Generator sinkron

Karakteristik pembangkit

Sifat-sifat generator sinkron (SG) dinilai berdasarkan karakteristiknya:

1. Karakteristik kecepatan menganggur: E(Iв) pada I=0 dan pada n= nnom.

Pada I in =0, fluks magnet sisa menginduksi ggl kecil E x.

Pada (sejak).

Sirkuit magnetik menjadi jenuh - kurvanya putus. Titik (U nom, I in nom) terletak sebelum saturasi - beginilah cara SG dirancang.

2. Ciri luar: U(I) pada Iв = Iв nom; cos=konstan; n= tidak ada.

Ketika saya =0 kamu= kamu 0.

Dengan meningkatnya arus I di beban aktif tegangan U turun.

Perubahan tegangan terutama disebabkan oleh reaksi jangkar. Jika beban aktif, alirannya sedikit berubah.

Dengan beban induktif aktif, reaksi jangkar bersifat demagnetisasi longitudinal. Fluks berubah secara signifikan, mengakibatkan perubahan tegangan yang besar.

Dengan beban kapasitif aktif, reaksi jangkar akan menjadi magnetisasi longitudinal, fluks akan meningkat, yang menyebabkan sedikit peningkatan tegangan.

Stabilisasi tegangan dicapai dengan mengatur arus eksitasi.

3. Karakteristik pengatur: Iв (I) pada U =const; cos=konstan; n= tidak ada. kamu= tidak ada.

Karakteristik ini menunjukkan bagaimana arus eksitasi harus diatur ketika beban SG berubah sehingga tegangan pada terminalnya tetap tidak berubah (karakteristik buatan).

Biasanya pengaturan tegangan, sehingga U =const tetap tidak berubah ketika beban I berubah, dilakukan secara otomatis sesuai skema, dimana CT adalah transformator arus; T - trafo step-down.

Prinsip regulasi:

Ketika beban I meningkat, tegangan U turun (menurut karakteristik eksternal), tetapi pada saat yang sama arus I y meningkat, yang menyebabkan peningkatan arus pembangkit I in dan peningkatan fluks magnet, ggl dan tegangan U.

Kerugian dan efisiensi generator sinkron

Pada SG, perubahan energi mekanik menjadi energi listrik disertai dengan kehilangan energi. Tenaga mekanik P 1 disuplai ke generator sinkron dari sisi poros.

Rotor dan stator mempunyai rugi-rugi sebagai berikut:

1) kerugian eksitasi; R in - resistansi rangkaian eksitasi.

2) - kerugian mekanis yang disebabkan oleh semua jenis gesekan;

3) - kerugian magnetik pada inti stator (pembalikan magnetisasi dan arus eddy);

(3 di rumusnya karena ada 3 fasa). Daya elektromagnetik ini ditransfer ke stator.

4) - rugi-rugi pada belitan stator: .

hal 2 - kekuatan yang berguna dikirim ke jaringan.

Rugi-rugi tersebut bersifat konstan (tidak bergantung pada beban) dan merupakan rugi-rugi tanpa beban pada generator sinkron XX.

dimana adalah jumlah seluruh kerugian di SG.

Dari rumus ini dapat disimpulkan bahwa efisiensi bergantung pada cos.

Efisiensi SG tidak hanya bergantung pada daya beban, tetapi juga pada faktor daya cos.

Efisiensi SG mencapai 98-99%.

Untuk generator ini, pendinginan dengan gas hidrogen, air, dll digunakan.

Peraturan daya aktif. Karakteristik sudut

Kekuatan elektromagnetik sama dengan

Namun dari persamaan segitiga kita susun sudut-sudutnya pada diagram vektor. Kaki bd sama dengan:

ac E 0 , bc I yang berarti sudut bca = . Dari sini:

Mengganti nilai ini ke dalam rumus (*) kita mendapatkan:

Pada arus eksitasi konstan I in =const.

