Генератор постоянного тока с последовательным возбуждением.

Обмотка возбуждения включается последовательно с обмоткой якоря и нагрузкой (рис. 10). Ток якоря является одновременно и током возбуждения и током нагрузки:

I_а = I_в = I_н

О бмотка возбуждения рассчитывается на большой ток, имеет небольшое количество витков и изготовляется из провода большого сечения.

Рис. 10. Принципиальная схема генератора с последовательным возбуждением.

Характеристика холостого хода генератора с последо­вательным возбуждением снимается искусственно при питании обмотки возбу­ждения от независимого источника и имеет тот же вид, что и у ге­нераторов других типов (см. рис. 3).

Уравнение электрического равновесия, записанное для замкну­той цепи генератора с последовательным возбуждением согласно второму закону Кирхгофа, имеет вид

E = U + (R_а + R_в ) I_а,,

где R_в – сопротивление обмотки последовательного возбуждения.

При этом уравнение внешней характеристики для этого генератора запишется в виде

U = E – (R_а + R_в ) I_а,

Рис. 11. Построение внешней характеристики генератора с последовательным возбуждением

С изменением тока нагрузки ЭДС изменяется в соответствии с характеристикой холостого хода (рис. 11, зависимость 1), а падение напряжения (R_а + R_в ) I_а по прямолинейному закону (зависимость 2). Напряжение определяется как разность ординат зависимостей 1 и 2. В результате внешняя характеристика генератора с после­довательным возбуждением приобретает вид зависимости U = f (I) (рис. 11). Подобная внешняя характеристика неудобна при работе с меняющейся нагрузкой, но допускает использование генератора в процессах с частыми короткими замыканиями (например, сварочные дуговые машины).

Генераторы постоянного тока со смешанным возбуждением

В этом генераторе имеются две обмотки возбуждения: основная (параллельная) и вспомогательная (последовательная).

Рис. 11. Принципиальная схема генератора со смешанным возбуждением.

Вид внешней характеристики генератора зависит от способа включения обмоток. При использовании одной параллельной обмотки возбуждения получают внешнюю характеристику вида 1 на рис.12, одной последовательной обмотки – вида 2.

При согласном включении обмоток результирующий магнитный поток оказывается равным

Ф = Ф_парал + Ф_посл.

Э то позволяет скомпенсировать суммарное падение напряжения и получить почти постоянное напряжение генератора при изменении нагрузки (график 3).

Рис.12. Внешняя характеристика генератора со смешанным возбуждением.

При встречном включении обмоток результирующий магнитный поток генератора будет равен

Ф = Ф_парал – Ф_посл.

Это приводит к тому, что с увеличением тока нагрузки на­пряжение на зажимах генератора резко падает (график 5). При увеличении числа витков обмотки возбуждения получают U_ном > U₀ (характеристика 4).

Генераторы со встречным включением обмоток целесообразно использовать в условиях, где требуется ограничить ток короткого замыкания (например, для питания дуговых сварочных машин).