Характеристики генератора постоянного тока с параллельным возбуждением. Самовозбуждение генератора

У генератора с параллельным возбуждением снять характеристику холостого хода можно только с положительной ветви, потому что изменения тока в обмотке возбуждения по направлению приведет к размагничиванию машины.

Нагрузочные характеристики генератора с параллельным возбуждением имеют такой же вид, как и у генератора с независимым возбуждением.

Рассмотрим внешнюю характеристику.

Характеристика 1 – внешняя характеристика генератора с независимым возбуждением.

Характеристика 2 – внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением.

Из сравнения характеристик видно, что при одном и том же токе нагрузки Iн напряжение на зажимах генератора с независимым возбуждением будет больше, чем у генератора с параллельным возбуждением. Это связано с тем, что к двум причинам, вызывающим снижение напряжения добавляется третья причина – снижение магнитного потока за счет уменьшения напряжения на якоре генератора.

Если нагрузка на якоре генератора увеличивается, и ток нагрузки достигает критического значения, напряжение на якоре генератора становится таким, что не может уже поддерживать требуемый для работы генератора магнитный поток. В этом случае напряжение на якоре генератора резко снижается до нуля.

К генераторам с самовозбуждением относятся генераторы параллельного возбуждения, генераторы последовательного возбуждения и генераторы смешанного возбуждения.

Для того чтобы на зажимах генератора с самовозбуждением появилось напряжение, необходимо выполнить ряд условий самовозбуждения. Рассмотрим ряд условий самовозбуждения на примере генератора с параллельным возбуждением.

Для того чтобы на зажимах генератора параллельного возбуждения появилось напряжение, нужно привести генератор во вращение от постороннего источника механической энергии. При этом должны быть выполнены следующие условия:

1. Генератор должен обладать остаточным магнетизмом. В этом случае на зажимах якоря генератора появится напряжение. Появившееся напряжение остаточного магнетизма прикладывается к обмотке генератора, по ней начинает протекать ток, и в обмотке возбуждения создается магнитный поток.

2. Магнитный поток обмотки возбуждения должен быть направлен согласно с потоком остаточного магнетизма, т.е. потоки должны складываться. Два потока, сложившись, приводят к увеличению напряжения на якоре генератора, которое прикладывается к обмотке возбуждения, вызывает увеличения магнитного потока и дальнейшее увеличение напряжения на генераторе.

Возбуждение генератора проходит по характеристике холостого хода.

Если магнитные потоки обмотки возбуждения и остаточного магнетизма будут направлены встречно, произойдет размагничивание машины и включение ее будет невозможно. Чтобы этого не произошло, на корпусе генератора параллельного возбуждения или смешанного возбуждения отливается стрелка, показывающая в какую сторону должен вращаться якорь, чтобы не произошло размагничивание.

8. Характеристики генератора постоянного тока последовательного и смешанного возбуждения.

Характеристика генератора последовательного возбуждения:

Рис. 5.7

Внешняя характеристика (рис.5.7)

Первоначально, с ростом тока нагрузки увеличивается ток возбуждения, а, следовательно, и магнитный поток, создаваемый обмотками возбуждения, что приводит к росту ЭДС и увеличению выходного напряжения:

IВ = IНАГР↑ → Ф↑ → Е↑ → U↑.

Но затем наступает насыщение и усиливается размагничивающее действие тока якоря, что приводит к уменьшению выходного напряжения.

Характеристика генератора смешанного возбуждения:

Рис. 5.8

Внешняя характеристика (рис.5.8)

Изменяя параметры последовательной и параллельной обмоток возбуждения, можно добиться получения различного вида характеристик.

Генератор смешанного возбуждения самовозбуждается так же, как и генератор параллельного возбуждения и их характеристики холостого хода аналогичны. В этом генераторе имеются две обмотки возбуждения: основная (параллельная) и вспомогательная (последовательная). Согласное включение двух обмоток позволяет получить приблизительно постоянное напряжение генератора при изменении нагрузки.

Внешнюю характеристику генератора (рис.6-11) в первом приближении можно представить в виде суммы характеристик, создаваемых каждой из обмоток возбуждения. При включении одной параллельной обмотки, по которой проходит ток возбуждения Iв1, напряжение генератора U постепенно уменьшается с увеличением тока нагрузки Iн (кривая 1). При включении одной последовательной обмотки, по которой проходит ток возбуждения Iв2 = Iн, напряжение возрастает с увеличением тока Iн (кривая 2).

Подбирая число витков последовательной обмотки так, чтобы при номинальной нагрузке создаваемое ею напряжение ΔUпосл компенсировало суммарное падение напряжения ΔU при работе машины с одной только параллельной обмоткой, можно добиться, чтобы напряжение U при изменении тока нагрузки от нуля до Iном оставалось почти неизменным (кривая 3). Практически оно изменяется в пределах 2...3%. Увеличивая число витков последовательной обмотки, можно получить характеристику, при которой напряжение UHOM > Uo (кривая 4); такая характеристика обеспечивает компенсацию падения напряжения не только во внутреннем сопротивлении ΣRa генератора, но и в линии, соединяющей его с нагрузкой. Если последовательную обмотку включить так, чтобы МДС была направлена против МДС параллельной обмотки (встречное включение), то внешняя характеристика генератора при большом числе витков последовательной обмотки будет крутопадающей (кривая 5). Встречное включение последовательной и параллельной обмоток возбуждения применяют в сварочных генераторах и других специальных машинах, где требуется ограничить ток короткого замыкания.