SG termasuk dalam jaringan dan menyediakan jaringan U=U =const.

dimana adalah kecepatan sudut rotasi SG;

Frekuensi sudut arus;

p - jumlah pasang kutub SG.

Ketergantungan P em() atau M em() disebut sifat sudut SG.

Mencirikan stabilitas SG.

Nilai positif sesuai dengan mode generator.

Pada =const, peningkatan arus eksitasi I di SG menyebabkan peningkatan daya elektromagnetik P em.

Jika sudutnya negatif, ini sesuai dengan mode pengoperasian mesin sinkron dalam mode motorik.

Dalam mode generator, Mem melawan putaran rotor, mis. bersifat penghambatan.

Dalam mode generator, medan rotor adalah penggerak, dan medan stator digerakkan. Dalam mode mesin justru sebaliknya.

Dengan bertambahnya momen, garis-garis gaya menjadi semakin terdeformasi (meregang), dan sudutnya pun bertambah.

Jika > 90, maka saluran listrik putus, gaya magnet antara rotor dan stator terganggu, rotor berputar seperti blank, karena itu tidak memutar apa pun. Fenomena ini disebut hilangnya sinkronisitas.

Kapan - generator sinkron beroperasi secara stabil.

Mengubah kekuatan SG yang beroperasi secara paralel dengan jaringan dicapai dengan mempengaruhi motor penggerak utama.

Biarkan SG beroperasi pada sudut 1. Setelah suplai uap bertambah, rotor dipercepat dan sudut bertambah, karena torsi motor penggerak meningkat.

Ketika sudut diperbesar maka torsi pengereman bertambah dan pada sudut tertentu momen akan kembali setimbang dengan tenaga baru. Jadi kami meningkatkan kekuatannya.

Jika torsi motor penggerak meningkat secara berlebihan maka torsi pengereman tidak akan mencapai nilai yang begitu besar, yaitu. mereka tidak akan seimbang dan SG akan kehilangan sinkronisasi.

Menyinkronkan kekuatan. Ini menunjukkan seberapa stabil SG pada sudut tertentu.

Efisiensi dan daya generator merupakan hal yang saling berkaitan. Dan dilihat dari semua perhitungan dan rumus, serta data nyata tentang generator yang bekerja pada beban, Anda dapat melihatnya kekuatan maksimum generator ketika tegangannya turun hingga tepat 50% dari tegangan tanpa beban. Dalam kasus lainnya, ketika tegangan generator turun lebih dari 50% atau kurang, daya generator akan turun.

Efisiensi generator juga tergantung pada jatuh tegangan, dan itu sendiri efisiensi tinggi dengan drop tegangan terkecil. Oleh karena itu penarikan lebih banyak Dari segi tegangan, semakin rendah efisiensi generator. Generator dan beban dapat direpresentasikan sebagai dua hambatan masuk sirkuit tertutup, dan resistansi yang lebih tinggi akan mengonsumsi lebih banyak energi, karena penurunan tegangan yang melintasinya lebih sedikit arus yang sama di seluruh rantai.

Kumparan generator yaitu belitannya pada hakikatnya bekerja dengan sendirinya, dan bebannya hanya berupa penghantar yang menutup ujung-ujung belitan generator. Gulungan generator juga merupakan konsumen energinya sendiri. Oleh karena itu, kumparan menjadi magnet dan menolak medan magnet magnet, hal ini menimbulkan beban pada saat generator berputar. Tetapi berapa banyak energi yang dikonsumsi oleh belitan generator, dan semuanya mengikuti hukum Ohm. Konsumsi belitan tergantung pada jatuh tegangan dan arus yang mengalir melalui belitan.

Jadi, misalnya jatuh tegangan generator adalah 20 volt, dan hambatan belitannya adalah 1,5 Ohm, maka arus rangkaian akan sama dengan jatuh tegangan dibagi hambatan, dan kemudian 20v: 1,5om = 13,3 A. Oleh karena itu, kita mengalikan arus ini dengan tegangan yang turun pada belitan dan kita mendapatkan daya yang dikonsumsi oleh belitan generator. Artinya, 20v*13.3A=266 Watt.

