陳子明

摘要：并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。其勵(lì)磁繞組和電樞繞組并聯(lián)構(gòu)成并勵(lì)式，勵(lì)磁方式為自勵(lì)。在發(fā)電機(jī)啟動(dòng)建壓過程中，勵(lì)磁繞組回路阻值對(duì)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)能否自勵(lì)起壓有很大的影響。本文主要運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)場(chǎng)阻值的整定不同對(duì)其自勵(lì)起壓的影響進(jìn)行仿真，利用三次樣條插值函數(shù)Spline繪制發(fā)電機(jī)的空載特性曲線，然后分別利用不同的勵(lì)磁回路阻值來繪制勵(lì)磁回路場(chǎng)阻線，確定合適的勵(lì)磁電阻。

關(guān)鍵詞：并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)；場(chǎng)阻；自勵(lì)起壓；Spline函數(shù)

1 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論

在發(fā)電機(jī)空載情況下，說明并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)過程。如圖1-1中，發(fā)電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，電樞繞組切割剩磁，則在電樞繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而在勵(lì)磁繞組兩端建立剩磁電壓，則。在剩磁電壓作用下，產(chǎn)生勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電流產(chǎn)生磁場(chǎng)方向與剩磁方向一致，主磁場(chǎng)繼續(xù)加強(qiáng)，使得電樞繞組電壓進(jìn)一步升高。從而勵(lì)磁繞組電壓進(jìn)一步升高，使勵(lì)磁電流繼續(xù)增大，主磁場(chǎng)加強(qiáng)，經(jīng)過反復(fù)的正反饋?zhàn)饔眠^程，最終使電樞端電壓建立起來[1]。

2 實(shí)驗(yàn)裝置和數(shù)據(jù)

2.1實(shí)驗(yàn)裝置及參數(shù)

利用船舶電工實(shí)驗(yàn)室的并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，在固定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速條件下，記錄發(fā)電機(jī)端電壓和勵(lì)磁電流的數(shù)據(jù)。

并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的參數(shù)：額定電壓UN=290V，額定轉(zhuǎn)速，額定勵(lì)磁電流，電樞繞組電阻和自感系數(shù)不計(jì)。

2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：表2-1 并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)空載特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.MATLAB編程與運(yùn)行結(jié)果

3.1MATLAB編程

MATLAB程序如下：

3.1運(yùn)行結(jié)果

由編程語言和仿真結(jié)果可見，當(dāng)勵(lì)磁回路阻值小于時(shí)，發(fā)電機(jī)可以自勵(lì)起壓。

4 結(jié)論

保持額定轉(zhuǎn)速不變，增大勵(lì)磁回路場(chǎng)阻，勵(lì)磁特性曲線與橫軸的夾角增大，當(dāng)夾角增加到一定程度時(shí)，勵(lì)磁特性曲線與空載特性曲線相切，并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)不能自勵(lì)。因此選擇合適的勵(lì)磁回路場(chǎng)阻是非常重要的。在整定勵(lì)磁回路場(chǎng)阻可能出現(xiàn)以下幾種可能性：①勵(lì)磁回路場(chǎng)阻太大，則穩(wěn)態(tài)電壓在剩磁電壓附近，電壓幅值太小不能利用；②勵(lì)磁電阻太小，需要很大的勵(lì)磁電流才能建立穩(wěn)態(tài)電壓點(diǎn)；③兩條曲線相切，則曲線交點(diǎn)不唯一，工作點(diǎn)不穩(wěn)定[3]。因此通過適當(dāng)整定勵(lì)磁回路場(chǎng)阻，可使空載特性曲線和勵(lì)磁特性曲線交于空載額定電壓處。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖育梅，.基于Matlab并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)過程分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014：121.