MD Gelijkstroommachines - N34 - Les2 -Gelijkstroomgeneratoren

Motoren

Hoofdstuk 3

Gelijkstroomgeneratoren

1 / 25

Slide 1: Slide

ElectronicaMBOStudiejaar 1

This lesson contains 25 slides, with interactive quiz and text slides.

Lesson duration is: 50 min

Items in this lesson

Motoren

Hoofdstuk 3

Gelijkstroomgeneratoren

Slide 1 - Slide

In deze les

3.2 Gelijkstroom-aggregaat

3.3 De extern bekrachtigde gelijkstroomgenerator

3.4 Gelijkstroomgenerator met shuntbekrachtiging

3.5 Spanningsregeling

Slide 2 - Slide

Aangepaste planning (ook in Teams)

Slide 3 - Slide

Lesdoelen

Aan het eind van de les weet je:

wat vierkwadrantenbedrijf is
hoe een gelijkstroomgenerator werkt
welke invloeden effect hebben op de klemspanning

Slide 4 - Slide

De gelijkstroomgenerator

Gelijkstroomgeneratoren komen alleen nog in bestaande (oude) installaties voor. Wanneer nieuwe installaties is uitgerust met noodstroominstallaties tbv netuitval, is deze uitgevoerd met een driefasegenerator.
Waarom dan toch de theorie over de gelijkstroomgenerator?

Slide 5 - Slide

De gelijkstroomgenerator

Nagenoeg alle gelijkstroommotoren kunnen ook als generator fungeren. Dan krijg je te maken met het vierkwadrantenbedrijf. Daar gaan we eerst dan maar eens naar kijken.

Slide 6 - Slide

Motorbedrijf

Wanneer het inwendige koppel (Ti) van de machine met de draairichting (n) van de rotor mee werkt dan noemen we dat motorbedrijf.

Slide 7 - Slide

Generatorbedrijf

Wanneer het inwendige koppel (Ti) van de machine tegen de draairichting (n) van de rotor in werkt dan noemen we dat

generatorbedrijf.

Slide 8 - Slide

Vierkwadranten (v)

Slide 9 - Slide

Elektrische auto: wanneer
motorbedrijf en generatorbedrijf?

Slide 10 - Mind map

Generatorbedrijf

Wanneer een elektrische machine in generatorbedrijf staat noemen we dit ook wel elektrisch remmen.

Slide 11 - Slide

De gelijkstroom-aggregaat

De generator wordt op de as mechanisch aangedreven. Er zijn vele manieren om dit te doen. Via windkracht en waterkracht bijvoorbeeld. Bij een noodstroominstallatie

zijn deze vormen niet praktisch. Daarom

koppelen we een brandstofmotor aan de

generator. Deze combinaties noemen we

een aggregaat.

Slide 12 - Slide

De gelijkstroom-aggregaat

De dieselmotor levert in ons plaatje een bepaald koppel (T_d) en snelheid (n). De generator begint een spanning op te wekken en afhankelijk van de belasting resulteert dit in de generator op een tegenkoppel (T_t)

Slide 13 - Slide

De gelijkstroom-aggregaat

Kijkend naar de volgende vergelijking wordt het tegenkoppel (T_t=T_i) bepaalt door 3 gegevens. (c1, c2 en Ra zijn constant)

De snelheid n
De belasting Rb
De sterkte van
het magnetische veld

T^{​ i ​ ​} = \frac{​ c ^{​ 1 ​ ​} \cdot c ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ R ^{​ a ​ ​} ​} \cdot \frac{​ Φ ^{​ 2 ​ ​} \cdot n ​ ​}{​ R ^{​ b ​ ​} ​}

Slide 14 - Slide

De gelijkstroom-aggregaat

Wanneer het tegenkoppel Tt veranderd, verandert ook de snelheid van de dieselmotor. Er zijn 3 scenario's:

Td>Tt --> het toerental stijgt
Td=Tt --> het toerental is stabiel
Td<Tt --> het toerental daalt

Slide 15 - Slide

Koppel van de diesel

We gaan ervan uit dat de diesel geschikt is voor de taak eb het gevraagde koppel kan leveren en dus het toerental constant houdt. (het toerental wordt geregeld door het motormanagement van de diesel)

Het geleverde koppel van de dieselmotor wordt dus continu geregeld afhankelijk van de generatorbelasting.

Slide 16 - Slide

Klemspanning

Klemspanning willen we het liefst zo constant mogelijk houden. De klemspanning is afhankelijk van twee gegevens:

De interne bronspanning Ei
De verliesspanning Uv (de ankerstroom (Ia*Ra))

U^{​ k ​ ​} = E^{​ i ​ ​} - U^{​ v ​ ​}

Slide 17 - Slide

Klemspanning

Wanneer de belasting op de klemmen stijgt, zal ook de ankerstroom stijgen.

en dus de verliesspanning stijgen (deze zijn recht evenredig aan elkaar)

I^{​ a ​ ​} = \frac{​ E ^{​ i ​ ​} ​ ​}{​ R ^{​ a ​ ​} + R ^{​ b ​ ​} ​}

U^{​ v ​ ​} = I^{​ a ​ ​} \cdot R^{​ a ​ ​}

Slide 18 - Slide

Klemspanning

Om de dalende klemspanning te compenseren zal de interne bronspanning verhoogd moeten worden. Dit gebeurt met een veldregeling. Hiermee wordt het magnetische veld (Phi) gestuurd.

E^{​ i ​ ​} = c^{​ 1 ​ ​} \cdot Φ \cdot n

Slide 19 - Slide

Extern bekrachtigde generator

De veldwikkelingen krijgen een externe regelbare spanningsbron.
Het magnetische bekrachtigingsveld is regelbaar door de externe bronspanning aan te passen. Hierdoor wordt dus de interne bronspanning
gestuurd.

Slide 20 - Slide

Shunt bekrachtigde generator

De veldwikkelingen krijgen de voeding vanuit het anker.
Het magnetische bekrachtigingsveld is regelbaar door de voorschakelweerstand Rvm aan te passen.

Slide 21 - Slide

Shunt bekrachtigde generator

De interne spanningsbron heeft altijd een magnetisch veld nodig om spanning te kunnen leveren. Echter om het magnetisch veld te leveren is de bronspanning nodig!!! Hoe wordt dit gerealiseerd?

E^{​ i ​ ​} = c^{​ 1 ​ ​} \cdot Φ \cdot n

Slide 22 - Slide

Shunt bekrachtigde generator

Bij het stoppen van de generator bouwt het magnetisch veld sterk af. Echter verdwijnt niet helemaal. De stator blijft nog een beetje gemagnetiseerd. Dit wordt remanent magnetisme genoemd. Dit is nodig om de generator op te starten.

E^{​ i ​ ​} = c^{​ 1 ​ ​} \cdot Φ \cdot n

Slide 23 - Slide

Spanningsregelingen (samenvattend)

Bij de externe bekrachtiging regelen we de extern spanning die op de veldwikkelingen wordt gezet.
Bij shunt bekrachtiging regelen we de spanning op de veldwikkelingen door een regelbare voorschakelweerstand.

Slide 24 - Slide

Voor de volgende keer

Lezen:

Hoofdstuk 3

Maken:

vragen 1 t/m 18 + zelftoets.

Slide 25 - Slide