Misalnya kita sedang mengisi baterai, dan tegangan pengisiannya adalah 14 volt. Tegangan generator turun 20 volt, artinya saat idle menjadi 34 volt, dan dropnya 58%. Maka daya yang dikonsumsi baterai adalah 14*13,33=186 watt. Artinya, 186 watt dikonsumsi oleh baterai, dan 266 watt dikonsumsi oleh belitan generator yang menimbulkan medan magnet. Total daya yang dikonsumsi oleh seluruh kombinasi generator + baterai ini adalah 266 + 186 = 452 watt. Efisiensi generator juga sebesar 41%. Sebenarnya, inilah mengapa sekrup untuk generator angin dalam hal ini harus ada stok besar dalam hal daya, dua kali lebih kuat dari daya yang keluar dari genset.

Resistensi aktif konsumen, v dalam hal ini Baterai akan menjadi 14V dibagi 13,3A=1,05 Ohm.

Opsi kedua: Katakanlah tegangan generator turun 15%. Berapa persentase efisiensinya?, dan kekuatannya sebagai persentase maksimum yang mungkin?. Jika jatuh tegangan 15% berarti tahanan beban lebih tinggi dari tahanan belitan generator. Perlawanan macam apa ini? Tegangan dibagi arus adalah hambatan, dan arus bergantung pada jatuh tegangan dibagi hambatan.

Biarkan generator memiliki 34 volt yang sama saat idle, dan resistansinya 1,5 Ohm. Tegangannya turun 15% menjadi 25,5 volt, selisihnya 34-25,5 = 8,5 volt. Arus sama dengan penurunan tegangan dikali hambatan. Maka 8.5:1.5=5.6A adalah arus dalam rangkaian, 8.5*5.6 adalah 47.6 watt, yaitu konsumsi generator 47.6 watt (jatuh pada belitan generator dalam bentuk ciptaan medan listrik). Dan konsumsi beban sama dengan arus dan tegangannya, artinya 25.5v*5.6a=142.8Watt. Total konsumsi seluruh kombinasi generator dan beban adalah 47,6 + 142,8 = 190,4 watt. Dalam hal ini efisiensi generator adalah 75%. Dan resistansi bebannya adalah 25.5:5.6=4.5om

Berikut ini adalah ketergantungan langsung dari efisiensi generator dan dayanya pada penurunan tegangan dalam persentase. Efisiensi generator berbanding lurus dengan jatuh tegangan yang melewatinya. Daya generator sebanding dengan jatuh tegangan, dan paling besar kekuatan tinggi ketika penurunan tegangan 50%

Jadi, jika Anda selalu ingin mendapatkan daya maksimum dari generator, pada kecepatan berapa pun, maka Anda perlu menjaga tegangan pada 50%, namun efisiensi generator dalam mode ini akan selalu 50%.

Saya tidak mengklaim kompetensi dan kebenaran informasi yang disajikan dalam artikel tersebut.. Ini hanya gambaran saya saja saat ini perkembangan saya dalam topik ini, dan saya mungkin salah dan menarik kesimpulan yang salah dari semua ini. Kesimpulan apa yang dapat diambil dari sini terserah Anda. Tetapi jika saya salah mengenai efisiensi regenerator, ketika saya mengatakan bahwa jika resistansi generator lebih tinggi, maka generator itu sendiri mengkonsumsi lebih banyak energi daripada yang diberikannya ke beban. Lalu tanyakan pada diri sendiri kemana perginya energi tersebut, energi mekanik jika efisiensi generator misalnya 80%. Misalnya, jika sebuah generator berkekuatan 3 kW dan efisiensinya 80%, ini berarti kita mengalami kehilangan efisiensi sekitar 800 watt. Dimana kerugiannya, apa yang diungkapkannya? Benarkah semua itu untuk memanaskan genset sebanyak 800 watt, dan belitannya akan meleleh dan terbakar jika hampir 1 kW panas dilepaskan disana, maka genset dapat memanaskan ruangan seperti kompor. Dan jika efisiensinya 50%, menakutkan membayangkan berapa banyak yang akan dihabiskan untuk pemanasan.

