4.Вопросы

4.1.Что такое «внешняя характеристика» источника источника тока и что она отражает?

Внешней характеристикой источника питания называют зависимость между напряжением на его зажимах и установившимся током, протекающим через цепь при нагрузке. Каждая внешняя характеристика источника тока соответствует вполне определенному положению регулировочного устройства. Различают следующие внешние характеристики источников питания (рис. 125): крутопадающую 1, пологопадающую 2, жесткую 3 и возрастающую 4. При крутопадающей характеристике с увеличением тока напряжение вначале уменьшается плавно, затем круто падает до нуля. Такие источники тока обычно применяются при ручной сварке. Они предохраняют электрическую цепь от больших токов короткого замыкания. У источников тока с другими характеристиками возможны короткие замыкания, так как ток в этом случае растет до больших величин. Динамической характеристикой источника питания называется изменение тока во времени, отсчитываемое с

Динамической характеристикой источника питания называется изменение тока во времени, отсчитываемое с момента включения нагрузки (Рис. 1). Динамическая характеристика записывается осциллографом. Если к источнику тока присоединить нагрузку виде активного сопротивления , то ток в цепи в первый момент будет равен нулю, затем постепенно начнет увеличиваться. Наконец , через определенный промежуток времени

Рис. 1. достигнет какого –то постоянного значения, называемого установившимся. Основным параметром динамической характеристики считается постоянная времени нарастания . Постоянной времени тока называется отрезок времени, отсчитываемый от включения нагрузки до момента, когда ток в цепи достигнет 0,63 установившегося значения.

Внешняя и динамическая характеристики имеют большое значение при автоматической и полуавтоматической сварке и наплавке. Они влияют на стабильность и устойчивость горения дуги. Стабильность горения сварочной дуги зависит: от длины дуги, характеристики источника тока, периодического потухания дуги при переносе металла или при применении переменного тока, от состава покрытий электродов, от флюса и металла. Вводя в столб дуги легко ионизируемые газы и пары, можно увеличить стабильность горения дуги.

4.2.Что такое «синхронный компенсатор», для чего и где его устанавливают, чем можно регулировать величину отдаваемой им мощности?

Синхронный компенсатор (СК) представляет собой синхронный двигатель облегчённой конструкции, предназначенный для работы на холостом ходу. При работе в режиме перевозбуждения СК является генератором реактивной мощности. Наибольшая мощность СК в режиме перевозбуждения называется его номинальной мощностью. При работе в режиме недовозбуждения СК является потребителем реактивной мощности. По конструктивным условиям СК обычно не может потреблять из сети такую же реактивную мощность, которую он может генерировать. Изменение тока возбуждения СК обычно автоматизируется. При работе СК из сети потребляется активная мощность порядка 2-4%.

Синхронный компенсатор представляет собой синхронный двигатель, работающий без нагрузки на валу; при этом по обмотке якоря проходит практически только реактивный ток. Синхронный компенсатор может работать в режиме улучшения  cos φ  или  в  режиме  стабилизации  напряжения.

Обычно электрическая сеть, питающая электроэнергией промышленные предприятия, нагружена током I_н, отстающим по фазе от напряжения сети U_с (рис. 2, а). Это объясняется тем. что от сети получают питание асинхронные двигатели, у которых реактивная составляющая тока довольно велика. Для улучшения cos φ сети синхронный компенсатор должен работать в режиме перевозбуждения. При этом ток возбуждения регулируется так, чтобы ток якоря 1_а синхронного компенсатора опережал на 90

 

Рис. 2.Векторные диаграммы синхронного компенсатора в ре­жиме улучшения cos φ сети

(а), в режиме стабилизации напряжения

б,в,г током  нагрузки  I_с = I_н._а.

напряжения сети _с (рис.2, а) и был примерно равен реактивной составляющей I_н.р тока нагрузки I_н. В результате сеть загружается  только  активным  током  нагрузки  I_с = I_н._а.

При работе в режиме стабилизации напряжения ток возбуждения синхронного компенсатора устанавливается пос­тоянным, причем такого значения, чтобы электродвижущая сила компенсатора Е_о равнялась номинальному напряжению сети U_с.ном (рис. 2,б). В сети при этом имеется некоторый ток I_н, создающий падение напряжения ΔUI_HR_C cos φ + I_HX_C sin φ, где R_cn X_c — активное и индуктивное сопротивления сети; φ — угол сдвига  фаз  между векторами  напряжения  и  тока  сети.

Если напряжение сети в точке подключения синхронного компенсатора несколько понижается из-за возрастания тока нагрузки I_н и становится меньше U_C.HOM, то синхронный компенсатор начинает забирать из сети реактивный опережа­ющий ток 1_а (рис. 2, в). Это уменьшает падение напряжения в ней на величину ΔU_K = I_aX_c. При повышении напряжения в сети, когда U_c>U_c.ном, синхронный компенсатор загру­жает сеть реактивным отстающим током I_α (рис. 2, г), что приводит к увеличению падения напряжения на величину ΔU_K = I_aX_c. При достаточной мощности синхронного компен­сатора колебания напряжения в сети не превышают 0,5... 1,0%. Недостатком указанного метода стабилизации на­пряжения является то, что синхронный компенсатор загружает линию  реактивным  током,  увеличивая  потери  в  ней.