К пункту 1. Построения удобнее проводить, используя систему относительных единиц. Поэтому все величины откладывать в относительных единицах (о.е.). По данным таблицы 4 построить нормальную характеристику холостого хода Е = ƒ(IВ).
Таблица 4 - Нормальная характеристика холостого хода генератора
| Е, о.е | 0,53 | 1,0 | 1,23 | 1,30 | |
| IB, о.е | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 |
 |
|
|
Характеристика короткого замыкания прямолинейная, её построить по двум точкам: первая точка – это начало координат, вторая точка имеет координаты:
IК = 1 и IВК = 1 /ОКЗ.
Используя эти характеристики, строят треугольник Потье, для этого необходимо на оси ординат отложить отрезок, равный падению напряжения на индуктивном сопротивлении рассеяния обмотки якорям IНXσ (см. рисунок 3). В относительных единицах IН = 1 и падение напряжения IНXσ = Xσ, где Xσ = XР. Полученную точку на оси ординат перенести на характеристику холостого хода (т. В). эта точка является вершиной треугольника Потье. Опустив из т. В перпендикуляр на ось абсцисс, получим т. С – вторую вершину треугольника. Третья вершина А также лежит на оси абсцисс – в точке IВК. Катет АС представляет МДС якоря FЯН, в относительных единицах, выраженную через ток возбуждения. В дальнейшем учитываем, что значение величин тока возбуждения и МДС индуктора (возбуждения) одинаковы.
К пункту 2. Регулировочную характеристику IВ = ƒ(I) строят при номинальном напряжении UН = 1 и заданном cos φ с использованием двух диаграмм Потье, построенных при токах I = IН = 1 и I = 0,5 IН = 0,5 и характеристики холостого хода.
Сначала строят характеристику холостого хода (рисунок 4). На оси ординат откладывают вектор номинального напряжения UН = 1. Под углом φ к напряжению проводят вектор тока IН. Затем к вектору напряжения прибавляют (под углом 900) падение напряжения на индуктивном сопротивлении рассеяния jIНXσ и определяют вектор ЭДС ЕδН, соответствующий результирующей МДС FδН в воздушном зазоре, и угол φ ’ между ЕδН и IН. Отрезок, равный длине ЕδН , переносят на ось ординат и, используя характеристику холостого хода, определяют результирующую МДС в воздушном зазоре FδН. Индекс «н» в обозначениях величин соответствует номинальному току якоря IЯ = IН.
|
МДС обмотки возбуждения определяют по выражению:
.
Для реализации этого равенства к концу вектора FdН, направленного вдоль оси абсцисс, под углом (90 - j ’) строят вектор FЯН (определен в пункте 1), тогда замыкающий вектор дает F0Н (в масштабе тока возбуждения). По значению отрезка F0Н (обмотки возбуждения) и характеристике холостого хода находят ЭДС Е0Н от поля полюсов (обмотки возбуждения) при I = 0.
Полученное значение F0Н и IН = 1 представляют координаты одной точки регулировочной характеристики. Ток возбуждения IВ при I = 0,5 определяют аналогично повторив построения с учетом того, что падение напряжения 
Xб и МДС реакции якоря FЯ уменьшаются в два раза.
Ток возбуждения для третьей точки определяется по кривой холостого хода при U = UН = 1, т.е. IВ = 1. По трем точкам строят регулировочную характеристику IВ = f(I).
К пункту 3. Внешнюю характеристику U = f(I) при IВ = const строят по трем точкам: одна соответствует номинальному режиму, т.е. при I = IН =1 напряжение тоже U = Uн = 1; вторая точка соответствует холостому ходу: при I = 0 U = Е0Н (см. выше); и третья точка (промежуточная) определяется с помощью вспомогательной регулировочной характеристики, построенной при напряжении
.
Вспомогательную характеристику также строят с использованием диаграммы Потье, как и в пункте 2.
|
|
Вспомогательную регулировочную характеристику строят на том же графике, что и при U = UН (см. рисунок 5). По значению F0Н (пункт 2) определяют ток IПР. Значения и UПР и IПР являются координатами третьей точки внешней характеристики (см. рисунок 6).