Tidak, daya tidak dihabiskan untuk pemanasan, tetapi untuk menciptakan medan magnet; kumparan menjadi elektromagnet dan mengonsumsi energi sambil menahan putaran rotor. Ke dalam medan magnet belitan generator itulah sebagian besar energi yang masuk ke generator mengalir. Di bawah ini adalah video di mana saya mencoba menjelaskan apa yang dijelaskan dalam artikel tersebut.

Saat ini kita semua mengenal generator listrik rumah tangga. Tergantung pada bahan bakar yang dikonsumsi, tujuan dan jenis mesin yang digunakan, bisa berupa bensin, gas, solar, dan bahkan angin generator listrik. Perangkat ini telah menjadi bagian dari kehidupan kita, dan kita terbiasa menggunakannya di pedesaan dan dalam perjalanan berkemah, di lokasi konstruksi, dan di garasi. Banyak jenis generator listrik dan peralatan listrik yang melakukan pekerjaan untuk kita. Generator listrik genggam portabel dipasang di senter, panel surya memberi daya pada perangkat dan sensor jarak jauh, satelit luar angkasa dan peralatan pendakian. Tapi tidak selalu seperti ini. Awal abad ke-19 meletus dengan serangkaian penemuan terkait listrik dan magnet.

Setelah penemuan dan eksplorasi induksi elektromagnetik dan dari perhitungan yang dilakukan, terlihat jelas bahwa generator listrik dapat dibuat yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Untuk memperoleh arus pada kumparan kawat tertutup, perlu dilakukan perubahan fluks induksi yang melewatinya. Hal ini dapat dilakukan dengan dua cara: menggerakkan magnet relatif terhadap kumparan kawat, atau menggerakkan kumparan kawat relatif terhadap magnet.

Generator arus listrik magnetik buatan sendiri yang pertama, dibuat pada tahun 1832, memiliki instalasi yang sangat sederhana. Lihatlah gambarnya: Anda melihat bahwa EMF pada belitan kumparannya tereksitasi oleh rotasi magnet tapal kuda. Arus yang dihasilkan oleh mesin semacam itu tidak seperti arus dari sel galvanik - arus itu seolah mengalir dari sisi ke sisi, sesekali berubah arah. Arus ini disebut arus bolak-balik, berbeda dengan DC, diproduksi oleh sel galvanik.

Pemasangan generator listrik lain tampak berbeda: kerangka konduktor diputar di antara kutub magnet yang tidak bergerak. Ujung-ujungnya dihubungkan ke dua cincin pada sumbu rotasi bingkai, dan dihubungkan ke cincin menggunakan kontak geser rangkaian listrik. Pada kontak cincin, muncul "plus" atau "minus", yang berarti pembangkitan variabel EMF.

Fakta bahwa arus bolak-balik dianggap merugikan dan mereka mulai mencari cara untuk meluruskannya. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan apa yang disebut saklar. Pada mesin kedua, misalnya, kedua ujung rangka dihubungkan ke sebuah cincin, yang dipotong menjadi dua, dan masing-masing setengahnya diisolasi dengan lapisan bahan non-konduktif. Satu kontak geser hanya menyentuh ujung bingkai berputar yang terdapat "plus", dan kontak kedua ditutup pada "minus". Meskipun arus dalam rangkaian menjadi konstan arahnya, besarnya berubah setiap setengah putaran rangka.

