Тұрақты тоқ генераторы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 4 бет
Таңдаулыға:

Лекция 19

4. 7. Тұрақты тоқ генераторы. Өркениеттің қазіргі дамыған кезеңінде электр энергиясын өндіру үшфазалы синусойдалы ЭҚКі бар электрмеханикалық генераторлармен өндіріледі. Өндіріс жағдайына байланысты тұрақты тоқ қажеттілігі туындағанда оны айнымалы тоқты тұрақты тоққа (түзеткіш) айналдыру арқылы алады. Тұрақты тоқ генераторы алғашқы тоқ көзі ретінде, негізінде жеке қондырғыларда (электрмен пісіру кезінде синхронды машинелердің қоздырғышы ретінде және т. б. ) қолданылады. Ауылшаруашылық өндірісінде ол іс жүзінде қолданылмайды. Сондықтан мұнда генератордың негізгі қасиеттері ғана қарастырылады.

4. 7. 1. Өздігінен қозатын тұрақты тоқ генераторының. Тұрақты тоқ генераторлары арасында ерекше кең тарағандары, параллель және аралас қыздырғыштары бар генераторлар, олар магнит ағынын туғызу үшін жеке тұрақты тоқ көзінталап етпейді. Мұндай генераторлардың қоздыру орамалары машиненің өздігінен қозуы есебінен қоректенеді, оның алғашқы себепшісі ретінде мәшиненің полюстері мен жармасындағы магнитизм қалдықтары әсер етеді. Якордің магнетизм қалдықтары өрісінде айналған кезінде онда магнетизм қалдығының азырақ ЭҚКі индукцияланады. Ол қалыпты мәннің 5…10% құрайды. Якорь орамасында индукцияланған магнитизм қалдығынан якорь орамасына параллель жалғанған қоздыру орамасында (4. 19в-сурет) шамалы тоқ пайда болады, ол қоздыру орамасы мен якорь орамаларының келісімді жалғасуынан полюстердің магнит ағынын көбейтеді. Енді магнитизм қалдықтарынан пайда болатын магнит өрісімен тоқ қыздыру орамасы арқылы өткенде пайда болған магнит өрістерінің қортынды магнит өрісімен машиненің якорі айналады. Соған байланысты якордің магнит өрісінің шамасына тәуелді болып келетін ЭҚКі артады. Ол қоздыру орамасында үлкен тоқ тұғызады, сол тоқ машиненің магнит өрісін және соған лайықты якордің ЭҚКін артады. Бұл өздігінен қоздыру процессі машиненің магнитөткізгіші қаныққанша жүреді, қоздыру орамасындағы тоқтың одан ары артуы магнит өрісін арттырмайды, демек якордің ЭҚКін молайтпайды. ЭҚКтің өсуі әуелі баяулай бастайды, одан соң тіпті қоздыру орамасын тұрақты тоқ көзінен қоректендірсең де мүлде тоқталады. 4. 20 - суретте қоздыру орамасындағы тоқтың өзгеруінен, өздігінен қозатын тұрақты тоқ генераторының бос жүріс кезінде ЭҚКтің өсуі мен бәсеңдеу қисығы көрсетілген.

4. 7. 2. Тұрақты тоқ генератор тепе-теңдігінің теңдеуі. Генератордың білігіне берілетін механикалық энергияны, электр желісіне берілетін электр энергиясына айналдыру, ЭҚК туғызу үшін энергия жұмсауымен және машинелердің орамаларында, магнит өткізгіштерінде және механикалық сипаттағы кедергілерді жоюға кететін электр шығындарына байланысты. Жалпылама түрде бұл процессті генератор якоры орамасының электрлік тепе-теңдік теңдеуімен көрсетуге болады:

U = E _я - І _я R _я (4. 18)

(4. 18) -теңдеуден көрсетілгендей генератор қысқыштарындағы кернеу генератордың желіге беретін электр энергиясымен мәндес оның электр қозғаушы күшінің механикалық энергияны электр энергиясына айналдыру барысында, щеткі түйіспесінде және якорь тізбегінде болатын энергия шығынына шамалас келетін, генератор якорда кернеудің төмендеу мөлшеріндей аз.

4. 7. 3. Тұрақты тоқ генераторларының негізгі сипаттамалары.

Генераторды электр энергиясының көзі ретінде сипаттайтын маңызды өлшемдері кернеу, оның өзгеруін талдауды электр техникалық сипаттамасы арқылы орындауға болады. Тұрақты тоқ генераторының негізгі сипаттамалары:

сыртқы сипаттама U=ƒ(І) мұнда n = сonst және Ів= сonst;
реттеу сипаттамасы Ів=ƒ(І) мұнда U= сonst және n = сonst;
жүктемелік сипаттамасы U=ƒ(Ів) мұнда І=сonst және n=сonst. Қосымша сипаттамаларға бос жүріс пен қысқа тұйықталу сипаттамалары жатады.

