8. Генераторный режим работы машины

1. Способы возбуждения генераторов

Генераторы постоянного тока широко используют в различных промышленных, транспортных и других установках для питания электроприводов с широким регулированием скорости вращения. Для вращения генераторов употребляют электродвигатели переменного тока, паровые турбины или двигатели внутреннего сгорания.

Свойства генераторов постоянного тока определяются в основном способом питания их обмоток возбуждения. В зависимости от этого различают генераторы независимого возбуждения и самовозбуждения.

.Генераторы независимого возбуждения бывают с электромагнитным возбуждением (рис. 8.1, а), в которых обмотка возбуждения ОВ питается постоянным током от постороннего источника, и с постоянными магнитами. Генераторы последнего типа изготавливают для машин сравнительно малой мощности.

В зависимости от способа включения обмоток генераторы с са-мовозбуждением делят на генераторы параллельного возбуждения (шунтовые), последовательного (сериесные) и смешанного возбуждения (компаундные).

На рис. 8.1, а, б, в, г изображены принципиальные схемы генераторов соответственно независимого, параллельного, последовательного и смешанного возбуждения. Здесь Я  якорь, ОВ  обмотка возбуждения, U и U_В  напряжения на зажимах генератора и цепи возбуждения,  ток якоря, I  ток, отдаваемый генератором в сеть,  ток возбуждения.

В генераторе независимого возбуждения и в общем случае . В генераторе параллельного возбуждения и . В генераторе последовательного возбуждения , то есть возбуждение генератора зависит от его нагрузки. Генератор смешанного возбуждения имеет две обмотки возбуждения  параллельную 0В₁ и последовательную ОB₂, МДС которых могут либо складываться, либо вычитаться. Во всех случаях на возбуждение генератора тратится 13 % от его номинальной мощности.

Обмотки возбуждения у генераторов параллельного возбуждения имеют большое число витков малого сечения, а у генераторов последовательного возбуждения  относительно малое число витков большого сечения. В цепях обмоток параллельного возбуждения, а часто и независимого включают реостаты для регулирования тока возбуждения (рис. 8.1).

Мощные машины постоянного тока имеют независимое возбуждение. Машины малой и средней мощности  параллельное или смешанное возбуждение. Генераторы с последовательным возбуждением применяются крайне редко.

2. Энергетическая диаграмма. Уравнение вращающих моментов.

Получаемая от первичного двигателя механическая мощность за вычетом потерь механических магнитных и добавочных преобразуется в якоре в электромагнитную мощность . Часть тратится на электрические потери в цепи якоря (в обмотках якоря, добавочных полюсов и компенсационной и в переходном сопротивлении щеточного контакта), остальная представляет полезную мощность , отдаваемую потребителям. Мощность на возбуждение поступает от постороннего источника тока.