Главная Движение носителей электрических зарядов



ристики генератора с независимым возбуждением (рис. 14.16, кривая 2). Это связано с тем, что с ростом нагрузки уменьшается напряжение генератора из-за увеличивающегося падения напряжения в якоре и размагничивающего действия реаквд1И якоря. Кроме того, с ростом нагрузки и уменьшением напряжения уменьшается ток в обмотке возбуждения /в = [ (Гв + Грд), что приводит к дополнительному снижению напряжения, так как U = Е - Е = СпФ; Ф =f(h).

В генераторах с параллельным возбуждениеги при переходе от режима номинальной нагрузки к режиму холостого хода напряжение может изменяться на 10-20 %. Этот генератор можно нагружать до некоторого максимального тока Ip, называемого критическим (точка а на рис. 14.16), так как при дальнейшем увеличении нагрузки, т. е. уменьшении сопротивления f„, ток /„ = U/r„ вместо увеличения начнет уменьшаться. Это связано с тем, что напряжение на зажимах генератора U в этом случае падает быстрее, чем уменьшается г„.

На рис. 14.17 приведенасхемагенератора со слешанньш возбуждением. Генератор наряду с основной параллельной (щунтовой) обмоткой Ш.ОВ, имеет вспомогательную последовательную (сериесную) обмотку СОВ возбуждения, при согласном включегши которых напряжение генератора, как это видно из внешней характеристики (рис. 14.18, кривая 1), будет поддерживаться почти постоянным независимо от изменения нагрузки. У генфаторов этого типа напряжение изменяется в пределах 2-3%. Последовательную обмотку этих генераторов выполняют таким образом, чтобы падение напряжения во внутреннем сопротивлении генератора и уменьшение э. д. с. от снижения тока возбуждения параллельной обмотки компенсировались приращением э. д. с. от потока последовательной обмотки. Так, если в генераторе с параллельным возбуждением напряжение при увеличении нагрузки падает и для поддержания его постоянным необходимо увеличивать ток возбуждения, то в генераторе со смешанным возбуждением последовательная обмотка возбуждения при увеличении нагрузки автоматически увеличивает магнитный поток соответственно току нагрузки, проходящему через нее.


Е I

Рис. 14.17



Если последовательную обмотку возбуждения включить таким образом, чтобы ее м. д. с. была противоположна по направлению м. д. с. параллельной обмотки (встречное включение), то внешняя характеристика генератора окажется резко падающей (рис. 14.18, кривая 2). Генератор с такой характеристикой применяют в качестве сварочного генератора, для которого важно поддерживать постоянство тока при колебаниях напряжения из-за изменения длины дуги и ограничивать ток короткого замыкания.


§ 14.8. Двигатели постоянного тока. Осношше уравнения

Ранее было установлено, что при работе машины в генераторном режиме э. д. с. Е якоря будет больше, чем напряжение на его зажимах, на значение падения напряжения в цепи якоря (14.7). В этом случае ток течет от положительного зажима генератора во внешшою сеть и электромагнитный момент машины М является тормозным (рис. 14.19, а).

Машина постоянного тока, подключенная к сети постоянного тока, может работать как в генераторном, так и в двигательном режиме. Если у генфатора с параллельным или независимым возбуждением, подключенного к этой сети, уменьшить ток возбуждения с таким расчетом, чтобы э. д. с. якоря Е стала меньше напряжения сети, то ток в цепи якоря из-за преобладания напряжения сети над э. д. с. изменит направление, т. е. пойдет от сети к машине. При этом электромагнитный момент также изменит направление и будет направлен в сторону вращения машины, т. е. станет вращающим (рис. 14.19, б).

Таким образом, машина постоянного тока может быть переведена из генераторного режима в двигательный, при котором якорь машины начинает потреблять из сети ток, создаваемый разностью напряжения сети и э. д. с. якоря:

/, = (С/-£)/г,. (14.10)

В двигательном режиме индуцируемая в обмотке якоря э. д. с. направлена протгш протекающего по ней тока, поэтому ее пргшято называть противо-э. д. с. Значение противо-э. д. с, так же как и для генератора, определяется согласно (14.3). Напряжение, приложенное к зажимам якоря двигателя соглаж;но (14.10), должно уравновешивать противо э. д. с. и компенсировать падение напряжения на внутреннем


Рис. 14.19



сопротивлении цепи якоря:

и = Е + 1,г,. (14.11)

Умножив левую и правую части уравнения (14.11) на ток 1, получим уравнение баланса мощностей цепи якоря двигателя:

Uh = Eh + llr,, (14.12)

где t a - мощность, потребляемая якорем двигателя из сети; Ilr - мощность потерь в обмотке якоря; Е1 - электромагнитная мощность, преобразуемая в механическую мощность вращения вала двигателя.

Вращающий момент двигателя определяется по формуле (14.5), как и для генератора. Момент в двигательном режиме имеет противоположное направление по фавнению с генераторным режимом.

Путем подстановки в выражение (14.3) значения Е из равенства (14.11) можно получить формулу для определения частоты вращения двигателя:

п = £/(С,Ф) = (С/ - hrCM (14.13)

Регулирование частоты вращения. Полученное выражение (14.13) показывает, что частоту вращения двигателя постоянного тока можно регулировать: изменением магнитного потока Ф, изменяя соответственно ток возбуждения; изменением питающего напряжения U; включением добавочного сопротивления в цепь обмотки якоря.

Изменение направления вращения. Если требуется изменить направление вращения двигателя, то для этого необходимо изменить направление электромагнитного момента М, действующего на якорь. Согласно (14.5), это можно осуществить изменением направления тока в обмотке якоря 4 или путем изменения направления магнитного потока Ф (тока возбуждения). На практике это произво,цят путем переключения проводов, подводящих ток к обмотке якоря или к обмотке возбуждения.

Свойство саморегулирования. Для того чтобы двигатель вращался с постоянной частотой и, развиваемый им вращающий момент М должен быть равным создаваемому нагрузкой тормозному моменту М:

М=М, = СмФ/а. (14.14)

Если равенство (14.14) нарушается, то частота вращения двигателя увеличивается или уменьшается до тех пор, пока снова вращающий момент двигателя не будет уравновешен тормозным моментом. Таким образом, двигатели постоянного тока обладают свойством саморегулирования - способностью при изменении нагрузки автоматически устанавливать новое значение частоты вращения, при которой двигатель работает устойчиво. Роль регулятора ифает противо-э. д. с, наводимая в обмотке якоря.

Рассмотрим сущность процесса саморегулирования. Допустим, что тормозной момент, создаваемый нагрузкой, уменьшился и стал меньше вращающего момента двигателя, вследствие чего частота вращения и последнего начала возрастать. С увеличением и, согласно (14.11), возрастает противо-э. д. с. Е и, согласно (14.10) и (14.5), уменьшаются ток якоря /а и вращающий момент двигателя М. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока вращающий момент двигателя не станет равным тормозному. Тогда рост частоты вращения прекратится.



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


0.0135