42

При включении одной последовательной обмотки, по которой проходит ток возбуждения IВ2 = IН, напряжение возрастает с увеличением тока IН (рисунок 33, б, кривая 2).

Подбирая число витков последовательной обмотки так, чтобы при номинальной нагрузке создаваемое ею напряжение ∆UПОСЛ компенсировало суммарное падение напряжения ∆U при работе машины с одной только параллельной обмоткой, можно добиться, чтобы напряжение U при изменении тока нагрузки от нуля IНОМ оставалось почти неизменным (см. рисунок 33, б, кривая 3). Практиче-

ски оно изменяется в пределах 2–3 %. Увеличивая число витков последовательной обмотки, можно получить характеристику, при которой напряжение UHOM > U0 (см. рисунок 33, б, кривая 4); такая характеристика обеспечивает ком-

пенсацию падения напряжения не только во внутреннем сопротивлении ΣRa генератора, но и в линии, соединяющей его с нагрузкой. Если последовательную обмотку включить так, чтобы МДС была направлена против МДС параллельной обмотки (встречное включение), то внешняя характеристика генератора при большом числе витков последовательной обмотки будет крутопадающей (см. рисунок 33, б, кривая 5). Встречное включение последовательной и параллельной обмоток возбуждения применяют в сварочных генераторах и других специальных машинах, где требуется ограничить ток короткого замыкания.

Процесс возбуждения. Обмотки возбуждения генераторов и двигателей постоянного тока обладают очень большой индуктивностью, вследствие чего переходные процессы в них протекают сравнительно медленно. При независимом возбуждении генератора от источника с напряжением UB для контура обмотки возбуждения переходные процессы будут протекать как показано на рисунке 34, б, в.

Рисунок 34 − Контур обмотки возбуждения (а) и кривые изменения магнитного потока и тока возбуждения (б) и (в) при возбуждении генератора

7 Параллельная работа генератора с сетью

7.1 Подключение генератора к сети

Рассмотрим параллельную работу генератора, имеющего параллельное или независимое возбуждение, с сетью бесконечно большой мощности, т. е.

43

при условии, что напряжение сети U = const.

Чтобы включить генератор на параллельную работу с сетью, необходимо привести якорь генератора во вращение с номинальной частотой, проверить соответствие полярности щеток генератора и проводов сети и установить такой

ток возбуждения, при котором напряжение генератора UГ0 = E0 равно напряжению сети U. При обеспечении этих условий включение генератора не сопровождается броском тока. Условие UГ0 = E0 проверяют с помощью нулевого вольтметра V (рисунок 35, а).

Рисунок 35 − Схема подключения генератора с параллельным возбуждением к сети (а)

играфик для определения его тока нагрузки по внешним характеристикам (б)

7.2Нагрузка генератора

Чтобы нагрузить генератор, подключенный к сети, необходимо повысить его ЭДС. Это можно сделать, увеличивая частоту вращения якоря или ток возбуждения. Удобнее, однако, воздействовать на ток возбуждения. Силу тока на-

грузки IН ≈ Ia при заданном токе возбуждения можно определить графически по внешним характеристикам генератора 1 и 2, построенных при различных значениях тока возбуждения (рисунок 35, б). Например, при токе возбуждения IВ1 (см. рисунок 35, б, кривая 1) равенство напряжений генератора UГ и сети U

наблюдается в точке А при токе нагрузки IН = 0, т. е. при таком токе возбуждения можно включать генератор в сеть без толчка тока нагрузки. При токе возбуждения IВ2 внешняя характеристика генератора (см. рисунок 35, б, кривая 2) пересекается с линией U = const в точке В, соответствующей некоторому установившемуся значению IН2 тока нагрузки. Работа генератора в этой точке является устойчивой, так как при случайном увеличении тока нагрузки свыше IН2

44

напряжение генератора UГ становится меньше напряжения сети U; следовательно, ток нагрузки уменьшается, стремясь к установившемуся значению IН2. При случайном уменьшении тока нагрузки ниже IН2 напряжение UГ > U, и ток нагрузки возрастает до установившегося значения IН2.

Генератор с последовательным возбуждением устойчиво работать параллельно с сетью не может, так как его напряжение UГ увеличивается при возрастании тока нагрузки. Поэтому при случайном отклонении тока якоря от некоторого установившегося значения IН машина сбрасывает нагрузку или переходит в режим работы, соответствующий большому току.

Генератор со смешанным возбуждением для параллельной работы с сетью применяют редко, так как для него характерны броски тока при переходе из неустойчивого режима в устойчивый.