Untuk menghindari perubahan mendadak pada nilai saat ini, jumlah frame ditingkatkan. Ujung-ujungnya dihubungkan ke bagian yang berlawanan secara diametris dari cincin kolektor generator listrik. Arus dari generator magnet semacam itu semakin mirip dengan arus konstan, semakin banyak bingkai yang ada pada drum yang berputar - rotor (magnet stasioner pada mesin semacam itu disebut stator).

Generator listrik konstan dan AC sangat mirip desainnya dengan motor listrik. Selain itu, jika Anda memutar jangkar motor listrik DC, perbedaan potensial muncul pada belitannya - motor mulai berproduksi arus listrik, menjadi generator listrik. Namun, karena alasan teknis, generator arus listrik dibuat agak berbeda dengan motor listrik.

Mari kita ambil contoh, generator AC di pembangkit listrik tenaga panas besar.

Statornya memiliki belitan di dalamnya, di mana arus listrik timbul. Rotor berbentuk silinder dengan dua kutub magnet: utara dan selatan. Jika Anda memagnetisasi rotor dengan mengalirkan arus searah dari sumber luar ke belitan kutub, dan kemudian mulai memutarnya, arus bolak-balik akan muncul di belitan stator.

Generator DC kecil yang terpisah biasanya digunakan untuk membangkitkan dan mengoperasikan rotor. Generator listrik ini ditempatkan langsung pada poros rotor. Ada opsi desain lain - alih-alih generator eksiter, penyearah arus semikonduktor beroperasi. Dibutuhkan sebagian kecil dari daya generator listrik itu sendiri, memperbaiki arus bolak-balik, dan dengan arus yang dihasilkan memberi daya pada belitan rotor.

Negara kita telah mengadopsi standar frekuensi arus bolak-balik 50 siklus per detik - 50 Hz. Artinya dalam satu detik arus harus mengalir 50 kali ke satu arah dan 50 kali ke arah lain. Oleh karena itu, rotor harus menghasilkan tepat 50 putaran per detik, atau 3000 putaran per menit. Generator listrik stasiun termal beroperasi pada kecepatan ini: mereka digerakkan oleh unit turbin gas yang dirancang khusus untuk kecepatan ini.

Hal ini sering terjadi seperti pada generator listrik pada pembangkit listrik tenaga panas, dimana kecepatan putaran unit turbin gas adalah 3000 rpm. Dengan demikian, frekuensi 50 periode dipertahankan di sini.

Sederhana tentang kompleksnya – Generator listrik untuk produksi listrik

• Galeri gambar, gambar, foto.
• Generator listrik - fundamental, peluang, prospek, pengembangan.
• Fakta menarik, informasi bermanfaat.
• Berita Hijau – Generator Listrik.
• Tautan ke bahan dan sumber – Generator listrik untuk produksi listrik.

Ketentuan umum

Koefisien tindakan yang bermanfaat didefinisikan sebagai rasio daya yang berguna atau terkirim P 2 untuk konsumsi daya P 1:

Mobil listrik modern punya koefisien tinggi tindakan yang bermanfaat (efisiensi). Jadi, untuk mesin DC dengan daya 10 kW efisiensinya 83 - 87%, dengan daya 100 kW - 88 - 93% dan dengan daya 1000 kW - 92 - 96%. Hanya mesin kecil yang memiliki efisiensi relatif rendah; misalnya motor DC 10 W memiliki efisiensi 30 - 40%.

Kurva efisiensi mesin listrik η = F(P 2) mula-mula meningkat dengan cepat seiring bertambahnya beban, kemudian efisiensinya mencapai nilai maksimum(biasanya pada beban yang mendekati beban pengenal) dan pada beban berat menurun (Gambar 1). Yang terakhir ini dijelaskan oleh fakta bahwa spesies individu kerugian (listrik SAYA sebuah 2 R dan tambahannya) tumbuh lebih cepat dari daya manfaatnya.

