Обробка та аналіз експериментальних даних

Використовуючи основне рівняння напруги генератора постійного струму U=E_a-I_aR_a та беручи до уваги, що ЕРС Е_а залежить від потоку, а значить, і від струму збудження, можна проаналізувати отримані характеристики. Характеристикою холостого ходу E_a=(I_з) є середня лінія петлі, яка побудована за даними табл.3.1. Вигляд теоретичної характеристики холостого ходу показаний на рис.3.3. Лінія, що продовжує початкову пряму частину харак­теристики, є ненасичена характеристика холостого ходу. Відношення І_зо/І_зн=К_нас визначає насиченість машини: К_нас<1,1 — машина насичена мало, К_нас=1,1-1,25 — нормальне насичення, К>1,25 машина сильно насичена.

Вид навантажувальної характеристики показано на рис.3.4. При номінальному струмі якоря напрузі U=0 відповідає характерне значення струму збудження І_зк.

Відклавши величину AB=I_a R_a, можна побудувати характеристичний трикутник машини.

Зовнішні характеристики представлені на рис.3.5.

За експериментально знятими зовнішніми характеристиками визначається зміна напруги при збільшенні та зменшенні навантаження:

;

,

де U₀ — напруга при струмі навантаження, зниженому до нуля, U_н — напруга при струмі навантаження, доведеному до І_н.

Вид регулювальної характеристики помітно залежить від величини встановленої напруги. При зниженні напруги характеристика робиться більш прямолінійною (рис.3.6).

Характерною величиною характеристики короткого замикання (рис.3.7) є значення струму збудження І_зк , яка відповідає номінальному струму якоря.

Побудовані за допомогою характеристичного трикутника зовнішня та регулювальна характеристики порівнюються з експериментальними та встановлюються найбільші відхилення, при цьому за базові прийняти ті, що отримані експериментально.

Контрольні запитання

1. Чому при знятті характеристики холостого ходу струм збудження необхідно змінювати тільки в одному напрямі?

2. Як по даним характеристики холостого ходу побудувати характеристику намагнічування магнітного кола машини?

3. Чому змінюється відстань між характеристиками холостого ходу та навантажувальної при збільшенні струму збудження?

4. Чим пояснити різні величини U_зб і U_зм ?

5. Чому регулювальні характеристики мають різний характер при різних напругах?

6. Чи завжди експериментальна характеристика короткого замикання проходить вище за теоретичну?

Р исунок 3.2 — Експериментальна характеристика холостого ходу	Рисунок 3.3 — Теоретична характеристика холостого ходу
Р исунок 3.4 — Навантажувальна характеристика та характерис-тичний трикутник	Рисунок 3.5 — Зовнішні характерис-тики
Р исунок 3.6 — Регулювальна харак-теристика	Рисунок 3.7 — Характеристики короткого замикання

Дослідницька частина роботи

Генератор постійного струму незалежного збудження має великі можливості для наукових досліджень, при цьому можна зробити такі досліди:

1. Зняття частинних характеристик намагнічування машини (частинних характеристик холостого ходу генератора). Для цього кілька разів знімають петлю гістерезиса, кожен раз знижуючи найбільше значення струму збудження та ЕРС, доки ці значення не стануть достатньо малими.

2. Зняття характеристики намагнічування (характеристики холостого ходу). Знімаючи висхідну гілку характеристики, довести ЕРС до 70% номінальної величини та почати знімати низхідну гілку. Ця низхідна гілка не співпадає ні з однією з частинних характеристик.

3. Зняти кілька навантажувальних характеристик при різних струмах на­вантаження.

4. Зняти кілька зовнішніх характеристик при різних струмах збудження.

5. Зняти кілька регулювальних характеристик при різних заданих напругах.

6. По даним характеристик холостого ходу та короткого замикання по­будувати характеристичний трикутник.

7. За допомогою характеристичного трикутника побудувати зовнішню, навантажувальну та регулювальну характеристики генератора незалежного та паралельного збудження.