмотки возбуждения. Если выключить обмотку возбуждения путём разрыва её цепи, то исчезающее магнитное поле создаст очень большую ЭДС самоиндукции, способную пробить изоляцию обмотки и вывести генератор из строя. При коротком замыкании обмотки возбуждения при её отключении энергия исчезающего магнитного поля переходит в тепло, не причиняя вреда обмотке возбуждения, так как ЭДС самоиндукции не превысит номинального напряжения на зажимах генератора.
Однако процесс нарастания электродвижущей силы генератора (процесс самовозбуждения генератора) не прогрессирует, то есть ЭДС генератора не возрастает неограниченно. Всякий раз рост индуктированной ЭДС генератора ограничен тем или иным пределом. Для этого необходимо рассмотреть характеристику холостого хода генератора.
Характеристика холостого хода генератора постоянного тока с параллельным возбуждением Характеристика холостого хода генератора с параллельным возбуждением
Процесс самовозбуждения генератора с параллельным возбуждением длится до тех пор, пока ток возбуждения не достигнет некоторой предельной величины при заданных нормальных оборотах якоря генератора и электродвижущая сила не станет равной своему номинальному значению.
Если обмотка возбуждения генератора подключена неправильно к якорной обмотке, то генератор не возбудится, так как ток возбуждения создаёт магнитный поток, направленный навстречу остаточному магнитному потоку и машина размагнитится.
Затем нужно будет отключить от генератора обмотку возбуждения, правильно подключить её к источнику постоянного тока (аккумулятору), намагнитить и правильно собрать электрическую схему генератора.
Внешняя характеристика генератора постоянного тока с параллельным возбуждением
Регулировочная характеристика генератора постоянного тока с параллельным возбуждением
Генераторы с параллельным возбуждением не боятся коротких замыканий. При коротком замыкании ток во внешней цепи резко увеличивается, следовательно, возрастает ток в якорной обмотке генератора. В результате резко увеличивается падение напряжения в якорной обмотке, в свою очередь снижается напряжение на зажимах генератора, снижается ток возбуждения, снижается ЭДС генератора и ток в якорной обмотке. Все эти процессы протекают настолько быстро, что кратковременный ток короткого замыкания не успевает прогреть провода якорной обмотки.
Посторонний источник электрической энергии, питающий постоянным током обмотку возбуждения генераторам с параллельным возбуждением не нужен.
Генераторы постоянного тока с параллельным возбуждением применяются в технике связи для питания радиоустановок, для питания зарядных агрегатов, в передвижных сварочных аппаратах.
Генератор параллельного возбуждения
Принцип самовозбуждения генератора постоянного тока основан на том, что магнитная система машины, будучи намагниченной, сохраняет длительное время небольшой магнитный поток остаточного магнетизма сердечников полюсов и станины Фост (порядка 2—3% от полного потока). При вращении якоря поток
Рис. 28.5. Принципиальная схема (а) и характеристика х.х. (б) генератора параллельного возбуждения
индуцирует в якорной обмотке ЭДС Еост, под действием которой в обмотке возбуждения возникает небольшой ток Iв.ост. Если МДС обмотки возбуждения Iв.ост wВ имеет такое же направление, как и поток Фост , то она увеличивает поток главных полюсов. Это, в свою очередь, вызывает увеличение ЭДС генератора, отчего ток возбуждения вновь увеличится. Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение генератора не будет уравновешено падением напряжения в цепи возбуждения, т. е. U0 = IВrВ .
На рис. 28.5, а показана схема включения генератора параллельного возбуждения, на рис. 28.5, б — характеристика х.х. генератора (кривая 1) и зависимость падения напряжения от тока возбуждения IВrВ = F(IВ) (прямая 2). Точка пересечения А соответствует окончанию процесса самовозбуждения, так как именно в ней U0 = IВrВ .
Угол наклона прямой ОА к оси абсцисс определяется из треугольника ОАВ:
где mi — масштаб тока (по оси абсцисс), А/мм; mu — масштаб напряжения (по оси ординат), В/мм.
Из (28.10) следует, что угол наклона прямой IВrВ = F(IВ) к оси абсцисс прямо пропорционален сопротивлению цепи возбуждения. Однако при некотором значении сопротивления реостата rрг сопротивление rВ, достигает значения, при котором зависимость IВrВ = F(IВ) становится касательной к прямолинейной части характеристики х.х. (прямая 3). В этих условиях генератор не самовозбуждается. Сопротивление цепи возбуждения, при которой прекращается самовозбуждение генератора, называют критическим сопротивлением, (rВ.крит ).
Следует отметить, что самовозбуждение генератора возможно лишь при частоте вращения, превышающей критическую nкт. Это условие вытекает из характеристики самовозбуждения генератора (рис. 28.6), представляющей собой зависимость напряжения генератора в режиме х.х. от частоты вращения при неизменном сопротивлении цепи возбуждения, т. е. U0 = F(n) при rВ = const.