Metode langsung dan tidak langsung untuk menentukan efisiensi

Metode langsung untuk menentukan efisiensi dari nilai eksperimen P 1 dan P 2 menurut rumus (1) dapat memberikan ketidakakuratan yang cukup besar, karena pertama, P 1 dan P 2 nilainya hampir sama dan, kedua, penentuan eksperimentalnya dikaitkan dengan kesalahan. Kesulitan dan kesalahan terbesar disebabkan oleh pengukuran tenaga mekanik.

Jika, misalnya, nilai kekuatan sebenarnya P 1 = 1000 kW dan P 2 = 950 kW dapat ditentukan dengan ketelitian 2%, maka bukan nilai efisiensi sebenarnya.

η = 950/1000 = 0,95

dapat diperoleh

Oleh karena itu, GOST 25941-83, “Mesin listrik berputar. Metode untuk menentukan kerugian dan efisiensi,” menetapkan untuk mesin dengan η% ≥ 85% metode tidak langsung untuk menentukan efisiensi, di mana jumlah kerugian ditentukan dari data eksperimen. P Σ .

Substitusikan ke rumus (1) P 2 = P 1 - PΣ , kita dapatkan

Menggunakan substitusi di sini P 1 = P 2 + PΣ, kita mendapatkan bentuk rumus lain:

(4)

Karena lebih mudah dan akurat untuk mengukur daya listrik(untuk mesin P 1 dan untuk generator P 2), maka rumus (3) lebih cocok untuk mesin dan rumus (4) untuk generator. Metode penentuan eksperimental kerugian individu dan jumlah kerugian PΣ dijelaskan dalam standar mesin listrik serta manual pengujian dan penelitian mesin listrik. Meskipun PΣ ditentukan dengan akurasi yang jauh lebih rendah dibandingkan P 1 atau P 2, bila menggunakan rumus (3) dan (4) alih-alih ekspresi (1), diperoleh hasil yang jauh lebih akurat.

Kondisi untuk efisiensi maksimum

Berbagai jenis kerugian bergantung pada beban dengan cara yang berbeda. Secara umum dapat diasumsikan bahwa beberapa jenis kerugian tetap konstan seiring dengan perubahan beban, sementara yang lain bersifat variabel. Misalnya, jika generator DC beroperasi pada kecepatan putaran konstan dan fluks eksitasi konstan, maka rugi-rugi mekanis dan magnetis juga konstan. Sebaliknya rugi-rugi listrik pada belitan jangkar, kutub tambahan, dan belitan kompensasi berubah secara proporsional SAYA a ², dan pada kontak sikat - secara proporsional SAYA A. Tegangan generator juga kira-kira konstan, dan karenanya memiliki tingkat akurasi tertentu P 2 ∼ SAYA A.

Jadi, secara umum, kasus yang agak ideal, kita dapat berasumsi demikian

Di mana P 0 – kerugian konstan, tidak bergantung pada beban; P 1 – nilai kerugian tergantung pada derajat pertama k ng pada beban terukur; P 2 – nilai kerugian tergantung pada luasnya k ng, pada beban terukur.

Mari kita gantikan P 2 dari (5) dan PΣ dari (7) ke dalam rumus efisiensi.

Mari kita tentukan berapa nilainya k ng efisiensi mencapai nilai maksimumnya, yang turunannya kita tentukan Dη/ dk ng menurut rumus (8) dan samakan dengan nol:

Persamaan ini terpenuhi jika penyebutnya sama dengan tak terhingga, yaitu kapan k ng = ∞. Kasus ini tidak menarik. Oleh karena itu, pembilangnya perlu diatur sama dengan nol. Dalam hal ini kita dapatkan

Dengan demikian, efisiensi akan maksimum pada beban dengan kerugian variabel k ng ² × P 2, tergantung pada kuadrat beban, menjadi sama dengan kerugian konstan P 0 .

Nilai faktor beban pada efisiensi maksimum, menurut rumus (9),

Jika mesin dirancang untuk menetapkan nilaiη max, maka sejak kerugian k ng × P 1 biasanya relatif kecil, kita dapat berasumsi demikian

P 0 + P 2 ≈ PΣ = konstanta.

