3.3. Способ получения заданной внешней характеристики тягового генератора. Возбудители

Основное назначение возбудителей в САР – это обеспечение заданной внешней характеристики ТГ .

Поэтому, основной характеристикой возбудителя является зависимость силы тока возбуждения генератора от силы тока якоря генератора .

Исходными данными для расчета являются:

– характеристика холостого хода и нагрузочные характеристики генератора;

– требуемая внешняя характеристика ТГ .

Последовательность расчета при следующая:

1) В I^ом квадранте строят ххх и нагрузочные характеристики ТГ ;

2) Во втором квадранте строят требуемую внешнюю характеристику ТГ;

3) Задаются значениями тока генератора , при которых были построены нагрузочные характеристики, и определяют соответствующие значения по внешней характеристике. Затем эти значения сносят на соответствующие нагрузочные характеристики. При этом определяют необходимые значения тока .

4) В III^ем квадранте строят зависимость .

5) Определяют значение э.д.с. возбудителя

, (3.5)

где – сопротивление обмотки возбуждения ТГ;

– сопротивление якоря возбудителя;

– падение напряжения в щеточном контакте В (~2В).

Возбудитель должен обеспечивать длительную работу генератора в любой точке гиперболы. Самый тяжелый режим – режим , т.к. он соответствует Для этого режима обычно производят расчет и определяют основные размеры В, выбирают обмотки.

Мощность возбудителя 1–2% мощности генератора ( ):

. (3.6)

По конструктивному исполнению возбудители бывают 2^х типов:

– с поперечным и – продольным расщеплением полюсов.

3.3.1. Возбудитель с продольно – расщепленными полюсами

«В» относят к вспомогательным электрическим машинам тепловоза, в частности к машинам – регуляторам.

Вы знаете, что

Приведем схему возбудителя с продольным расщеплением полюсов. У «В» – 4 полюса, каждый из которых по длине разделен на 2 части П1 и П2 латунной проставкой, П1 и П2 создают отдельные и . П1 – ненасыщенный, а П2 – насыщенный; т.к. он имеет магнитный мостик (сужение, которое при увеличении магнитного потока становится сильно насыщенным).

В каждом проводнике обмотки якоря наводится Э.Д.С. от магнитных потоков и . Полное Э.Д.С. возбудителя:

(3.7)

где – коэффициент, зависящий от параметров возбудителя;

- Э.Д.С., создаваемая полюсами П1 и П2.

Рис.3.6. Схема возбудителя с продольным расщеплением полюсов

П1 охватывает только ШВ, следовательно определяется ;

П2 охватывает ШВ и встречная DВ, следовательно определяется .

Представим принципиальную схему включения «В».

Рис. 3.7. Принципиальная схема включения возбудителя с продольным расщеплением полюсов

Через ДВ протекает ток тягового генератора. ШВ имеет двойное питание:

1. Через R₁ от ВГ, напряжение которого поддерживается РН постоянным;

2. Через R₂ от якоря возбудителя.

Основным является питание от ВГ, следовательно, не зависит от нагрузки, а индуктируется в якоре вследствие взаимного действия и .

Рис. 3.8. Зависимость

При поток в П2 создается только ШВ. С увеличением При некотором При дальнейшем увеличении , изменяет знак (направление), т.е. теперь преобладает дифференциальная обмотка.

Для цепи обмотки ШВ справедливы равенства:

(3.8)

Решив эту систему и исключив получим:

(3.9)

В (3.9) – Первое слагаемое – неизменный ток, зависящий от ; а второе – изменяющийся ток, зависящий от , которое изменяется по закону (рис. 3.8).

Изменяя и можно изменить форму характеристики возбудителя.

При изменении – характеристика поднимается или опускается.

При изменении изменяется крутизна характеристики .

Изменяя и одновременно, можно подбирать характеристику генератора, близкой к гиперболе.