Рис. 28.6. Характеристика самовозбуждения
Анализ характеристики самовозбуждения показывает, что при n
Тест «Машины постоянного тока»
тест по дисциплине «Электротехника» по теме «Машины постоянного тока»
Просмотр содержимого документа
«Тест «Машины постоянного тока»»
Тест «Электрические машины постоянного тока»
1)Почему на практике не применяют генератор постоянного тока последовательного возбуждения?
a) Напряжение на зажимах генератора резко изменяется при изменении нагрузки.
b) Напряжение на зажимах генератора не изменяется при изменении нагрузки.
c) ЭДС уменьшается при увеличении нагрузки.
d) ЭДС генератора не изменяется.
2) При постоянном напряжении питания двигателя постоянного тока параллельного возбуждения магнитный поток возбуждения уменьшился. Как изменилась частота вращения?
a) Уменьшилась.
b) Не изменилась.
c) Увеличилась.
d) Периодически изменяется
a) Нет зависимости.
b) Е от I возб.
c) Iвозб от Iнarp.
d) U от I нагр.
4)Номинальный ток двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением I ном = 50 А. Чему равен ток обмотки возбуждения?
a) 100 А.
b) 50 А.
c) 25 А.
d) 250А
5)Почему сердечник якоря машины постоянного тока набирают из листов электротехнической стали, изолированных между собой?
a) Для уменьшения потерь мощности от перемагничивания и вихревых токов.
b) Из конструктивных соображений.
c) Для уменьшения магнитного сопротивления потоку возбуждения.
d) Для шумопонижения
6)Генератор постоянного тока смешанного возбуждения это генератор, имеющий:
a) Параллельную обмотку возбуждения.
b) Последовательную обмотку возбуждения.
c) Параллельную и последовательную обмотки возбуждения.
d) Имеющий особые обмотки возбуждения.
7)Каково назначение реостата в цепи обмотки возбуждения двигателя постоянного тока?
a) Ограничить пусковой ток.
b) Регулировать напряжение на зажимах.
c) Увеличивать пусковой момент.
d) Регулировать скорость вращения.
8)Мощность, потребляемая двигателем постоянного тока из сети Pi = 1,5 кВт. Полезная мощность, отдаваемая двигателем в нагрузку, Р2 = 1,125 кВт. Определить КПД двигателя В %..
9)Что произойдет с ЭДС генератора параллельного возбуждения при обрыве цепи возбуждения?
a) ЭДС увеличится.
b) ЭДС не изменится.
c) ЭДС снизится до Е ост.
d) ЭДС станет равной нулю.
Отсутствия противоЭДС в момент пуска.
b) Малого сопротивления обмотки якоря.
c) Большого сопротивления обмотки возбуждения.
d) Малого сопротивления обмотки возбуждения
Тест «Электрические машины постоянного тока»
1)Почему на практике не применяют генератор постоянного тока последовательного возбуждения?
a) Напряжение на зажимах генератора резко изменяется при изменении нагрузки.
b) Напряжение на зажимах генератора не изменяется при изменении нагрузки.
c) ЭДС уменьшается при увеличении нагрузки.
d) ЭДС генератора не изменяется.
2) При постоянном напряжении питания двигателя постоянного тока параллельного возбуждения магнитный поток возбуждения уменьшился. Как изменилась частота вращения?
a) Уменьшилась.
b) Не изменилась.
c) Увеличилась.
d) Периодически изменяется
a) Нет зависимости.
b) Е от I возб.
c) Iвозб от Iнarp.
d) U от I нагр.
4)Номинальный ток двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением I ном = 50 А. Чему равен ток обмотки возбуждения?
a) 100 А.
b) 50 А.
c) 25 А.
d) 250А
5)Почему сердечник якоря машины постоянного тока набирают из листов электротехнической стали, изолированных между собой?
a) Для уменьшения потерь мощности от перемагничивания и вихревых токов.
b) Из конструктивных соображений.
c) Для уменьшения магнитного сопротивления потоку возбуждения.
d) Для шумопонижения
6)Генератор постоянного тока смешанного возбуждения это генератор, имеющий:
a) Параллельную обмотку возбуждения.
b) Последовательную обмотку возбуждения.
c) Параллельную и последовательную обмотки возбуждения.
d) Имеющий особые обмотки возбуждения.
7)Каково назначение реостата в цепи обмотки возбуждения двигателя постоянного тока?
a) Ограничить пусковой ток.
b) Регулировать напряжение на зажимах.
c) Увеличивать пусковой момент.
d) Регулировать скорость вращения.
