Классификация и параметры генераторов постоянного тока

В основу классификации генерато­ров постоянного тока положен вид источника питания обмотки воз­буждения. Различают:

1) генераторы с независимым возбуждением, обмотка возбуждения которых питается от постороннего источника (аккумулятора или дру­гого источника постоянного тока). У генераторов малой мощности (десятки ватт) основной магнитный поток может создаваться посто­янными магнитами;

2) генераторы, с самовозбуждением, обмотка возбуждения которых питается от самого генератора. По схеме соединения обмоток якоря и возбуждения по отношению к внешней цепи бывают: генераторы па­раллельного возбуждения, у которых обмотка возбуждения включена параллельно с обмоткой якоря (шунтовые генераторы); генераторы последовательного возбуждения, у которых эти обмотки включены по­следовательно (сериесные генераторы); генераторы смешанного воз­буждения, у которых одна обмотка возбуждения включена параллель­но обмотке якоря, а вторая – последовательно (компаундные гене­раторы).

Номинальный режим генератора постоянного тока определяется номинальной мощностью – мощностью, отдаваемой генератором при­емнику; номинальным напряжением на зажимах обмотки якоря; но­минальным током якоря; током возбуждения; номинальной частотой вращения якоря. Эти величины обычно указываются в паспорте гене­ратора.

Электродвижущая сила якоря

Электродвижущая сила обмотки якоря пред­ставляет собой ЭДС, которая индуцируется в обмотке и измеряется между разнополярными щетками. Следовательно, ЭДС якоря Е может быть вычислена как алгебраическая сумма мгновенных значений ЭДС в проводниках обмотки, входящих в одну параллельную ветвь:

где N – число проводников в обмотке якоря; а – число пар парал­лельных ветвей; N/(2a) – число проводников, входящих в одну па­раллельную ветвь; е_х – мгновенное значение ЭДС в проводнике х; В_х – магнитная индукция в той точке окружности якоря, в кото­рой расположен проводник х.

При вращении якоря число проводников в параллельной ветви не меняется и при достаточно большом количестве пазов якоря и числе проводников в обмотке якоря места положения проводников, образую­щих параллельную ветвь, остаются неизменными в пространстве меж­ду полюсами. Это позволяет заменить сумму магнитных индукций В_х произведением среднего значения магнитной индукции В_ср на число слагаемых:

Тогда

Длина окружности якоря, приходящаяся на один полюс, назы­вается полюсным делением:

где D – диаметр якоря; р – число пар полюсов.

Поэтому, воспользовавшись соотношением между линейной ско­ростью и частотой вращения , получим , где п – частота вращения, об/мин.

Таким образом, ЭДС якоря

где - магнитный поток.

Для конкретной машины значения р, N и а являются постоянными. Поэтому коэффициент , а ЭДС якоря машины постоянного тока

Итак, для изменения ЭДС якоря генератора необходимо изменить либо магнитный поток путем изменения тока возбуждения, либо час­тоту вращения двигателя, вращающего якорь генератора.