2. Генератор с параллельным возбуждением
Обмотка возбуждения включена параллельно обмотке якоря и получает от неё питания (принцип самовозбуждения). Начальный магнитный поток при запуске создается либо остаточным магнетизмом полюсов, либо от независимого источника.
Характеристика холостого хода такая же, как у генератора с независимым возбуждением.
Внешняя характеристика делится на две части (рис 122): рабочую и нерабочую. До точки а она такая же, но при увеличении нагрузки до критического значения Iкр, уменьшается напряжение и магнитный поток, от чего напряжение еще больше снижается, поэтому такие генераторы не боятся короткого замыкания. Применяются для питания потребителей на всех видах транспорта, а также в качестве подвагонных генераторов на пассажирских вагонах для питания электрических цепей и подзарядки аккумуляторных батарей.
3. Генератор с последовательным возбуждением
Так как в генераторах с последовательным возбуждением напряжение сильно зависит от нагрузки (внешняя характеристика рис123 б), они непригодны для питания большинства потребителей.
Прим. В аварийном режиме как генераторы с последовательным возбуждением могут использоваться тяговые двигатели с электрическим торможением при очень малых скоростях движения.
4. Генератор со смешанным возбуждением
В этом генераторе (рис 124) обычно параллельная обмотка возбуждения является основной, а последовательная вспомогательной. Обе обмотки находятся на одних полюсах и соединены так, чтоб их потоки либо складывались, либо вычитались.
При согласном включении обмоток внешняя характеристика
похожа на характеристики генераторов с независимым возбуждением, т.е. напряжение слабо зависит от нагрузки (кривые 1,3,4).
Если последовательную обмотку включить встречно параллельной, то внешняя характеристика будет круто падающей (кривая 5).
Встречное включение применяю в сварочных генераторах, т.к. при коротком замыкании последовательная обмотка почти полностью размагничивает машину и уменьшает ток К.З. до безопасных значений. Кроме того генераторы со встречным включением обмоток возбуждения применяются на тепловозах для саморегулирования мощности дизель-генераторной установки.
3.14. Коэффициент полезного действия (КПД)
Любая машина, аппарат или механизм служит либо для преобразования энергии одного вида в другой, либо для изменения параметров этой энергии. При этом никакая машина не может выдать энергии (мощности) больше, чем она потребила, т.к. всегда имеются потери внутри машины.
КПД характеризует эффективность работы любой машины, т.е. он показывает, какая часть энергии на входе машины полезно отдается потребителю на выходе.
КПД = (Pвых/Pвх)*100%
Виды потерь:
1. Электрические (потери в меди) - из-за электрического сопротивления току. Чем больше нагрузка, т.е. ток, тем больше электрические потери. Меры борьбы: применение материалов с высокой проводимостью, повышение напряжения при передаче электроэнергии.
2. Магнитные (потери в стали) – возникают при перемагничивании сердечников (площадь петли гистерезиса). Почти не зависят от нагрузки, но сильно увеличиваются с ростом частоты перемагничивания, т.е. вращения якорей. Меры борьбы: применение магнитомягких материалов.
3. Механические потери - из-за трения. Меры борьбы: смазка, применение подшипников качения, магнитная подушка (бесконтактное взаимодействие деталей).
4. Добавочные потери - из-за вихревых токов, излучений и т.п.
Прим. Примеры КПД некоторых аппаратов:
трансформаторов 99,7-99,9%;
генераторов и двигателей постоянного тока 93-97%;
асинхронные двигатели – 72-76%;
обычной лампы накаливания 1-5%;
энергосберегающие лампы (газоразрядные-люменисцентные) более30%;
светодиодные лампы- более 70%.