Генератор с параллельным возбуждением. Процесс самовозбуждения генератора

Принцип самовозбуждения основан на использовании свойства магнитных материалов сохранять определенное значение остаточной магнитной индукции в течение длительного времени (сердечники главных полюсов, станина генератора).

Благодаря этому, в любой электрической машине, даже обесточенной, всегда сохраняется остаточный магнитный поток Фост, значение которого составляет 2-5% от рабочего потока. Процесс самовозбуждения проводится при отключенной нагрузке.

При вращении якоря в магнитном поле остаточного магнетизма в обмотке якоря индуцируется небольшая Э.Д.С., которая составляет примерно одну десятую часть номинального напряжения генератора (Еост.=2,8 В).

Рисунок 10. Схема подключения генератора с параллельным возбуждением

Эта остаточная ЭДС вызывает небольшой ток в обмотке возбуждения. При согласном включении обмотки возбуждения с обмоткой якоря этот ток усиливает магнитный поток полюсов и в обмотке якоря наводится небольшая по величине ЭДС. Она вызывает появление в обмотке возбуждения большего тока и снова возрастает магнитный поток полюсов, вызывающий дальнейшее увеличение ЭДС в якорной обмотке, и так до тех пор, пока напряжение на зажимах генератора не сравняется с падением напряжения на цепи возбуждения. Установившиеся при этом напряжение зависит от частоты вращения якоря и сопротивления цепи обмотки возбуждения.

Для самовозбуждения генератора должны быть выполнены следующие условия:

• в магнитной системе генератора должен быть поток остаточного магнетизма;

• магнитный поток, создаваемый МДС возбуждения, должен быть направлен согласованно с потоком остаточного магнетизма, т.е. усиливать последний, т.е. обмотку возбуждения подключить согласно к обмотке якоря;

• сопротивление цепи возбуждения должно быть меньше критического (сопротивление цепи возбуждения, при котором генератор не самовозбуждается);

Внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением

Внешняя характеристика генератора показывает зависимость напряжения генератора от тока нагрузки при постоянных оборотах якоря и постоянным значением сопротивления цепи возбуждения, т.е.,

U=f(IH) при Rв=const и n=const

Для снятия внешней характеристики устанавливают постоянные обороты якоря и такое сопротивление регулировочного реостата, чтобы при токе нагрузки, равном нулю, напряжение генератора равнялось Э.Д.С. Затем постепенно уменьшают сопротивление нагрузки Rn и записывают значение тока нагрузки, напряжения и тока возбуждения. По результатам строят график внешней характеристики (рисунок 11.) Рисунок 11. Внешняя характеристика генератора

Из графика видно, что при уменьшении сопротивления нагрузки Rн, ток нагрузки Iн увеличивается и при номинальном значении Iном напряжение генератора уменьшается на 10-20% от величины E.

При дальнейшем уменьшении Rн ток нагрузки увеличивается, достигая критической величины Iкр, который превышает Iном в 2-2,5 раза. Напряжение генератора при этом уменьшается до остаточной величины (Eост).

При Rн=0 (режиме короткого замыкания) напряжение генератора становится равным нулю U=0, но Iкз при этом не максимален, не превышает номинальный ток, а наоборот Iкз<Iном, т.к. его величина обусловлена лишь остаточной величиной ЭДС, равной Eост=2,8 В.

Такая зависимость напряжения генератора от тока нагрузки объясняется тремя причинами:

• с увеличением Iн увеличивается падение напряжение внутри генератора

(исходя из закона сохранения энергии);

• уменьшается магнитный поток возбуждения Ф из-за реакции якоря;

• происходит постепенное размагничивание генератора за счёт уменьшения напряжения питания самой ОВ, т.к. ;

Судя по внешней характеристике генератор имеет следующие свойства:

• Возбуждается при разомкнутой внешней цепи;

• При увеличении I нагрузки от 0 до Iном напряжение уменьшается от Е на 10-20%;

• Iкз не опасен генератору при плавном увеличении тока нагрузки, т.к. обусловлен остаточной Э.Д.С.;

• Позволяет регулировать напряжение в широких пределах;

Дата добавления: 2015-12-08