8)Мощность, потребляемая двигателем постоянного тока из сети Pi = 1,5 кВт. Полезная мощность, отдаваемая двигателем в нагрузку, Р2 = 1,125 кВт. Определить КПД двигателя В %..
9)Что произойдет с ЭДС генератора параллельного возбуждения при обрыве цепи возбуждения?
a) ЭДС увеличится.
b) ЭДС не изменится.
c) ЭДС снизится до Е ост.
d) ЭДС станет равной нулю.
a) Отсутствия противоЭДС в момент пуска.
b) Малого сопротивления обмотки якоря.
c) Большого сопротивления обмотки возбуждения.
d) Малого сопротивления обмотки возбуждения
ГЕНЕРАТОРЫ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ И СМЕШАННЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
У генератора с параллельным возбуждением часть тока якоря служит для возбуждения основного магнитного поля машины (рис. 13.27). Эти генераторы наиболее часто применяются для получения постоянного тока, так как они не требуют дополнительного источника электроэнергии для цепи возбуждения, что существенно упрощает обслуживание машины; вместе с тем напряжение таких генераторов мало изменяется из-за колебаний нагрузки.
При пуске в ход генератора с параллельным возбуждением для создания магнитного потока в магнитопроводе используется выше описанное явление самовозбуждения.
Характеристика холостого хода генератора при параллельном возбуждении практически не отличается от характеристики при независимом возбуждении, так как влияние на эту характеристику изменения напряжения rв1в и реакции якоря оттока возбуждения ничтожно. Это совпадение вида характеристик имеет место и для регулировочной характеристики.
Но внешняя характеристика при параллельном возбуждении генератора (а) идет значительно ниже, чем при независимом возбуждении ( 
) (рис. 13.28). Причиной этому является уменьшение тока возбуждения при понижении напряжения, так как Iв = U/rB. При независимом возбуждении понижение напряжения между выводами генератора при увеличении тока якоря вызывается двумя причинами: увеличением напряжения на активном сопротивлении якоря и реакцией якоря. При параллельном возбуждении к этим двум причинам добавляется третья — уменьшение тока возбуждения. Пока этот ток соответствует условиям насыщения магнитной цепи генератора (пологой части магнитной характеристики), уменьшение ЭДС якоря меньше уменьшения тока возбуждения (рис. 13.29). В таких условиях при уменьшении сопротивления цепи нагрузки ток якоря возрастает. Но условия резко изменяются, когда в результате увеличения тока якоря и вызванного этим понижения напряжения ток возбуждения уменьшается настолько, что магнитная цепь генератора оказывается в ненасыщенном состоянии. В условиях линейной части магнитной характеристики уменьшение тока возбуждения вызывает пропорциональное уменьшение потока и ЭДС якоря, что вызывает дальнейшее уменьшение тока возбуждения, а это в свою очередь обусловливает новое понижение ЭДС и т. д. Имеет место своеобразное саморазмагничивание генератора, заканчивающееся тем, что в машине при коротком замыкании якоря сохраняется только остаточная намагниченность, поддерживающая ограниченный (меньше номинального) ток короткого замыкания.
Ток якоря, при котором машина переходит в режим саморазмагничивания, называется критическим Iкр. Его значение больше номинального в 2—2,5 раза. Участок внешней характеристики ниже Iкр (штриховая линия на рис. 3.28) соответствует неустойчивому режиму.
Номинальное изменение напряжения у генератора при параллельном возбуждении значительно больше, чем при независимом, и составляет 8—15 %.
В генераторе с последовательным возбуждением якорь соединен последовательно с обмоткой возбуждения, благодаря чему ток нагрузки является вместе с тем током возбуждения (рис. 13.30). Обмотка возбуждения w такой машины выполняется из провода, рассчитанного на большой ток якоря; число витков такой обмотки мало.
При холостом ходе генератора с последовательным возбуждением ЭДС в обмотке его якоря будет индуктироваться только потоком остаточного намагничивания. Следовательно, у этого генератора нельзя снять характеристику холостого хода. Отсутствует также у него и регулировочная характеристика.
Напряжение этого генератора (рис. 13.31) сначала возрастает с увеличением тока якоря. Затем вид характеристики начинает изменяться из-за магнитного насыщения (ЭДС якоря перестает увеличиваться, в то время как продолжает возрастать напряжение на активном сопротивлении якоря) и размагничивающего действия реакции якоря. В результате напряжение генератора при дальнейшем возрастании нагрузки уменьшается. Из-за непостоянства напряжения генераторы с последовательным возбуждением применяются лишь в немногих специальных случаях.