Mengubah rasio kerugian P 0 dan P 2, nilai efisiensi maksimum dapat dicapai pada beban yang berbeda. Jika mesin beroperasi sebagian besar pada beban yang mendekati beban pengenal, maka nilai tersebut menguntungkan k ng [lihat rumus (10)] mendekati kesatuan. Jika mesin beroperasi terutama pada beban ringan, maka ini menguntungkan dari segi nilai k ng [lihat rumus (10)] juga lebih kecil.

Sifat-sifat generator dinilai dari ciri-ciri yang menunjukkan hubungan antara besaran-besaran utama yang menentukan pengoperasian mesin. Karakteristik utama generator: kecepatan idle, eksternal, penyesuaian.

Karakteristik tanpa beban adalah ketergantungan EMF jangkar pada arus eksitasi pada arus beban dan kecepatan putarannya
(Gbr. 1.4). Dalam hal ini, EMF
sebanding dengan fluks magnet
.

Karena sisa medan magnet di

dan cirinya tidak melewati titik asal.

Karakteristiknya terdiri dari tiga bagian: bagian garis lurus awal, dimana sistem magnetnya tidak jenuh, dan dengan bertambahnya arus eksitasi maka magnetnya

mengalir
dan peningkatan EMF (bagian
); karakteristik “lutut”, dimana sistem magnet berada dalam keadaan setengah jenuh dan pertumbuhan fluks magnet dan EMF melambat (bagian 1 – 2); sistem magnet jenuh (bagian 2 – 3).

Posisi titik A, sesuai dengan EMF nominal, memungkinkan untuk menilai stabilitas tegangan generator selama operasi dan batas penyesuaian tegangan.

Jika titik A berada pada bagian lurus dari sifat tersebut, maka terjadi perubahan kecil , akan menyebabkan perubahan ggl dan tegangan yang signifikan. Dalam hal ini, pengoperasian generator akan menjadi tidak stabil.

Jika titik A terletak pada bagian 2 - 3, maka fluktuasi tegangan tidak signifikan dan generator beroperasi secara stabil, tetapi kemampuan mengatur tegangan kecil, karena sistem kemagnetan mesin sudah jenuh. Oleh karena itu, titik A, yang sesuai dengan EMF nominal, terletak di “lutut” karakteristik idle.

Generator eksitasi independen dan paralel memiliki karakteristik idle yang serupa.

Ciri luarnya adalah ketergantungan tegangan pada terminal generator pada arus beban
pada
;
.

Persamaan keadaan listrik rangkaian jangkar

, (2)

Di mana
– resistensi internal rangkaian jangkar, terdiri dari hambatan belitan jangkar, belitan kutub tambahan, hambatan sikat dan komutator;

– untuk generator eksitasi independen;

– untuk generator eksitasi paralel;

– memuat arus.

Seperti dapat dilihat dari persamaan (2), tegangan pada terminal generator eksitasi independen menurun seiring dengan meningkatnya arus beban karena dua alasan:

1. Peningkatan penurunan tegangan
dalam rantai jangkar.

2. Meningkatnya pengaruh fluks jangkar terhadap fluks utama kutub (efek demagnetisasi reaksi jangkar), menyebabkan penurunan EMF .

Karakteristik eksternal generator eksitasi independen berbentuk kurva 1 (Gbr. 5).

Dalam generator eksitasi paralel, alasan ketiga ditambahkan ke dua alasan ini - penurunan arus eksitasi
karena penurunan tegangan yang disebabkan oleh alasan pertama dan kedua. Penurunan arus eksitasi menyebabkan penurunan fluks magnet, EMF (
) dan pengurangan tegangan tambahan (lihat Gambar 5. kurva 2) merupakan karakteristik eksternal dari generator eksitasi paralel.

