1.6. Тәуелсіз, парллель және арлас қоздырылатын генераторлар

Тұрақты ток генераторлары автоматты басқару жүйелерінде кеңінен қолданылады. Генераторлардың қасиеттерін олардың негізгі параметрлерінің бір-біріне тәуелділігі болып табылатын сипаттамалары арқылы талдауға болады.

Бұл параметрлерге: 1) генератордың ұштарындағы кернеу U; 2) қоздыру тогы I_в; 3) якорь тогы I_я немесе жүктеме тогы I_н; 4) якорьдың айналу жиілігі n жатқызылады.

Жалпы, генераторлар n = const жағдайда жұмыс жасайды, сондықтан олардың негізгі сипаттамалары n = n_н = const шарты кезінде алынады. Генераторлардың негізгі сипаттамалары келесілер болып табылады: 1) бос жүріс сипаттамасы; 2) жүктемелік сипаттама; 3) сыртқы сипаттама; 4) реттеу сипаттамасы; 5) қысқа тұйықталу сипаттамасы.

Тәуелсіз және параллель қоздырылған генераторлардың сызбанұсқалары 1.9 - суретте көрсетілген.

G

1.9 –сурет. Тәуелсіз және параллель қоздырылған генераторлардың сызбанұсқалары

Бос жүріс сипаттамасы дегеніміз - жүктеме тогы нольге тең болған кездегі шығыс кернеуінің қоздыру тогына тәуелділігі, яғни Е_Я = f(I_B) және I_Я = 0, n = const. Бұл сипаттама бойынша (1.10-сурет) машинаның магниттік қасиеттерін анықтайды, Е_ост ЭҚК қалдық магниттендіру ағынына Ф_ост сәйкес келеді, ол негізгі ағынның 1–3 %-ына сәйкес келеді.

1.10 - суретте ортадағы үзік сызықтармен сызылған сипаттама генератордың магниттік қасиетін сипаттайтын есептік сипаттама болып табылады. Гистерезис ілмегі полюстер мен ярманың қасиетін анықтайды және N нүктесі арқылы магнит тізбегінің қанығу деңгейін анықтайды.

Генератордың сыртқы сипаттамасы (1.11-сурет, қисық 1) - шығыс кернеуінің якорь тогына (жүктеме) тәуелділігі, бұл кезде қоздыру тогы мен кедергісі тұрақты, яғни U = f(I_я), R_в = const (I_в = const), және n = const.

Якорь тогы жоғарылаған сайын якорь тізбегіндегі кернеудің төмендеуіне және якорь реакциясы әсерінен генератордың шығысындағы кернеудің азаюына әсер етеді. Кернеудің өзгерісін келесі өрнек арқылы анықтауға болады:

,

мұндағы U_н – генератордың номинал кернеуі.

Жүктемелік сипаттама. U = f(I_B) при I_я = const и n = const (1.12-сурет, қисық 1) тәуелділігіне сәйкес келеді және якорь тізбегінде кернеудің төмен түсуіне және якорь реакциясының әсеріне байланысты ол (қисық 2) бос жүріс сипаттамасынан төмен орналасады. Якорь тогы жоғарылаған сайын жүктемелік сипаттама бос жүріс сипаттамасынан соғұрлым төмендей түседі.

Генератордың шығысындағы I_я – жүктеме тогы мен I_в - қоздыру тогы арасындағы байланыс реттеу сипаттамасы болып табылады I_В= f(I_Я) при U = const, n = const. (1.13-сурет, қисық 1). Реттеу сипаттамасына қарап, белгілі бір жүктеме кезінде шығыстағы кернеуді бірқалыпты ұстап тұру үшін, яғни Uconst болу үшін қоздыру тогын қаншалықты жоғарылатуға болатынын білуге болады.

Аралас қоздырылған генератордың сызбанұсқасы 1.14 - суретте көрсетілген. Параллель және аралас қоздырылатын генераторларда қалдық магниттендіру ағынының Ф_ост. ( 1.15-сурет). болуына байланысты кернеу пайда болады.

1.13-сурет. Генератордың реттеу сипаттамалары:

1 – тәуелсіз қоздырылған;

2 – параллель қоздырылған;

3 – аралас қоздырылған

1.12-сурет. Тәуелсіз қоздырулы генератордың бос жүріс сипаттамсы

Егер якорьды айналысқа келтірсек, онда осы магнит ағынының әсерінен якорь орамдарында қалдық ЭҚК пайда болады да, қоздыру тізбегі арқылы аздаған ток өтеді, осы токтың әсерінен қосымша ағын Ф_доб пайда болады.

Генератордың қалдық және қосымша ағындарының, яғни Ф_ост және Ф_доб бағыттары бір-біріне сәйкес болғанда ғана қоздырылады. Бұл жағдайда толық ағын көбейеді де, якорьдағы ЭҚК жоғарылауына әсер етеді, ал ол өз кезегінде қоздыру тогының I_В жоғарылауына әсер етеді.

Параллель қоздырылған генератордың бос жүріс және жүктемелік сипаттамалары тәуелсіз қоздырылатын генератордың сипаттамаларына ұқсас болады. Сыртқы сипаттаманың өзгеше болу себебі параллель қоздырылған генераторда якорь тізбегіндегі кернеудің төмен түсуі көбірек болады. Себебі, аралас қоздырылатын генератордың параллель ОВ₁ және тізбектей жалғанатын ОВ₂, екі қоздыру орамдары бар.

I_в

I_в1