Методические указания. Характеристика холостого хода выражает свойства магнитной цепи машины

Характеристика холостого хода выражает свойства магнитной цепи машины. В связи с этим при снятии характеристики холостого хода, ток управления нужно изменять таким образом, чтобы напряже­ние ЭМУ изменялось только в направлении стрелок на рис. 8.2.

Рис. 8.2. Характеристика холостого хода

Опытная характеристика холостого хода представляет узкую петлю гистерезиса. В качестве рас­четной характеристики используется средняя кривая между восходящей и нисходящей ветвями петли.

Характеристику холостого хода удобно выражать в относительных единицах. Здесь – напряжение в относительных единицах; – ток управления в относительных единицах; – номинальное напряжение (берется из паспортных данных); – ток управления, соответствующий номинальному напряжению (берется из характеристики холостого хода).

Характеристики холостого хода в относительных единицах для большинства машин близки друг к другу, в чем можно убедиться, построив характеристики холостого хода в относительных едини­цах для двух различных обмоток управления.

По характеристике холостого хода можно определить важную для машин величину – коэффици­ент насыщения. Это делается следующим образом. К начальному (прямолинейному) участку характери­стики холостого хода проводится касательная (рис. 8.2). Для определения коэффициента насыщения для некоторого напряжения (чаще всего номинального) проводится горизонтальная прямая АС. Отрезок АВ характеризует МДС воздушного зазора, отрезок АС – МДС всей магнитной цепи, отрезок ВС – МДС стальных участков магнитной цепи. Коэффициент насыщение определяется отношением

.

В машинах с умеренным насыщением . Внешняя характеристика является одной из важнейших характеристик, потому что она показывает, как меняется напряжение на якоре от тока на­грузки при отсутствии регулировочных воздействий в цепях управления.

На напряжение ЭМУ оказывают влияние падение напряжения на сопротивлении якорной цепи (сопротивления якоря, обмотки, добавочных полюсов и компенсационной обмотки) и изменение маг­нитного потока из-за реакции якоря. В ЭМУ МДС якоря, созданная током нагрузки, направлена встреч­но МДС обмотки управления. Для компенсации МДС реакции якоря используется компенсационная об­мотка. Число витков компенсационной обмотки выбирается таким образом, чтобы при токе в компенса­ционной обмотке, равном току якоря, МДС компенсационной обмотки была немного больше МДС яко­ря. Для настройки режима компенсации параллельно компенсационной обмотке включается сопротив­ление (рис. 8.1), при регулирований которого изменяется ток в компенсационной обмотке, а следо­вательно, ее МДС.

При перекомпенсации (МДС компенсационной обмотки больше МДС якоря) напряжение на за­жимах якоря ЭМУ возрастает с ростом тока нагрузки. При такой внешней характеристике ЭМУ работа­ет неустойчиво, то есть при толчках нагрузки возможно самопроизвольное повышение напряжения до не­допустимой величины. В связи с этим снятие внешней характеристики при перекомпенсации следует производить с большой осторожностью, избегая резких изменений тока якоря.

При полной компенсации магнитного потока якоря изменение напряжения в зависимости от тока нагрузки будет происходить только вследствие падения напряжения на сопротивлении якорной цепи, поэтому внешняя характеристика будет слегка наклонена в сторону оси ординат. На практике стремятся получить такую внешнюю характеристику.

При недокомпенсации часть магнитного потока якоря уменьшает магнитный поток, созданный обмоткой управления, поэтому с ростом нагрузки будет уменьшаться ЭДС, что приводит к значитель­ному уменьшению напряжения.

С помощью внешней характеристики можно определить коэффициент усиления ЭМУ по току , по напряжению и по мощности . Коэффициент усиления представляет собой отношение выходной величины (тока, напряжения или мощности) в цепи якоря соответствующей величине в цепи обмотки управления:

;

;

,

где – сопротивление обмотки управления; – напряжение обмотки управления.

Содержание отчета

1. Наименование и цель работы.

2. Паспортные данные.

3. Схема установки и ее краткое описание.

4. Таблицы опытных и расчетных данных.

5. Графики характеристик холостого хода для двух обмоток управления в именованных и отно­сительных единицах.

6. Определить коэффициент насыщения магнитной цепи при номинальном напряжении.

7. Графики внешних характеристик для трех режимов компенсации.

8. По одной из внешних характеристик рассчитать и построить зависимости коэффициентов усиления , , от сопротивления нагрузки.

9. Выводы.

10. Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Устройство и принцип действия ЭМУ.

2. Какие магнитные потоки действуют в ЭМУ и как они ориентированы друг относительно друга?

3. Может ли работать ЭМУ без компенсационной обмотки?

4. Как выполняется компенсационная обмотка, сосредоточенной или распределенной?

5. Как можно улучшить коммутацию поперечных (короткозамкнутых) щеток?

6. Как можно улучшить коммутацию продольных щеток (щеток выходной цепи)?

7. Для чего в ЭМУ имеется несколько обмоток управления?

8. Почему не допускается работа ЭМУ при сильной перекомпенсации?

9. Меняется ли коэффициент усиления по напряжению при изменении тока нагрузки?

10. Как устанавливаются щетки относительно геометрической нейтрали?

11. Для чего магнитопровод ЭМУ выполняется шихтованным?