Г л а в а IV работа машин постоянного тока в режиме генератора

§ 4.1. Способы возбуждения генераторов

Под возбуждением электрической машины постоянного тока понимают создание в ней магнитного поля, необходимого для наведения в обмотке якоря э. д. с.

По способу питания обмоток возбуждения машин постоянного тока различают: 1) генераторы с независимым возбуждением, 2) генераторы с самовозбуждением.

У генератора с независимым возбуждением (рис. 4.1) обмотка возбуждения питается от независимого источника постоянного тока, которым может быть аккумулятор, небольшой генератор постоянного тока — возбудитель, выпрямитель. Цепь возбуждения генератора электрически не связана с цепью якоря, поэтому величина тока в обмотке возбуждения зависит исключительно от величины сопротивления цепи возбуждения и подводимого к ней напряжения.

У генераторов с самовозбуждением обмотка возбуждения питается за счет электродвижущей силы, которая наводится в обмотке якоря собственного генератора. В зависимости от схемы включения обмотки возбуждения относительно обмотки якоря генераторы с самовозбуждением подразделяют на генераторы с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением. У генераторов с параллельным возбуждением обмотка возбуждения включается параллельно обмотке якоря (рис. 4.2, а), у генераторов с последовательным возбуждением — последовательно обмотке якоря (рис. 4.2, б), у генераторов со смешанным возбуждением, имеющих две обмотки возбуждения,— одна параллельно, другая последовательно обмотке якоря (рис. 4.2, в).

Напряжение на зажимах генератора меньше э. д. с. , наводимой в обмотке якоря, на величину падения напряжения ,

,

откуда

.

Скорость вращения якоря генератора п можно считать постоянной, так как она задается первичным генератором. Поэтому регулировку напряжения на зажимах генератора можно производить, изменяя либо магнитный поток машины, либо сопротивление цепи якоря. Второй способ не экономичен, так как связан со значительной потерей мощности на нагрев реостата и к тому же требует громоздких реостатов, рассчитанных на полный ток нагрузки.

Обычно напряжение генераторов регулируют изменением величины тока возбуждения при помощи регулировочного реостата возбуждения (регулятора возбуждения). Так как ток возбуждения незначителен, то и размеры этого реостата сравнительно небольшие.

Графические изображения зависимостей одних основных электрических величин от других, определяющих рабату машин, называют характеристиками. Важнейшими характеристиками являются: характеристика холостого хода, показывающая зависимость э. д. с. генератора от величины тока возбуждения в режиме холостого хода, т. е.

;

внешняя характеристика, показывающая зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки, т. е.

;

регулировочная характеристика, показывающая зависимость величины тока возбуждения от тока нагрузки при неизменном напряжении U, т. е.

.

Все указанные зависимости рассматриваются при неизменной скорости вращения якоря генератора (n=const).