Генераторы независимого возбуждения

Генераторами независимого возбуждения называются генераторы постоянного тока, обмотка возбуждения которых питается постоянным током от постороннего источника электрической энергии (сеть постоянного тока, выпрямитель, аккумулятор и др.) или у которых магнитный поток создается постоянными магнитами.

Схема генератора. Схема генератора независимого возбуждения изображена на рис. 1.16. Якорь генератора приводится во вращение от приводного двигателя ПД.

Цепь якоря электрически не соединена с цепью воз­буждения, поэтому ток нагрузки I и ток якоря Iя – это один и тот же ток (I=Iя). Цепь возбуждения питается от постороннего источника постоянного тока. В нее включают регулировочный реостат R p, предназначенный для регулирования тока возбуждения Iв, магнитного потока возбуждения и в конечном счете ЭДС и напряжения генератора.

Характеристика холостого хода (рис. 1.17). Характеристика снимается при плавном увеличении тока возбуждения, а затем при его плавном уменьшении при n = n_ном = const. Вторая ветвь характеристики идет несколько выше первой и при токе Iв = 0 в машине есть некоторая ЭДС E₀, называемая остаточной. Вид характеристики холостого хода объясняется тем, что при n = const E =C_enФ пропорциональна магнитному потоку Ф, а последний – индукции В, т.е. ее форма такая же, как у кривой гистерезиса. За расчетную обычно принимают характеристику, проходящую между ветвями экспериментальной кривой (штриховая кривая на рис. 1.17). Остаточная ЭДС E₀ создается за счет индукции, остающейся в магнитной цепи статора после отключения тока возбуждения. Машина рассчитывается таким образом, чтобы в номинальном режиме рабочая точка (I в.ном, Е ном ) находилась на «колене» характеристики холостого хода, этим обеспечивается получение достаточно высокой ЭДС при относительно небольшом токе возбуждения.

Внешняя характеристика. Внешняя характеристика генератора U =f(I) при I_B = const и n = n_ном = const (рис. 1.18) характеризует влияние тока нагрузки генератора на напряжение на его выводах. Напряжение U=E–R_Я I при увеличении нагрузки от нуля до номинальной плавно уменьшается на 5 – 15% по двум причинам: из-за падения напряжения на сопротивлении якоря R_ЯI и уменьшения ЭДС Е из-за размагничивающего влияния реакции якоря (кривые 1 и 1 а). При перегрузке машины ток в якоре становится недопустимо большим и напряжение сильно падает (кривая 1а).

При коротком замыкании ток в якоре Iк примерно в 10 раз больше номинального (он ограничивается только сопротивлением цепи якоря 1к = Е /R_Я) и если быстро не отключить генератор, то его коллектор и обмотка выйдут из строя.

Регулировочная характеристика. Регулировочная характеристика Iв =f(I) при U = const и n = n_ном = const изображена на рис. 1.19 (кривая 1). Для поддержания постоянства напряжения на выводах якоря в цепь возбуждения включен регулировочный реостат с сопротивлением Rp (рис. 1.16).

3 Генераторы последовательного и смешанного возбуждения

Генераторы последовательного возбуждения. В генераторах последовательного возбуждения обмотка возбуждения подключается последовательно с обмоткой якоря и нагрузкой (рис. 1.22), поэтому ток возбуждения, ток якоря и ток нагрузки – это один и тот же ток: I = I_я = I_в. Генератор может возбуждаться только под нагрузкой, и с увеличением тока нагрузки его напряжение растет.

Внешняя характеристика генератора последовательного возбуждения изображена на рис. 1.24 (кривая 1). Так как напряжение генератора сильно изменяется при изменении нагрузки, он не может быть использован для питания потребителей, рассчитанных на постоянное напряжение, а поскольку их большинство, то он применяется только для питания специальных устройств.

Генераторы смешанного возбуждения. Генераторы смешанного возбуждения имеют две обмотки возбуждения. Обмотка ОВ₁ включена параллельно, а ОВ₂ – последовательно с нагрузкой (рис. 1.23). Обе обмотки намотаны на одни и те же полюсы и их магнитные потоки направлены согласно или встречно.

В большинстве случаев обмотки включаются согласно, причем МДС параллельной обмотки преобладает. С ростом нагрузки напряжение остается близким к постоянному (рис. 1.24, кривая 2) или немного возрастает (кривая 3). Подобные характеристики наиболее благоприятны для потребителей, требующих постоянного напряжения.

Если последовательная обмотка включена встречно, то при возрастании нагрузки ЭДС и напряжение генератора будут резко падать. Внешняя характеристика генератора смешанного возбуждения при встречном включении показана на рис. 1.24 (кривая 4).

Рис. 1.23 Рис. 1.24

Дата добавления: 2015-08-09