§ 4.4. Генератор с последовательным возбуждением

Обмотка возбуждения генератора с последовательным возбуждением включена последовательно с обмоткой якоря (рис. 4.11), поэтому через нее проходит весь ток нагрузки.

Напряжение на зажимах этого генератора определяется по формуле

, (4.4)

где и соответственно сопротивления обмоток якоря и возбуждения.

Характеристики холостого хода и нагрузочная для генератора с последовательным возбуждением могут быть сняты лишь при условии питания обмотки возбуждения генератора от постороннего источника тока. Эти характеристики аналогичны соответствующим характеристикам для генератора с независимым возбуждением.

Внешняя характеристика (рис. 4.12) генератора показывает, что с увеличением тока нагрузки от нуля до его номинального значения напряжение на зажимах генератора вначале, когда магнитная цепь генератора еще не насыщена, растет почти прямо пропорционально току нагрузки. Затем рост напряжения постепенно уменьшается и, наконец, прекращается. Объясняется это тем, что ток якоря одновременно является и током возбуждения, и с ростом нагрузки происходит насыщение стали. Однако одновременно с ростом тока увеличивается размагничивающее влияние реакции якоря, а также падение напряжения , вызывающее уменьшение напряжения на зажимах генератора.

При большом насыщении стали магнитной цепи машины рост магнитного потока и э. д. с.. практически прекращается. В то же время внутреннее падение напряжения и реакция якоря будут продолжать возрастать. При коротком замыкании напряжение на зажимах генератора будет равно нулю, а ток короткого замыкания — намного превышать номинальный ток машины.

Вследствие резкого колебания напряжения на зажимах генератора при изменениях нагрузки генераторы с последовательным возбуждением почти не применяются.

§ 4.5. Генератор со смешанным возбуждением

Генератор со смешанным возбуждением (рис. 4.13) имеет две обмотки возбуждения: параллельную и последовательную. Чаще всего обмотки соединяются согласно, т. е. так, чтобы их м. д. с. складывались. Применяются также машины со встречным соединением обмоток. Свойства генератора зависят от соотношения м. д. с. обеих обмоток.

При подключении нагрузки в цепи якоря появляется ток, и возбуждение генератора осуществляется одновременно действием двух м. д. с.: м. д. с. параллельной и м. д. с. последовательной обмоток.

Форма внешней характеристики генератора смешанного возбуждения (рис. 4,14) зависит от соотношения витков обмоток возбуждения.

При соответствующем подборе витков обмотки последовательного возбуждения ее м. д. с. может уравновесить падение напряжения генератора и действие реакции якоря, и напряжение на зажимах генератора при изменении нагрузки от нуля до номинальной остается почти постоянным — характеристика 1. Для того чтобы восполнить падение напряжения в электрической сети и поддерживать напряжение непосредственно у потребителей неизменным, обмотку последовательного возбуждения выполняют с несколько большим числом витков — характеристика 2. Для сравнения на рис. 4.14 приведена внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением — характеристика 3.

Генераторы с параллельным и смешанным возбуждением имеют широкое практическое применение. Генераторы со смешанным возбуждением применяются во всех случаях, когда необходимо обеспечить постоянство напряжения при часто меняющихся нагрузках.