По внешней характеристике определяют процентное повышение напряжения при полном сбросе нагрузки генератора:
К пункту 4. U–образные характеристики можно построить по упрощенным диаграммам МДС при допущении, что Xσ = 0. При этом FdН = 1. При построении диаграмм для РН нужно из одной точки провести три вектора: вертикально UН, с опережением его на 900 – вектор результирующей МДС FδН и отставанием на угол φ от напряжения – вектор МДС реакции якоря при номинальном токе FЯН. Расстояние между концами векторов FδН и FЯН равно МДС (или току) возбуждения F0. Из точки в конце вектора FЯН провести, прямую перпендикулярную к UН. Эта прямая является геометрическим местом точек концов векторов МДС F Я и начал векторов МДС возбуждения F В (см. рисунок 7). Изменение тока возбуждения I В (F В ) ведет к изменению МДС FЯ = I. U-образную характеристику строят при изменении I В от минимального значения, которое будет соответствовать перпендикулярности МДС F0 и FdН до IВ = 2 … 2,5.
 |
Обязательно строят точку при cos j = 1, которой соответствует минимальное значение тока нагрузки I. U - образную характеристику при Р = 0,5 РН строят аналогично, но при этом прямую, являющуюся геометрическим местом концов векторов МДС якоря, нужно сместить вниз так, чтобы активный ток (при cos j = 1) уменьшился вдвое.
При Р = 0 активная составляющая тока генератора равна нулю, поэтому прямая геометрических мест концов векторов МДС якоря проходит вдоль вектора результирующей МДС. Токи якоря и возбуждения и в этом случае определяется, как описано выше.
ЛИТЕРАТУРА
1. Копылов И.П. Электрические машины. М.: Логос, 2005.
2. Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978.
3. Практикум по электрическим машинам. Челябинск, 1995.
Приложение 1
Исходные данные к контрольной работе № 3
| Варианты | РН | I1Н | nН | U2ЛХ | r1(15) | I0 | P0 | UЛК | РК |
| к·Вт | А | 1/мин | В | Ом | А | к·Вт | В | к·Вт | |
| 5,5 | 0,73 | 6,2 | 0,25 | 0,89 | |||||
| 8,3 | 1,64 | 4,2 | 0,13 | 0,68 | |||||
| 21,6 | 0,27 | 8,8 | 0,8 | 0,95 | |||||
| 0,17 | 11,5 | 1,1 | 1,0 | ||||||
| 7,5 | 16,5 | 0,5 | 6,1 | 0,5 | 0,98 | ||||
| 21,4 | 0,34 | 8,4 | 0,7 | 1,1 | |||||
| 5,5 | 14,1 | 0,64 | 7,1 | 0,3 | 0,92 | ||||
| 7,5 | 19,0 | 0,4 | 8,5 | 0,5 | 1,08 | ||||
| 35,1 | 0,15 | 1,03 | 1,35 | ||||||
| 45,2 | 0,1 | 1,34 | 1,52 | ||||||
| 27,2 | 0,3 | 0,45 | 1,55 | ||||||
| 34,7 | 0,2 | 13,8 | 0,55 | 1,8 | |||||
| 24,8 | 0,35 | 0,4 | 1,6 | ||||||
