4. Содержание отчета.

1. Рабочее задание.

2. Технические данные генератора.

3. Электрические схемы.

4. Данные измерений.

5. Графики внешних характеристик (все внешние характеристики изображаются в общей системе координат на одном графике).

6. Выводы.

4. Контрольные вопросы:

   1. Принцип действия и устройство синхронного генератора.

   2. Изобразите внешние характеристики синхронного генератора при различных видах нагрузки (активная, активно-индуктивная, активно-емкостная). Объясните причины различий внешних характеристик при разных видах внешней нагрузки.

   3. С какой целью и каким образом необходимо поддерживать номинальное выходное напряжение синхронного генератора ?

   4. Назначение, состав и работа амплитудно-фазового регулятора напряжения синхронного генератора. Какие способы автоматического регулирования напряжения синхронного генератора Вам известны?

   5. Назначение корректора напряжения в системе автоматического регулирования напряжения синхронного генератора.

Приложение к лабораторной работе № 7.

СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР ТИПА ЕС52-4

В лабораторной работе №7 используется самовозбуждающийся синхронный генератор типа ЕС52-4. Генератор снабжен системой амплитудно-фазового компаундирования с корректором напряжения.

Система компаундирования осуществляет автоматическое регулирование (стабилизацию) напряжения генератора с точностью ±5% при изменениях нагрузки то нуля до номинального значения. При включении корректора напряжения точность автоматического регулирования напряжения повышается до ± 2%.

Из теории известно, что изменения тока нагрузки синхронного генератора приводят к изменению реакции его якоря и падению напряжения в обмотке якоря. В результате этого напряжение на зажимах генератора изменяется. Для стабилизации напряжения прибегают к регулированию тока возбуждения генератора. В генераторе ЕС52-4 такое регулирование осуществляется автоматически.

На рис. 5 изображена принципиальная схема одной фазы генератора (без корректора напряжения). На статоре генератора имеются две обмотки: основная ОО и добавочная ДО. Первая из них предназначена для питания нагрузки, а вторая - цепи возбуждения генератора. Между точками

А и В в схему включен компаундирующий дроссель, сопротивление которого может быть принято чисто индуктивным и равным Х_К. Сопротивление цепи возбуждения на входе в выпрямитель V может быть принято чисто активным и равным R_B. Сопротивление обмоток ОО и ДО ввиду их малости можно не учитывать. ЭДС добавочной обмотки равна Е_Д, ток нагрузки генератора I, ток компаундирующего дросселя I_K, ток возбуждения I_B.

Для левого контура схемы и узла А справедливо следующее уравнение Кирхгофа:

Ė_Д = İ_BR_B + jX_Kİ_K;

İ_B = İ_K + İ

Решая эти уравнения относительно тока I_B, получим:

Из полученного выражения видно, что величина тока возбуждения İ_B зависит от нагрузки генератора İ. Параметры схемы подобраны таким образом, что всякому изменению тока İ соответствует такое изменения тока İ_B, при котором напряжение U на зажимах генератора будет оставаться постоянным с точностью ±5%.

В тех случаях, когда требуется более высокая точность, система компаундирования дополняется корректором напряжения. Корректор напряжения представляет собой регулятор, реагирующий не на ток нагрузки, как это имеет место в системе компаундирования, а на отклонение напряжения генератора от заданной величины. Схема корректора напряжения генератора ЕС52-4 в упрощенном виде изображена на рис. 6.

Корректор состоит из магнитного усилителя МУ, выпрямителя V2 и нелинейного дросселя L2. Рабочая обмотка РО магнитного усилителя присоединена к генератору параллельно входу в выпрямитель V1 цепи возбуждения и является для этой цепи шунтирующим элементом. Изменения величины сопротивления обмотки РО приводит к изменению шунтирующего действия этой обмотки на цепь возбуждения генератора, в результате чего ток возбуждения İ_B генератора изменяется. В конечном итоге это приводит к изменению напряжения генератора.

Корректор работает следующим образом.

Предположим, что вследствие отключения части нагрузки напряжение генератора увеличилось от значения U1 до значения U2 (рис. 7). Так как дроссель L2, вольтамперная характеристика которого изображена на рис. 7, находится в насыщенном состоянии, то малому увеличению подводимого к нему напряжения U будет соответствовать значительное увеличение его тока I_Y, который после выпрямления протекает по обмотке управления ОУ магнитного усилителя. Увеличение управляющего тока приве-

дет к тому, что насыщение стержней магнитного усилителя резко возрастет, а индуктивное сопротивление его рабочей обмотки РО уменьшится. Шунтирующее действие этой обмотки на систему возбуждения генератора увеличится, в результате чего ток возбуждения уменьшится. Напряжение генератора будет восстановлено на заданном уровне (с точностью ±2%). Аналогичным образом может быть объяснена работа корректора и при снижении напряжения генератора.

В полной схеме корректора напряжения последовательно с дросселем L2 включен элемент, позволяющий задавать уровень регулирования напряжения генератора (устройство уставки регулирования напряжения).

Рисунок 2 – Схема синхронного генератора с независимым возбуждением

Рисунок 3 – Схема синхронного генератора с самовозбуждением и системой компаундирования

Рисунок 4 – Схема синхронного генератора с самовозбуждением, системой компаундирования и с корректором напряжения

Рисунок 5 – Схема замещения одной фазы синхронного генератора

Рисунок 7 – Вольтамперная характеристика дросселя L2

Рисунок 6 – Схема корректора напряжения генератора ЕС-52-4

(в упрощенном виде)

Лабораторная работа № 8

ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОГО УСИЛИТЕЛЯ

1. Цель работы: ознакомление с устройством и принципом работы магнитного усилителя, снятие вольтамперных характеристик и характеристики управления магнитного усилителя, определение коэффициента усиления.