Γεννήτρια συνεχούς ρεύματος σύνθετης διέγερσης. α) αθροιστική σύνθετη διέγερση

Transcript

1 ΑΣΚΗΣΗ 7 Γεννήτρια συνεχούς ρεύματος σύνθετης διέγερσης α) αθροιστική σύνθετη διέγερση 1

2 Α. Θεωρητικές επεξηγήσεις: Η γεννήτρια συνεχούς ρεύματος σύνθετης διέγερσης είναι ένας συνδυασμός γεννήτριας παράλληλης διέγερσης και διέγερσης σειράς. Οι γεννήτριες αυτές χωρίζονται σε γεννήτριες αθροιστικής σύνθετης διέγερσης και διαφορικής σύνθετης διέγερσης. Οι γεννήτριες αθροιστικής σύνθετης διέγερσης διαθέτουν δύο τυλίγματα διέγερσης, από τα οποία το ένα συνδέεται σε σειρά και το άλλο παράλληλα με το τύλιγμα του οπλισμού. Η φορά σύνδεσης των δύο τυλιγμάτων είναι τέτοια, έτσι ώστε τα μαγνητικά πεδία που αναπτύσσουν να προστίθενται. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το ισοδύναμο κύκλωμα της γεννήτριας: όπου ισχύουν οι σχέσεις: I I I a e V E I R R a a tes I e V R tep Η χαρακτηριστική φορτίου μιας γεννήτριας με αθροιστική σύνθετη διέγερση, εξαρτάται από την επίδραση του τυλίγματος 2

3 σειράς στο πεδίο που παράγει το παράλληλο τύλιγμα. Άρα ανάλογα με το μέγεθος του μαγνητικού πεδίου που παράγει το τύλιγμα σειράς μπορούμε να έχομε διαφορετικές χαρακτηριστικές φορτίου της γεννήτριας με αθροιστική σύνθετη διέγερση. Στο παρακάτω σχήμα φαίνονται οι χαρακτηριστικές φορτίου από μηδενική συμβολή του τυλίγματος σειράς (καμπύλη 1) μέχρι την πλήρη συμβολή του τυλίγματος σειράς στο μαγνητικό πεδίο διέγερσης της γεννήτριας (καμπύλη 4). Η γεννήτριες με διαφορική σύνθετη διέγερση διαφέρουν από τις γεννήτριες με αθροιστική σύνθετη διέγερση στο ότι οι μαγνητικές ροές των τυλιγμάτων παράλληλης διέγερσης και διέγερσης σειράς αφαιρούνται. Έτσι η χαρακτηριστική φορτίου της γεννήτριας παρουσιάζει μια πολύ απότομη πτώση της τάσης εξόδου με την αύξηση του ρεύματος φορτίου. Αυτό οφείλεται στο ότι όσο αυξάνεται το ρεύμα του φορτίου τόσο αυξάνεται και το ρεύμα στο τύλιγμα διέγερσης σειράς άρα και το μαγνητικό πεδίου που παράγει 3

4 και συνεπώς μειώνεται το ολικό πεδίο της γεννήτριας αφού το πεδίο αυτό αφαιρείται από το πεδίο που παράγει το τύλιγμα της παράλληλης διέγερσης. Οι γεννήτριες αυτές χρησιμοποιούνται ελάχιστα και μόνο σε ειδικές περιπτώσεις όπως οι ηλεκτροσυγκολλήσεις. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται η χαρακτηριστική φορτίου της γεννήτριας με διαφορική σύνθετη διέγερση. 4

5 Β. Πορεία εκτέλεσης της άσκησης: Σκοπός: Μετά την πραγματοποίηση αυτής της άσκησης ο φοιτητής θα μπορεί να: πραγματοποιεί την συνδεσμολογία για την λήψη μετρήσεων σε γεννήτριες Σ.Ρ. αθροιστικής σύνθετης διέγερσης με την κινητήρια μηχανή σύμφωνα με το παρακάτω διάγραμμα. διεγείρει την γεννήτρια και να μετρήσει την τάση της στην λειτουργία χωρίς φορτίο U 0, την τάση της γεννήτριας στις συνθήκες αθροιστικής σύνθετης διέγερσης και παράλληλης διέγερσης. καταγράφει σε πίνακες τις τιμές της τάσης και της έντασης φορτίζοντας σταδιακά την γεννήτρια. μπορεί να χαράζει και να αξιολογεί τις χαρακτηριστικές φορτίου U f I στις συνθήκες αθροιστικής σύνθετης διέγερσης και παράλληλης διέγερσης. απαντά σε σύνθετες ερωτήσεις. Πορεία εκτέλεσης της εργαστηριακής άσκησης: 1. Καταγράψτε τα στοιχεία των οργάνων και συσκευών που θα χρησιμοποιηθούν κατά την διεξαγωγή της άσκησης. 2. Πραγματοποιήστε την συνδεσμολογία για την λήψη μετρήσεων στην γεννήτρια Σ.Ρ. σύνθετης διέγερσης σύμφωνα με το παρακάτω διάγραμμα. 5

