6 Анализ характеристик генератора

6.1 Характеристика холостого хода

Начальная часть характеристики холостого хода представ­ляет собой практически прямую линию (см. рис. 4, а, кривая 1; рис. 5 и рис. 7, кривая 1). Это объясняется тем, что при малых токах почти вся МДС обмотки возбуждения приходится на воз­душный зазор, имеющий линейное магнитное сопротивление. По мере увеличения тока возбуждения магнитная индукция в ферромагнитных участках магнитной системы машины увели­чивается, что приводит к насыщению этих участков, и как след­ствие, к росту их магнитных сопротивлений. Особенно значи­тельно увеличивается магнитное сопротивление зубцов якоря. Это приводит к отклонению характеристики холостого хода от прямой.

6.2 Нагрузочная характеристика

Размагничивающее действие якоря количественно можно оценить с помощью характеристики холостого хода и нагрузоч­ной характеристики, представляющей собой зависимость U=f(I_в) при п=п_н; I=const. Каждому значению тока возбуждения соот­ветствует МДС обмотки возбуждения F_B.

Размагничивающее действие якоря целесо­образно оценивать для номинального режима, когда напряжение на вы­водах номинальное (U=U_н), ток нагрузки (он же протекает по цепи обмотки якоря) номи­нальный (I =I_Н), ток воз­буждения также номи­нальный (I_в =I_в.н.), нагру­зочная характеристика снята при номинальном токе нагрузки. Нагрузочная характери­стика, построенная совместно с характеристикой холостого хо­да, позволяет построить характеристический треугольник (на рис. 7 заштрихован). Он строится следующим образом. Опреде­ляется точка С при номинальном напряжении. Вертикально от­кладывается отрезок ВС = IR_Я.Ц., в масштабе напряжения. Горизонтально через точку В проводится линия до пересечения с ха­рактеристикой холостого хода в точке А. Катет АВ в соответствующем масштабе равен МДС F_B.Р.Я, который необходим для компенсации размагничивающего действия реакции якоря. Ему соответствует ток I_B.Р.Я.

6.3 Внешние характеристики

При независимом возбуждении напряжение на выводах гене­ратора уменьшается с увеличением нагрузки (рис.4, б, кривая 1) вследствие уменьшения ЭДС из-за размагничивающего дейст­вия реакции якоря и падения напряжения в якорной цепи.

В генераторе с параллельным возбуждением напряжение при нагрузке падает заметно больше, чем при независимом воз­буждении (рис. 4, б, кривая 2). Это объясняется тем, что к тем двум причинам, указанным выше для генератора независимого возбуждения, добавляется третья - уменьшение тока возбужде­ния с ростом нагрузки. Напряжение U генератора (подводимое здесь и к обмотке возбуждения) с ростом нагрузки уменьшается, что при постоянном сопротивлении цепи возбуждения приводит к уменьшению тока возбуждения I_B=U/R_B. Поэтому кривая внеш­ней характеристики генератора параллельного возбуждения рас­полагается ниже кривой характеристики генератора с независи­мым возбуждением.

В генераторах смешанного возбуждения увеличение полез­ного потока, происходящее за счет увеличения намагничиваю­щего действия последовательной обмотки с ростом нагрузки, может скомпенсировать и размагничивающее действие реакции якоря, и падение напряжения в якорной цепи. В тех случаях, когда требуется поддержать стабильное напряжение на зажимах потребителя, удаленного от генератора, последовательная об­мотка должна скомпенсировать и падение напряжения в линии. Напряжение на зажимах генератора в этом случае будет сначала повышаться, а затем падать с увеличением тока нагрузки (см. рис. 4, б, кривая 3). Это происходит из-за нелинейной зависимо­сти МДС F_B.Р.Я от тока нагрузки I, в то время как МДС последо­вательной намагничивающей обмотки растет пропорционально этому току.