22. Условия самовозбуждения генератора

Процесс самовозбуждения генераторов параллельного и смешанного возбуждений происходит при разомкнутой внешней цепи за счет остаточного магнетизма в полюсах машины. Благодаря остаточному магнетизму при вращении якоря генератора в нем возбуждается остаточная ЭДС. 

Рис. 1. Иллюстрация процесса самовозбуждения генераторов параллельного и смешанного возбуждений

Цепь якоря в процессе запуска замкнута на цепь возбуждения, поэтому под действием остаточной ЭДС возникает ток возбуждения где Ra — сопротивление обмотки возбуждения. Этот ток, протекая по обмотке возбуждения, усиливает магнитный поток полюсов (при условии согласного включения обмоток якоря и возбуждения), который наводит соответствующую ЭДС в обмотке якоря. С увеличением ЭДС возрастают ток возбуждения и маг нитный поток полюсов до установления номинального тока в цепи возбуждения. Процесс увеличения тока возбуждения1 прекращается, когда наступает равновесие падения напряжения на обмотке возбуждения и ЭДС на выводах генератора. Процесс самовозбуждения генератора можно характеризовать зависимостью напряжения на обмотке возбуждения от тока возбуждения Uв = / (/„) при /?в = const (кривая 1 на рис. 1). Эта кривая есть характеристика холостого хода генератора. При протекании тока по обмотке возбуждения на ней создается падение напряжения Цъ =-* /в/?в, которое изображается прямой 2 на рис. 1 (падением напряжения в цепи якоря можно пренебречь, так как сопротивление якоря Rя значительно меньше сопротивления Ra обмотки возбуждения). В точке а пересечения линий 1 и 2 процесс самовозбуждения прекращается, поскольку падение напряжения UB = ~       на обмотке возбуждения уравновешивается ЭДС, наводимой в обмотке якоря, т. е. IBRB — VB = Е0. В этом случае в обмотке возбуждения устанавливается постоянный ток, которому при           Rя соответствует постоянное напряжение на зажимах генератора. Процесс самовозбуждения генератора может заканчиваться и при других положениях точки а на кривой /. Положение этой точки определяется углом наклона <х прямой 2 к оси абсцисс, который зависит от сопротивления RB обмотки возбуждения. Чем меньше это сопротивление, тем при большем напряжении заканчивается процесс самовозбуждения (точка а' на кривой /) и наоборот (точка а" на кривой /). Из графика видно, что, согласно закону Ома, сопротивление RB пропорционально tg а. Если увеличивать Ra, то увеличится угол а, а точка а будет скользить по характеристике холостого хода в направлении к началу координат. При некотором сопротивлении Яв.кр, которое называется критическим, прямая 2 станет касательной к начальной части кривой 1 (точка о7). При этом условии генератор не возбуждается.

23. Устройство и принцип работы лампового автогенератора

Ламповые генераторы служат для создания электрических колебаний, т.е. переменных токов любой частоты. Он состоит из лампы (трехэлектродной или более сложной), колебательного контура, источников питания и цепи обратной святи

Автогенераторы - генераторы с самовозбуждением, у которых напряжение возбуждения подается от собственного колебательного контура. Генератор с индуктивной обратной связью на рисунке относится к генераторам с самовозбуждением. Обратная связь является признаком генератора с самовозбуждением. При замыкании ключа К возникает анодный ток, заряжающий конденсатор колебательного контура. В контуре начинаются свободные затухающие колебания. Переменный ток, проходящий через катушку L, индуктирует переменное напряжение в сеточной катушке Lc. Оно подается на сетку и вызывает пульсацию анодного тока. В нем появляется переменная составляющая. Генератором этото переменного тока является са.ма лампа так же, как и в усилительной ступени. Переменная составляющая анодного тока создает на контуре LC переменное напряжение. Это напряжение есть усиленное лампой переменное напряжение сетки, так как контур представляет собой нагрузочное сопротивление для лампы. Частота переменного напряжения сетки равна частоте собственных колебаний контура. Следовательно, и переменная составляющая анодного тока имеет ту же частоту. Поэтому в анодном контуре автоматически всегда будет резонанс токов, и контур для переменной составляющей анодного тока представляет большое сопротивление. Чтобы колебания, тачавшиеся в контуре после замыкания анодной цепи, не затухали, а поддерживались переменной составляющей анодного тока и превратились в незатухающие, необходимо совпадение по фазе усиленного напряжения, созданного на контуре LC переменной составляющей анодного тока, с напряжением свободных колебаний в контуре. В противном случае начавшиеся колебания затухнут.

Правильная фаза обратной связи достигается соответствующим включением концов катушек L и Lc. На практике при отсутствии самовозбуждения в генераторе с индуктивной обратной связью меняют места включения концов сеточной катушки Lc и тогда генерация колебаний возникает, если в схеме нет других неисправностей. При правильном включении катушек переменные напряжения на сетке и на аноде лампы противоположны по фазе. Это легко понять из следующих соображений. Когда в контуре возникли колебания и в течение первой четверти периода конденсатор разрядился на катушку, произошла потеря части энергии в активном сопротивлении. В течение следующей четверти периода, когда конденсатор заряжается под влиянием эдс самоиндукции катушки, эта потеря должна быть скомпенсирована переменной составляющей анодного тока лампы. Если, например, в течение этой четверти периода обкладка конденсатора, соединенная с анодом (верхняя на рис.1.1), заряжается отрицательно, т. е. на аноде переменное напряжение имеет знак минус, то анодный так должен иметь положительную полуволну, т. е. должно быть возрастание тока для того, чтобы новые электроны пришли на верхнюю О'бклад-ку конденсатора и увеличили напряжение на нем до прежнего значения. Но для увеличения анодного тока на сетке должна быть положительная полуволна напряжения, противоположная по фазе напряжению на аноде. Кроме такого сдвига фаз, необходима обратная связь не слишком малой величины. Если она будет слабой, то переменное напряжение на сетке создаст слишком малую переменную составляющую анодного тока, энергия которой будет недостаточна для компенсации потерь в контуре. Таким образом, условия самовозбуждения лампового генератора следующие: 1) переменные напряжения на аноде и на сетке должны быть сдвинуты по фазе на 180°, 2) обратная связь должна быть достаточно сильной. В принципе генератор с самовозбуждением мало отличается от усилительной ступени. Колебания, возникшие в контуре, с помощью обратной связи подаются на сетку, усиленное переменное напряжение получается на контуре и снова поступает на сетку, снова усиливается и т. д. Амплитуда колебаний постепенно возрастает и доходит до некоторого предела. Как видно, ламповый генератор с самовозбуждением колебаний является усилителем своих собственных колебаний.