17.Генератори незалежного збудження

У генератора з незалежним збудженням обмотка збудження під­ключена до незалежного джерела постійного струму. Генератор збуджується нормально при відсутності навантаження. Для збудження генератора необхідно запустити первинний двигун у хід та досягнути номінальної час­тоти обертання якоря. Генератор незалежного збудження має наступні властивості: 1) збуджується як при розімкну- тому, так і при замкнутому зовнішньому колі, тому що коло збу­дження незалежне від кола якоря; 2) при переході від холостого ходу до номінального навантаження зміна напруги незначна, тобто при роботі генератора напруга на його затискачах досить стабільна; 3) небезпечні короткі замикання, оскільки в момент замикання ЕРС генератора продовжує залишатися значною, а опір зовнішнього кола дорівнює нулю.Генератори незалежного збудження застосовуються як генера­тори низької напруги (5...24 В) і високої напруги (600 В і вище), а також як генератори великої потужності, що вимагають широкого й плавного регулювання напруги

Генератор самозбудження-При пуску генератора з самозбудженням початковий струм в обмотці збудження виникає за рахунок ЕРС, що наводяться в обмотці якоря залишковим магнітним полем головних полюсів. Для підтримки самозбудження необхідно, щоб початковий струм посилював це поле. Додатковий магнітний потік збільшує ЕРС якоря і, як наслідок, струм в обмотках головних полюсів. Однак через магнітного насичення магнітопроводу однаковим приростам зростаючого струму збудження відповідають всі менші прирости магнітного потоку. Процес самозбудження продовжується до тих пір, поки ЕРС якоря перевершує падіння напруги в обмотці збудження. При певній величині магнітного потоку настає електричне рівновагу, і подальше підвищення магнітного потоку, ЕРС якоря і струму збудження припиняється. Самозбудження може здійснюватися при величині опору обмотки збудження, що не перевищує відомого граничного значення, залежного від електричних параметрів генератора.

18. Реакція якоря - вплив намагнічуючої сили якоря на магнітне поле машини. Реакція якоря найчастіше визнається небажаним явищем, яке спотворює основне магнітне поле і погіршує умови роботи машини.

Геометричною нейтраллю - називається лінія, яка перпендикулярна до осі полюсів і поділяє на дузі якоря північний і південний полюси. Геометрична нейтраль є фізичною нейтраллю, тобто лінією, яка проходить через такі точки окружності якоря, де магнітна індукція дорівнює нулю.

Методи покращення реакції---Для того щоб послабити реакцію якоря в машинах, збільшують магнітний опір на шляху потоку якоря. Це забезпечується створенням відносно великого повітряного зазору між якорем і полюсними наконечниками, а також вибором перетину зубців якоря таким чином, щоб збільшити їх індукцію. При подальшому збільшенні індукції відбувається зростання магнітного опору зубців, що відповідає збільшенню повітряного зазору на шляху потоку якоря. Але для під-тримання необхідного корисного потоку в машині потрібно відповідно збільшити намагнічувані сили головних полюсів, тобто збільшити габарити і масу машини.

Ще одним способом зменшення зсуву фізичної нейтралі через реакцію якоря є постачання машини додатковими полюсами, які необхідні для поліпшення комутації. Їх установлюють на станині машини по лінії геометричної нейтралі. Обмотки цих полюсів з'єднують через щітки послідовно з обмоткою якоря. При цьому напрямок намагнічуваної сили додаткових полюсів повинне бути протилежно напрямку намагнічуваної сил реакції якоря, тобто додаткові полюси екранують поле реакції якоря в невеликій зоні комутованих секцій. Завдяки цьому попереджається зсув фізичної нейтралі відносно геометричної.

19. Комутацією у машині постійного струму називається Процес перемикання секцій обмотки якоря з однієї паралельної гілки на іншу і явища, що виникають при цьому в короткозамкнених секціях. В результаті комутації струм у секції обмотки якоря змінює свій напрям на протилежний. При перемиканні пластин колектора виникає іскріння. Це дуже небажане явище, яке може призвести до кругового вогню та виводу ко­лектора з ладу. 

Способи поліпшення комутації. Основний засіб поліпшення комутації в сучасних машинах - застосування додаткових полюсів, за допомогою яких в комутаційній зоні створюється магнітне поле, яке індукує кому-таційну ЕРС необхідної величини. Тільки в машинах малої потужності (менше 300 Вт) вдається обійтися без додаткових полюсів.

Додаткові полюси встановлюють між головними полюсами .Вони створюють у зоні комутації магнітне поле з такою індукцією, щоб при обертанні якоря в комутованих секціях індукованої ЕРС ек.ср = -ер.ср. Обмотку додаткових полюсів включають послідовно в ланцюг якоря, а магнітну систему виконують ненасичену. Тому комутуюча ЕРС еК.СP виявляється пропорційною струму якоря і його лінійної швидкості va, яка, в свою чергу, пропорційна частоті обертання.

20. Електродвигун постійного струму незалежного збудження — електрична машина постійного струму (електродвигун), що перетворює електричну енергію на механічну. Конструкція електродвигуна постійного струму така сама, як і генератора постійного струму. В електродвигуні явище електромагнітної індукції при взаємодії струму обмотки ротора (якоря) з основним магнітним полемзумовлює появу електромагнітного обертального моменту. Розрізняють е.п.с. з незалежним збудженням (напр., від генератора постійного струму) і зі збудженням залежним (самозбудженням)..

В двигунах незалежного збудження обмотка збудження ОЗ електрично не пов’язана з обмоткою якоря. Як правило, напруга збудження Uз відрізняється від напруги в колі якоря U. Якщо ж напруги рівні, то обмотку збудження вмикають паралельно обмотці якоря. Використання в електроприводі двигуна незалежного або паралельного збудження визначається схемою електроприводу. Властивості (характеристики) цих двигунів постійного струму визначаються їх робочими і механічними характеристиками, а також регулювальними властивостями.

Робочі характеристики являють собою залежність частоти обертання n, струму Іа в обмотці якоря, корисного моменту М2 від корисної потужності двигуна Р2 при незмінних значеннях напруги живлення U і струму в обмотці збудження

Механічна характеристика двигуна являє собою графічно виражену залежність частоти обертання якоря n від електромагнітного моменту М при незмінних напрузі живлення (U = const) і опорі реостата в колі збудження

21. Двигун постійного струму паралельного збудження-якірна обмотка і обмотка збудження підключені до мережі паралельно. Такий двигун не сильно реагує на зміну навантаження, а з тим відповідно має жорстку характеристику. Деякі двигуни з паралельним збудженням мають невеличку, на декілька витків, обмотку послідовного збудження, яка підключена зустрічно із паралельною обмоткою, і призначена для зменшення реакції якоря.

Характеристики

Регулювальна характеристика- залежність струму збудження IВ від струму якоря I при постійній напрузі мережі U і постійної швидкості обертання n.

Механічна характеристика-залежність швидкості обертання ротора від моменту на валу двигуна при незміннійнапрузі живлення мережі і струмі збудження.