3.10. Работа генераторов постоянного тока.
Принцип действия основан на использовании явления электромагнитной индукции.
При вращении якоря генератора в магнитном поле полюсов, в его витках индуктируется ЭДС, которая зависит:
Ег = Сn Ф n
Если к якорю генератора подключить потребитель, то по виткам якоря потечёт ток. Так как витки с током якоря находятся в магнитном поле полюсов, то на проводники витков действуют выталкивающие силы, которые создают электромагнитный момент, направленный против вращения якоря, поэтому данный момент является тормозным.
Он зависит:
Мт = См Ф Iя
Напряжение, прикладываемое к внешней цепи генератором, всегда меньше генераторной ЭДС на величину падения напряжения на самом генераторе:
Е = U + I Rя
Из третьей формулы можно найти, отчего зависит ток генератора:
4) Iг =(Е - U) / Rя
Это закон Ома для генератора.
3.13. Характеристики генераторов с различными способами возбуждения
Свойства генераторов постоянного тока зависят в основном от способа подключения обмотки возбуждения. В зависимости от этого различают генераторы:
С независимым возбуждением: обмотка возбуждения получает питание от постороннего источника (аккумуляторной батареи, небольшого вспомогательного генератора или выпрямителя;
С параллельным возбуждением: обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке якоря и нагрузке;
С последовательным возбуждением: обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря и нагрузкой;
Со смешанным возбуждением.
1. Генератор с независимым возбуждением
Характерной его особенностью является независимость тока возбуждения Iв от тока якоря Iя. Для регулирования тока возбуждения в цепь обмотки возбуждения часто включают регулировочный реостат. Характеристика холостого хода, т.е. зависимость напряжения при холостом ходе (разомкнутой внешней цепи) от тока возбуждения представлена на рис 121 а.
Прим. Раздвоение графика при росте и убывании тока возбуждения связано с явлением гистерезиса.
На холостом ходу рост напряжения с увеличением тока возбуждения замедляется из-за магнитного насыщения полюсов(рис.121 а). Внешняя характеристика генератора (рис.121 б), т.е. зависимость напряжения от тока нагрузки характеризует снижение напряжения, зависящее от двух причин: из-за увеличения падения напряжения в обмотке якоря I Rя и из-за уменьшения ЭДС в результате размагничивающего действия реакции якоря.
Характеристики генератора с независимым возбуждением: а) холостого хода; б) внешняя
В данном генераторе это изменение напряжения при переходе от холостого режима к номинальной нагрузке составляет 3-8%.
Регулировочная характеристика, т.е. зависимость Iв от Iя (рис 121 в) показывает, как надо увеличивать ток возбуждения с ростом нагрузки для поддержания напряжения.
Преимущества генератора с независимым возбуждением: возможность регулирования напряжения в широких пределах и малая зависимость напряжения от нагрузки.
Недостатки – требуется дополнительный источник питания.