Главная Движение носителей электрических зарядов



из-за падения напряжения в сопротивлении и определяется по формуле

и = Е- hr (14.7)

где Га - сумма сопротивлений якорной цепи, куда входят сопротивления последовательно включенных обмоток якоря, добавочных полюсов и компенсационной, а также переходного контакта щеток и коллектора.

О свойствах генераторов постоянного тока в различных условиях работы судят по характеристикам, из которых представляют наибольший практический интерес характеристики холостого хода, внешняя и регулировочная. На рис. 14.13 приведены эти характфисгики для генератора с независимым возбуждением.

Характеристикой холостого хода (рис. 14.13, а) называется зависимость э. д. с. генератора Eq при холостом ходе (/ = 0) и постоянной частоте вращения (и = const) от тока «зозбуждения. При холостом ходе генератора, когда цепь нагрузки отключена, напряжегше Uq на зажимах обмотки якоря равно э. д. с. Ео = СпФ. Так как частота вращения якоря и при холостом ходе постоянна, то э. д. с £ зависит только от магнитного потока Ф, т. е. от тока возбуждения 1. При 1=0 в обмотке якоря наводится э. д. с. £0, которая определяется потоком остаточного намагничивания полюсов. Эта э. д. с. обычно составляет 2 - 4% от номинального напрянсения [/„„м-

Характфистику холостого хода можно построить опытным путем. При увеличении тока возбуждения от нуля до некоторого значения, при котором и о X 1,25 [7„ом, получаем восходящую ветвь, а при уменьшении тока до нуля получаем нисходящую ветвь характеристики. Эти ветви представляют собой несколько отличающиеся друг от друта кривые (рис. 14.13, а), выходящие из одной точки. Расхождение ветвей объясняется наличием гистерезиса в магнитопроводе машины.

Большое практическое значение имеет внешняя характеристика, представляющая собой зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки U =f{I (рис 14.13,6) при постоянной частоте вращения и неизменном токе возбуждения. Согласно (14.7), напряжение U при увеличении /а уменьшается из-за падения напряжения в сопротивлении »*а и из-за уменьшения э. д. с. £ за счет размагничивающего действия реакции якоря. При переходе от номинального режима к режиму




холостого хода изменение напряжения определяется по формуле

Ли = (С/о - С/„ом)/С/„ом. (14.8)

Для генераторов с независимым возбунсдением Аи=5н-15%.

На практике очень важно при изменении нагрузки поддерживать напряжение генератора постоянным, что достигается путем регулирования тока возбуждения. Каким образом регулировать ток возбуждегшя, показывает регулировочная характеристика (рис. 14.13, в), представляющая собой зависимость тока возбуждения от тока нагрузки /„ при неизменном напряжении U на зажимах генератора и неизменной частоте вращения п.

Итак, генераторы с независимым возбуждением позволяют регулировать напряжение в широких пределах путем изменения тока возбуждения, начиная от нуля и кончая максимальным значением. Изменение напрянсения в них с ростом нагрузки сравнительно небольшое. Недостатком генераторов этого типа является необходимость питания обмотки возбуждения от внешних источников постоянного тока.

Генераторы с самовозбуждением. В генераторах с самовозбуждением обмотка возбуждения питается от обмотки якоря.

У генераторов с последовательным возбуждением напряжение сильно изменяется при изменении нагрузки, поэтому их нельзя применять для питания большинства потребителей, нормально работающих при и == const, т. е. они практически не используются.

На рис. 14.14 показан генератор параллельного возбуждения, в котором обмотка возбуждения ОВ соединена через регулировочный реостат параллельно с обмоткой якоря. Процесс самовозбуждения генератора происходит следующим образом: если вращать якорь генератора, то в первоначальный момент вследствие остаточного намагничивания Фост в обмотке якоря наводится небольшая э. д. с. Еост = СпФогг. Поток Фдст составляет 1 - 3% от номинального потока машины. Этот поток остается в машине, так как ее предварительно намагничивают на электромашиностроительном заводе. Э. д. с. Едет создает в обмотке возбуждения генератора небольшой ток 1 и, как следствие, некоторую м. д. с, которая по отношению к потоку Фст может быть направлена согласно или встречно, т. е. подмагничивать или размагничршать машину. Если обмотка возбуждения включена с обмоткой якоря таким образом, что ее м. д. с. направлена согласно с потоком Ф, то возникший под действием остаточной э. д. с. небольшой ток возбуждения увеличивает магнитный поток машины, который, в свою очередь, увеличивает э. д. с. Возросшая э. д. с вызывает дальнейшее увеличение тока и т. д. Предел возрастания потока и тока возбуждения наступает при насыщении магнитной цепи машины.

Рассмотрим процесс изменения тока в контуре «обмотка возбуждения - обмотка якоря» при холостом ходе генератора. Для такого контура в режиме холостого хода справедливо уравнение

е = h (-в + + L,dijdt, (14.9)

где е - мгновенное значение э. д. с. в обмотке якоря; - мгновенное значение тока возбуждения; - суммарная индуктивность обмотки



возбуждения и- якоря; Ц,йц,1й1 = ei - э. д. с. самоиндукции. В (14.9) сопротршление обмотки якоря не входит (им пренебрегают), так как оно очень мало по сравнению с сопротивлением обмотки возбуждения.

Э. д. с. самоиндукции е£, будет возникать до тех пор, пока в процессе самовозбуждения меняется ток г. Следовательно, как только ток возбуждения достигнет установившегося значения 1, в тот же момент е£, станет равной нулю, что, согласно (14.9), произойдет при условии Е = 1е {fa + рв)- Если считать, что ток /в изменяется пропорционально напряжению U на зажимах машины, то указанному условию на графике рис. 14.15 будет соответствовать точка пересечения характеристики холостого хода £о = / Ub) (кривая EoctDCA) и прямой U =1 (г + Гр) (прямая ОВ), т. е. точка С.

При увеличегши сопротивления цепи возбуждения уменьшаются ток 1в и напряжение U на зажимах генератора, поэтому точка пересечения характеристики холостого хода с прямой 1 (г -- г) смещается в точку D. При некотором достаточно большом значении сопротивления цепи возбуждения, называемом критическим, самовозбуждение невозможно, так как дальнейшее увеличение сопротивления Гр приведет к резкому снижению напряжения (практически до значения £ост)-

Итак, для самовозбуждения генератора необходимо выполнить три условия: 1) до начала процесса возбуждения генератор должен иметь поток остаточного намагничивания; 2) при прохождении тока ib по обмотке возбуждения ее м. д. с. f в должна быть направлена согласно с м. д. с. f ост; 3) сопротивление цепи возбуждения должно быть меньше критического.

Рассмотрим основные характеристики генератора с параллельным возбуждением. Характеристики холостого хода и регулировочная для генератора с параллельным возбуждением имеют такой же вид, как и для генератора с независимым возбуждением (см. рис. 14.13, а, в), с тем отличием, что первая идет несколько ниже, а вторая - несколько вьш1е. Это связано с уменьшением тока возбуждения при росте нагрузки, а также с тем, что при одной и той же нагрузке ток в якоре машины с параллельным возбуждением больше, чем при независимом возбуждении.

Внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением представляет собой зависимость U = f {IJ при и = const и = const (рис. 14.16, крршая 1). Она значительно отличается от внешней характе-





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 [89] 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148


0.0154