| 0,25 | 16,5 | 0,5 | 1,9 | ||||||
| 77,5 | 0,071 | 1,6 | 3,2 | ||||||
| 108,5 | 0,038 | 2,6 | 3,4 | ||||||
| 59,5 | 0,09 | 17,5 | 2,0 | 2,4 | |||||
| 78,5 | 0,059 | 23,6 | 1,65 | 2,75 | |||||
| 47,5 | 0,154 | 0,6 | 2,5 | ||||||
| 65,5 | 0,092 | 1,3 | 2,9 | ||||||
| 0,032 | 2,9 | 5,3 | |||||||
| 0,021 | 59,5 | 4,6 | 6,4 | ||||||
| 0,058 | 1,0 | 5,1 | |||||||
| 0,034 | 2,9 | 5,3 | |||||||
| 85,5 | 0,085 | 32,5 | 0,9 | 4,65 | |||||
| 0,05 | 43,4 | 1,4 | 4,9 | ||||||
| 2,8 | 6,7 | 1,54 | 2,8 | 0,28 | 0,52 | ||||
| 4,5 | 10,3 | 0,71 | 4,3 | 0,5 | 0,56 | ||||
| 1,7 | 5,0 | 2,5 | 2,4 | 0,20 | 0,47 | ||||
| 2,8 | 7,6 | 1,29 | 3,6 | 0,45 | 0,56 | ||||
| 15,5 | 0,71 | 5,4 | 0,3 | 1,28 | |||||
| 21,5 | 0,454 | 7,5 | 0,4 | 1,58 | |||||
| 29,3 | 0,295 | 10,4 | 0,8 | 1,9 | |||||
| 4,5 | 11,5 | 1,42 | 5,4 | 0,25 | 1,4 | ||||
| 16,8 | 0,676 | 7,9 | 0,55 | 1,45 | |||||
| 23,3 | 0,468 | 0,4 | 1,9 | ||||||
| 4,5 | 12,4 | 1,1 | 5,8 | 0,4 | 1,3 | ||||
| 0,552 | 8,5 | 0,6 | 1,4 | ||||||
| 0,18 | 12,8 | 0,9 | 2,3 | ||||||
| 0,1 | 18,8 | 1,7 | 2,4 |
Приложение 2
Исходные данные к контрольной работе № 4
| Варианты | SН | UН | ХР | ОКЗ | cos φ |
| кВ∙А | кВ | о.е. | |||
| 6,3 | 0,1 | 0,95 | 0,75 | ||
| 6,3 | 0,1 | 1,0 | 0,75 | ||
| 0,4 | 0,1 | 1,05 | 0,75 | ||
| 0,4 | 0,1 | 1,1 | 0,75 | ||
| 0,4 | 0,1 | 1,15 | 0,75 | ||
| 0,4 | 0,1 | 1,2 | 0,75 | ||
| 0,4 | 0,15 | 0,8 | 0,75 | ||
| 6,3 | 0,15 | 0,85 | 0,75 | ||
| 6,3 | 0,15 | 0,9 | 0,75 | ||
| 6,3 | 0,15 | 0,95 | 0,75 | ||
| 6,3 | 0,15 | 1,0 | 0,75 | ||
| 6,3 | 0,15 | 1,05 | 0,75 | ||
| 0,4 | 0,15 | 1,1 | 0,75 | ||
| 0,4 | 0,15 | 1,15 | 0,75 | ||
| 0,4 | 0,15 | 1,2 | 0,75 | ||
| 0,4 | 0,2 | 0,8 | 0,8 | ||
| 0,4 | 0,2 | 0,85 | 0,8 | ||
| 0,4 | 0,2 | 0,9 | 0,8 | ||
| 6,3 | 0,2 | 0,95 | 0,8 | ||
| 0,4 | 0,2 | 1,0 | 0,8 | ||
| 0,4 | 0,2 | 1,05 | 0,8 | ||
| 0,4 | 0,2 | 1,1 | 0,8 | ||
| 0,4 | 0,2 | 1,15 | 0,8 | ||
| 6,3 | 0,2 | 1,2 | 0,8 | ||
| 0,4 | 0,1 | 0,8 | 0,85 | ||
| 6,3 | 0,1 | 0,85 | 0,85 | ||
| 6,3 | 0,1 | 0,9 | 0,85 | ||
| 0,4 | 0,1 | 0,95 | 0,85 | ||
| 0,4 | 0,1 | 1,0 | 0,85 | ||
| 0,4 | 0,1 | 1,05 | 0,85 | ||
| 0,4 | 0,1 | 1,1 | 0,85 | ||
| 0,4 | 0,1 | 1,15 | 0,85 | ||
| 6,3 | 0,1 | 1,2 | 0,85 | ||
| 6,3 | 0,15 | 0,8 | 0,8 | ||
| 6,3 | 0,15 | 0,85 | 0,8 | ||
| 6,3 | 0,15 | 0,9 | 0,8 | ||
| 6,3 | 0,15 | 0,95 | 0,8 | ||
| 0,4 | 0,15 | 1,0 | 0,8 | ||
| 0,4 | 0,15 | 1,05 | 0,8 | ||
| 0,4 | 0,15 | 1,1 | 0,8 |