6 R A V S A V + - Rπ D1 Α1 Β2 D2 n Α1 D1 Β2 D2 Μεταβλητό Τροφοδοτικο Σ.Ρ Ε1 G- Ε2 Ε1 M- Ε2 A 3. Πραγματοποιήστε την παρακάτω συνδεσμολογία στο ακροκιβώτιο της γεννήτριας Προς τον διακόπτη S Προς το αμπερόμετρο φορτίου A1 A2 D1 D2 E1 E2 Προς αμπερόμετρο της διέγερσης 4. Ελέγξτε την ορθότητα της συνδεσμολογίας προσέχοντας ο στρόφαλος της αντίστασης πεδίου να βρίσκεται στην θέση της 6

7 μέγιστης τιμής, ο δε στρόφαλος της μεταβαλλόμενης τάσης στην θέση μηδέν. 5. Ξεκινήστε το συγκρότημα δίνοντας τάση στην κινητήρια μηχανή και φέρτε την γεννήτρια στις ονομαστικές της στροφές. 6. Διεγείρετε την γεννήτρια μειώνοντας την αντίσταση πεδίου R μέχρι η ΗΕΔ UON να φτάσει την ονομαστική της τιμή, η οποία πρέπει να είναι 10-20% μεγαλύτερη από την ονομαστική τιμή της U N. 7. Κλείστε τον διακόπτη φορτίου S και φορτίστε την γεννήτρια σταδιακά καταγράφοντας σε πίνακα τις τιμές της τάσης U και της έντασης I με πρώτη καταγραφή το ζευγάρι U UON I και I 0. A U ( ) V 8. Επαναφέρετε το συγκρότημα κινητήρα γεννήτρια στη θέση ηρεμίας κάνοντας την αντίστροφη διαδικασία. 9. Πραγματοποιήστε την παρακάτω συνδεσμολογία στο ακροκιβώτιο της γεννήτριας 7

8 Προς τον διακόπτη S Προς το αμπερόμετρο φορτίου A1 A2 E1 D1 D2 E2 Προς την ρυθμιστική αντίσταση πεδιου Rð Προς αμπερόμετρο της διέγερσης 10. Επαναλάβετε τους χειρισμούς και τις μετρήσεις της προηγούμενης συνδεσμολογίας και καταγράψτε σε πίνακα τις τιμές της τάσης U και της έντασης I με πρώτη καταγραφή το ζευγάρι U UON και I 0. I A U ( ) V 11. Επαναφέρετε το συγκρότημα κινητήρα γεννήτρια στη θέση ηρεμίας κάνοντας την αντίστροφη διαδικασία. 12. Σχεδιάστε στο ίδιο μιλλιμετρέ χαρτί και με κλίμακα τις δύο χαρακτηριστικές U f I. 13. Σχολιάστε το παραπάνω διάγραμμα. 8

9 Ερωτήσεις: 9

10 Βιβλιογραφία 1. Ηλεκτρικές Μηχανές I ( Βιβλίο Θεωρίας) Ψωμιάδης Δημήτρης 2. Εφαρμογές Ηλεκτρικών Μηχανών I Ψωμιάδης Δημήτρης 3. Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών I Ψωμιάδης Δημήτρης 4. Ηλεκτρικές Μηχανές II (Βιβλίο Θεωρίας) Ψωμιάδης Δημήτρης 5. Εφαρμογές Ηλεκτρικών Μηχανών II Ψωμιάδης Δημήτρης 6. Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών II Ψωμιάδης Δημήτρης Ηλεκτρικές Μηχανές. Ασύγχρονες Σύγχρονες Μηχανές. Ν.Π. ΤΡΩΓΑΔΑ. ΤΕΙ Λάρισας. 9. Ηλεκτρικές Μηχανές Συνεχούς Ρεύματος (DC). Μετασχηματιστές. Ν.Π. ΤΡΩΓΑΔΑ. ΤΕΙ Λάρισας. 10. ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Chapman Stephen J. Εκδόσεις ΤΖΙΟΛΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ θεωρία, λειτουργία, εφαρμογές, ρυθμίσεις και έλεγχος. Hubert Charles I. Εκδόσεις ΙΩΝ