Beras. 5
Hal ini juga menjelaskan fakta bahwa dengan penurunan resistansi beban secara bertahap, arus beban hanya meningkat hingga nilai kritis , dan kemudian mulai menurun secara spontan mengikuti arus
hubungan pendek

. Dalam hal ini, tegangan pada terminal generator dan arus eksitasi menurun tajam dan hilang. Arus hubung singkat jangkar generator eksitasi paralel hanya ditentukan oleh fluks magnetisasi sisa dan oleh karena itu kecil.
Beras. 6.
Karakteristik pengaturnya adalah ketergantungan arus eksitasi pada arus beban
.

pada

, (3)

Di mana
, Dan

Karakteristik yang sangat penting dari sebuah generator adalah efisiensinya.

– daya berguna yang disuplai oleh generator;

– rugi-rugi daya pada sirkit eksitasi; – rugi-rugi daya pada rangkaian jangkar. Rumus (3) untuk

perhitungan efisiensi

generator merupakan perkiraan, karena tidak memperhitungkan kerugian magnetik dan mekanis. Biasanya, kerugian magnetik dan mekanis pada generator sangat kecil.

Program kerja:

1.) Meneliti dan membangun karakteristik kontrol eksternal tanpa beban untuk generator arus searah eksitasi independen.

2.) Meneliti dan membangun karakteristik kontrol eksternal untuk generator arus searah eksitasi paralel. Diagram koneksi generator untuk penelitian Diagram untuk mempelajari generator eksitasi independen dan mengambil karakteristiknya ditunjukkan pada Gambar. 2.1, A. Pada Gambar. Gambar 2.2 menunjukkan diagram kendali beban generator.

Peralatan instalasi listrik

Instalasi laboratorium untuk mempelajari sifat-sifat generator arus searah terdiri dari generator arus searah yang dihubungkan menurut rangkaian eksitasi independen atau paralel; memuat rheostat Kn, yang resistansinya diubah menggunakan relai perantara 1K -5K (Gbr. 2.1); hubung singkat tiga fasa motor asinkron untuk memutar armature generator. Untuk menghidupkan motor asinkron, tombol “start” disediakan pada panel dudukan

Rangkaian eksitasi generator dilengkapi dengan rheostat pengatur K1 untuk mengubah arus eksitasi dan ammeter Ar 2A untuk mengukurnya. A1 adalah ammeter DC 30 A untuk mengukur arus beban V adalah voltmeter DC 150 V untuk mengukur tegangan generator.

Perintah kerja

1. Biasakan diri Anda dengan mesin, perlengkapan, instrumen dan tuliskan karakteristik teknis generator pada tabel. 1.

2.) Rakit rangkaian listrik sesuai diagram (Gbr. 2.1 a).

3.) Hilangkan karakteristik kecepatan idle: hidupkan penggerak mula dengan menekan tombol “start”; catat EMF yang diinduksi di jangkar oleh medan magnetisasi sisa (1V = 0), hidupkan rangkaian eksitasi dan, tanpa memuat generator, terus tingkatkan arus eksitasi dengan rheostat CL dan K.2 dari nol hingga maksimum yang mungkin.

Untuk melakukan percobaan hubung singkat, tekan tombol 8B5 selama beberapa detik, kemudian gunakan tombol “XX” untuk mematikan beban. Catat pembacaan instrumen pada Tabel 2

Tabel 2

Tabel 3

Tabel 4

Grafik

Karakteristik eksternal

Beras. 2.3. Grafik U versus I

Karakteristik yang disesuaikan

Beras. 2.4. Grafik IB versus I

Karakteristik kinerja

Beras. 2.5. Grafik Iа versus P2

Karakteristik mekanis

1200 - buatan

Alami

Beras. 2.6. Grafik n versus M

Karakteristik pengatur mesin

Beras. 2.7. Ketergantungan kecepatan putaran pada arus eksitasi

3 Pertanyaan keamanan