Сыртқы сипаттама. Якордың айналу жылдамдығы мен қоздыру орамасының тұрақты кезінде жүктеме тоғының артуына байланысты генератор қысқыштарындағы кернеудің өзгеру дәрежесінің сипаты-сыртқы сипаттама болады, оның тәжрибелік маңызы зор. Жүктеменің артуынан кернеудің төмендеуі, якорь реакциясының әсерінен магнит өрісінің ағыны азаюынан, якордың электр қозғаушы күші кемуіне сондай-ақ, якорь орамасында ішкі кернеудің құлдырауын артуынан болады. Кернеудің азаюы қалыпты мәнінің проценті арқылы мына өрнекпен беріледі:

U = (U _хх - U _н ) 100% /U _н (4. 19)

ол (5…10) % болады.

4. 21-суретте қоздыру жүйелері әртүрлі генраторлардың сыртқы сипаттамалары келтірілген.

4. 20 - сурет. Тұрақты ток генераторының бос жүріс жұмысының тәжірибе арқылы алынған сипаттамасы.

4. 21 - сурет. Қоздыру жүйесі арқылы тұрақты ток генераторларының сыртқы сипаттамалары: 1-тәуелсіз қоздырғыш; 2- параллель қоздырғыш; 3-тізбектей қоздырғыш; 4-аралас қоздырғыш (қоздырғыш орамаларын қарама-қарсы қосу) ; 5- аралас қоздырғыш (қоздырғыш орамаларын үйлестіре қосу) .

Тәуелсіз қоздырғышы бар генераторлардың сипаттамасы ең "қатаң" жүктемені арттырған кезде, оның қысқыштарындағы кернеу якорь реакциясының әсері мен оның орамасындағы кернеудің азаюынан, болар болмас кемиді (4. 21-сурет 1-қисық) .

Параллель қоздырғышы бар генераторларда, тәуелсіз қоздырғышы бар генераторлармен салыстырғанда, кернеудің қосымша теңдеуі орын алады, ол кернеудің азаюуына пропорцианалды түрде қоздыру тоғының азаюынан болады. Якорь тоғының оданары артуы және соған лайықты кернеудің төмендеуі генератордың магнит жүйесін қанықпаған күйге ауыстырады (В≡U) ол оның магнит сіңірімілігін күрт арттырады және якорь реакциясының магнитсіздендіру әрекетіне әкеледі. Енді кернеудің төмендеуіне якорь орамасындағы кернеудің азаюы емес (І _я R _я ) ЭҚКтің (U=E _я -І _я R _я ) азаюының мәні басым болады. Якорь тоғы шарықтау шегіне І _кр жеткеннен кейін магнит кедергісінің осу себебімен жүктеменің бұрынғы шамасында І _ко дейін төмендейді, бұл магнетизм қалдығының ЭҚКі мен якорь кедергіснен анықталады және бұл режимде қоздыру орамасының кернеуі мен тогы нөлге тең (4. 21 сурет 3-қисық) .

І _ко =Е ₀ /R _я (4. 20)

Тізбектей қоздырғышты генератордың сыртқы сипаттамасы. қоздырғыш жүйесі басқа генератордың сыртқы сипаттамаларына ұқсамайды. Тізбектей қоздырғышы бар генераторлардың якорь тоғы, жүктеме тоғы және қоздыру орамасының тоғы-сол бір тоқ, демек кернеу жүктеменің өсуімен бірге өседі. Жүктеме тоғының өсуімен бірге генератор қысқыштарындағы кернеу азаймай керісінше, айтарлықтай тез өседі, ол полюстердің магнит ағындарының өсуі есебінен болады. (4. 21-сурет 3-қисық) . Дегенмен, қоздыру орамасының магнит ағыны есебіненен кернеудің артуы, белгілі бір шекте, қоздыру тоғының көбеюі есебінен, магнит ағынының өсуін тежейтін магнит жүйесі қанығу жағдайына жеткенге дейін артады. Мұндай жағдайда тоқтың артуы мәшиненің магнит ағыны мен якорь ЭҚК-нің қандай да бір өсуіне әкелмейді. Кернеу якорь реакциясы мен әсіресе якорь тізбегі кедергісіндегі кернеудің азаюы есебінен одан ары төмендей бастайды (4. 21. 3-қисық) тізбектей қоздырғышы бар генераторлар жүктеменің өзгеруіне қарай кернеудің күрт өзгеруінен, әдетте іс жүзінде қолданылмайды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.