Генератор со смешанным возбуждением имеет две обмотки возбужден ния: параллельную wпар и последовательную wпос (рис. 13.32). У такого генератора напряжение остается практически постоянным при изменениях нагрузки в определенных пределах. Это достигается путем использования последовательного возбуждения для компенсации увеличения падения напряжения на активном сопротивлении якоря и уменьшения тока в параллельной обмотке возбуждения, а также для компенсации размагничивающего действия якоря при увеличении тока нагрузки. Благодаря наличию обмотки последовательного возбуждения
главный магнитный поток генератора и вместе с ним ЭДС Ея возрастают g увеличением нагрузки. Соответствующим подбором числа витков обмотки последовательного возбуждения можно достичь равенства напряжений генератора при холостом ходе и при номинальной нагрузке (кривая а на рис. 13.33).
Генератор со смешанным возбуждением удобен в установках относительно небольшой мощности для предупреждения возникновения значительных изменений напряжения при отключениях отдельных потребителей. Но использование таких генераторов для параллельной работы обычно неудобно: случайное понижение частоты вращения первичного двигателя генератора может снизить ЭДС генератора до уровня, меньшего напряжения сети, из-за этого ток в якоре генератора и в его последовательной обмотке возбуждения изменит свое направление, что может вызвать перемагничивание генератора и тяжелую аварию установки.
13.11. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ГЕНЕРАТОРОВ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
В ряде случаев для более рационального использования мощности установки в различное время дня, для обеспечения бесперебойности работы и т. п. целесообразно питать нагрузку от двух или более работающих параллельно генераторов. Рассмотрим условия такой параллельной работы для простейшего случая — генераторе» с параллельным возбуждением.
Если нужно включить второй генератор (рис. 13.34) в сеть, на шинах которой генератор Г1 поддерживает напряжение U, то нужно сначала раскрутить якорь подключаемого генератора с помощью первичного двигателя (турбины, дизеля и т. п.) до заданной частоты вращения, а затем посредством регулирования тока возбуждения Iв2 генератора Г2 сделать его ЭДС Е2 равной напряжению сети. Затем необходимо проверить соответствие полярностей генератора и сети, для чего служит вольтметр Vk. Если его показание равно нулю, то можно замкнуть однополюсный выключатель S. Таким образом осуществляется включение генератора в сеть. Так как ЭДС генератора уравновешивается напряжением сети, то его ток после включения
Чтобы нагрузить второй генератор, нужно увеличить его ток возбуждения. Это приводит к увеличению ЭДС Е2 генератора Г2. Возрастание ЭДС Е2, с одной стороны, нагружает генератор током I2, с другой стороны, повышает напряжение сети U. ЭДС первого генератора Г1, несшего ранее всю нагрузку сети, не изменилась. Поэтому увеличение напряжения сети приведет к частичной разгрузке этого генератора.
Ток I2 в обмотке якоря генератора Г2, взаимодействуя с магнитным полем полюсов, создает тормозной момент, вследствие чего частота вращения якоря генератора уменьшается. С помощью регулятора частоты вращения первичного двигателя увеличивается приток рабочего вещества: пара, воды, нефти и т. п. и заданная частота вращения восстанавливается. Таким образом, генератор Г2 и его двигатель взяли на себя часть нагрузки сети. В обратном направлении протекает процесс для генератора Г1, у которого уменьшение тока 11 разгружает первичный двигатель.
В случае, когда нужно перевести всю нагрузку полностью на второй генератор Г2, достаточно постепенно уменьшать возбуждение первого генератора Г1 и увеличивать возбуждение второго генератора Г2, следя за тем, чтобы напряжение сети U оставалось постоянным. Когда ЭДС генератора Г1 станет равной напряжению сети, его ток уменьшится до нуля, вся нагрузка будет с него снята и его можно будет отключить. Регуляторы частоты вращения первичных двигателей дополнят эту работу по переводу нагрузки.
Но если оставить генератор Г1 включенным и дальше уменьшать его ток возбуждения, то ток в якоре изменит направление:
и вместо тормозного момента создаст вращающий момент; машина перейдет в режим двигателя. Однако при этом может тяжело пострадать первичный двигатель, поэтому все параллельно работающие генераторы снабжаются аппаратом — реле обратного тока, автоматически отключающим генератор при изменении направления тока.
Следовательно, воздействуя на возбуждение параллельно работающих генераторов, можно любым образом перераспределять между ними нагрузку.
Рассмотрим, как распределяется нагрузка между двумя генераторами, имеющими внешние характеристики различной крутизны (рис.13.35). Если путем регулирования возбуждения они были нагружены одинаково, то, следовательно, их рабочий режим при установленном напряжении (/соответствовал точке пересечения а их внешних характеристик. Но когда ток нагрузки возрастает, то должен возрасти и ток каждого из генераторов, а следовательно, должны увеличиться в каждом из них напряжение на активном сопротивлении обмотки якоря и реакция якоря. Вследствие этого напряжение сети должно понизиться на At/. Но этому пониженному напряжению
U’ = U- 
U