§ 4.3. Генератор с параллельным возбуждением

Обмотка возбуждения генератора с параллельным возбуждением получает питание электрическим током от цепи якоря (рис. 4.8). Таким образом ток нагрузки этого генератора

. (4.2)

Самовозбуждение этих генераторов основано на наличии остаточного потока намагничивания в полюсах машины =(2— 3%)Ф. При вращении якоря генератора в его обмотке за счет слабого магнитного потока наводится остаточная э. д. с.=(2—3%), которая создает в обмотке возбуждения небольшой ток возбуждения. Этот ток, проходя по обмотке возбуждёния, при одинаковом (согласном) направлении намагничивающего и остаточного потоков усилит магнитный поток полюсов и вызовет соответствующее увеличение э. д. с., наведенной в обмотке якоря. Увеличение э. д. с. повлечет за собой увеличение тока возбуждения, ас ним — и магнитного потока главных полюсов. Так, постепенно нарастая, происходит возбуждение генератора.

Процесс самовозбуждения генератора при холостом ходе представлен графически на рис. 4.9.

Цепи возбуждения и якоря представляют собой единую замкнутую цепь, и ток возбуждения равен току в цепи якоря. При прохождении тока по цепи возбуждения в ней создается падение напряжения , которое, будучи пропорциональным току(при), определится прямой2.

В точке А пересечения характеристики генератора холостого хода (кривая 1) и прямой 2 процесс самовозбуждения прекращается, так как величина падения напряжения в обмотке возбуждения уравняется с величиной э. д. с., наводимой в обмотке якоря, а стало быть, и с величиной напряжения, действующего в зажимах обмотки возбуждения, т. е.

.

В цепи обмотки возбуждения установится постоянный ток возбуждения, которому при n=const соответствует постоянное напряжение на зажимах генератора.

Изменение скорости вращения генератора (уменьшение скорости) или величины сопротивления (увеличение сопротивления ) в цепи возбуждения вызовет перемещение точкиА по кривой 1 к ее началу. При определенных значениях п или прямая станет касательной к кривой1, и процесс самовозбуждения прекратится.

Характеристики холостого хода и нагрузочная для генератора с параллельным возбуждением подобны характеристикам генератора с независимым возбуждением.

Внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением (рис. 4.10) показывает зависимость приn=const и .

Если у генератора с независимым возбуждением ток возбуждения оставался неизменным, то у генератора с параллельным возбуждением он меняется с изменением нагрузки.

При увеличении нагрузки напряжение на зажимах генератора под влиянием реакции якоря и падения напряжения в цепи якоря уменьшается. Снижение напряжения U вызывает уменьшение тока возбуждения

. (4.3)

В свою очередь, уменьшение вызывает ослабление основного магнитного потока, а следовательно, снижение э. д. с. и напряжения на зажимах генератора. С уменьшением напряжения происходит дальнейшее уменьшение тока возбуждения. При этом магнитная система генератора постепенно размагничивается.

В генераторе с параллельным возбуждением ток нагрузки увеличивается лишь до определенного критического значения , превышающего номинальное не более чем в 2—2,5 раза.

Величина тока нагрузки зависит от двух факторов: величины напряжения на зажимах генератора и сопротивления нагрузки. При уменьшении сопротивления нагрузки (при увеличении нагрузки) будет уменьшаться и напряжение на зажимах генераторов. Вначале, когда магнитная система генератора насыщена, размагничивание идет медленно и напряжение U изменяется незначительно, вследствие чего ток в цепи якоря увеличивается.

Однако при дальнейшем увеличении тока степень насыщения магнитной системы резко уменьшается, и напряжение начинает быстро падать. Преобладающим будет уже не уменьшение сопротивления цепи, а падение напряжения. Поэтому ток, достигнув критического значения, начнет уменьшаться. При коротком замыкании ток возбуждения будет равен нулю, так как U=0 и . Величина тока короткого замыкания будет определяться только величиной э. д. с. остаточной индукции, т. е..

При внезапном возникновении короткого замыкания магнитный поток не успевает измениться и наводимая им в обмотке якоря э. д. с. может оказаться по величине близкой к номинальному значению напряжения. Так как при коротком замыкании генератор оказывается замкнутым на весьма малое сопротивление, то ток короткого замыкания может достигнуть значительной величины [], в результате чего на валу генератора возникает значительный тормозящий момент, а на коллекторе — сильное искрение. Относительное изменение напряжения у генераторов с параллельным возбуждением может достигать.

Регулировочная характеристика генератора с параллельным возбуждением имеет такой же вид, как и у генератора с независимым возбуждением. Однако эта характеристика имеет более крутую форму, так как вследствие большего процентного изменения напряжения, при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной, для поддержания напряжения постоянным требуется регулировка тока возбуждения в более широких пределах.