Генератор с независимым возбуждением



При независимом возбуждении цепь возбуждения и цепь якоря генератора электрически разделены (рис. 13.22), благодаря чему ток возбуждения не зависит от напряжения генератора, а следователь­но, от нагрузки. Это дает возможность регулировать магнитный по­ток, а вместе с ним и напряжение генератора в очень широких пре­делах. Для такой регулировки в цепь возбуждения вводится регули­ровочный реостатRm.Схема включения и конструкция реостата дол­жны предупреждать возможность внезапного прерывания тока воз­
буждения, например при отключении источника питания Ею так как обмотка возбуждения обладает значительной индуктивностью, вследствие чего размыкание ее цепи может сопровождаться возник­новением большой ЭДС самоиндукции, опасной для целости изо­ляции обмотки возбуждения и вызывающей сильное искрообразо- вание между размыкаемыми контактами.

Мощность цепи возбуждения составляет 1 — 3 % номинальной мощности генератора, так что возможно весьма экономичное регу­лирование ЭДС генератора.

Регулируя ток возбуждения, изменяют главный магнитный по­ток и пропорционально ему ЭДС Ея = сЕФп. Зависимость ЭДС от тока возбуждения при разомкнутой цепи якоря (/я = 0) и постоян­ной частоте вращения п = const называется характеристикой холо­стого хода ЕЯ(1В). Она же в другом масштабе может служить харак­теристикой намагничивания. Если цепь возбуждения разомкнута (/в = 0), то в массивной станине генератора сохраняется некоторая остаточная индукция. При вращении якоря в поле остаточной ин­дукции и отсутствии тока якоря в его обмотке индуктируется малая ЭДС холостого хода Еях.

Чтобы снять характеристику холостого хода, нужно подать на­пряжение на обмотку возбуждения и, постепенно увеличивая ток возбуждения до максимально допустимого значения, измерять со­ответствующие значения ЭДС. Таким путем будет получена восхо­дящая ветвь характеристики (рис. 13.23). Затем, постепенно умень­шая ток возбуждения, можно получить нисходящую ветвь характе­ристики. Она расположится несколько выше восходящей ветви вследствие влияния гистерезиса. После выключения возбуждения остаточное намагничивание, а следовательно, и соответствующая ЭДС будут больше, чем в исходных условиях. Но это остаточное намагничивание неустойчиво, и спустя некоторое время после вы­ключения возбуждения под действием механических вибраций и других факторов поток и ЭДС, индуктируемая им при вращении якоря, уменьшаются до значений, соответствующих начальным ус­ловиям.

Таким образом, характеристика холостого хода имеет форму пет­ли, что является естественным следствием гистерезиса (см. рис. 7.5, в) магнитной цепи машины, главным образом массивной стани­ны. Наклон характеристики холостого хода в верхней ее части за­метно уменьшается из-за насыщения магнитной цепи машины. В большинстве случаев генераторы постоянного тока работают в ус­ловиях, соответствующих насыщенной части характеристики. Бла­годаря насыщению напряжение генератора остается более постоян­ным при изменениях нагрузки, так как ослабляется влияние реак­ции якоря на ЭДС машины.

Второй важной характеристикой генератора является зависи­мость его напряженияUот тока якоря 1Я при неизменных токе воз­
буждения /в и частоте вращения п. Эта зависимость называется внеш­ней характеристикой (рис. 13.24).

Напряжение между выводами цепи якоря генератора меньше его ЭДС вследствие падения напряжения на активном сопротивлении Дя обмотки якоря

U = Ея - Яя1я.

Зависимость и(1я) была бы линейной (штриховая линия на рис. 13.24), если бы ЭДС Ея оставалась постоянной. Но магнитный по­ток машины с ростом нагрузки уменьшается под воздействием ре­акции якоря, а вместе с ним пропорционально уменьшается и ЭДС Ея. В результате внешняя характеристика изгибается в сторону оси абсцисс. Внешняя характеристика определяет изменение напряже­ния генератора между его выводами, вызываемое изменением на­грузки от номинальной до нулевой при неизменном токе возбужде­ния и постоянной частоте вращения A U = Ux— UHOM.У генераторов без компенсационной обмотки относительное изменение напряжения

ихтм10Q%                                            (135)

^ном

достигает примерно 5 —10 %.

Если увеличивать ток якоря сверх номинального значения, то на­пряжение генератора станет дальше понижаться, а машина будет работать уже в условиях перегрузки. Ее обмотка якоря, щетки и кол­лектор значительно нагреваются, и под щетками начинается силь­ное искрение.

w

Рис. 13.24                                                Рис. 13.25

Для нормальной работы приемников электроэнергии необходи­мо для каждого из них поддерживать напряжение неизменным, не­смотря на изменения общей нагрузки генератора. Это осуществля­ется регулированием тока возбуждения. Регулировочной характери­стикой генератора называется зависимость тока возбуждения /в от тока якоря 1Я при постоянных напряженииUи частоте вращения п. Такая характеристика показывает, как надо изменять ток возбужде­ния для того, чтобы при изменениях нагрузки поддерживать посто­янным напряжение между выводами генератора. Характеристика
сначала почти прямолинейная (рис. 13.25), но затем изгибается вверх от оси абсцисс вследствие влияния насыщения магнитопровода ма­шины.


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 111;