напряжения на зажимах, а также в качестве тахогенераторов, предназначенных для дистанционного измерения частоты вращения.

§9.8. Генераторы с самовозбуждением

Вгенераторах с самовозбуждением питание обмотки главных полюсов осуществляется напряжением самого генератора. При этом отпадает необходимость в отдельном источнике энергии.

В зависимости от схемы включения обмотки возбуждения различают генераторы параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.

Генератор параллельного возбуждения.

Схема генератора параллельного возбуждения, или шунтового генератора, изображена на рис. 9.19.

Ток якоря генератора разветвляется на ток нагрузки и ток возбуждения: Iя=I+Iв, причем ток возбуждения составляет 1—3% от номинального тока нагрузки.

Рис. 9.19. Схема генератора параллельного возбуждения Рис. 9.20. Внешние характеристики генератора параллельного возбуждения при самовозбуждении (кривая 1) и независимом возбуждении (кривая 2)

Характеристика холостого хода генератора параллельного возбуждения аналогична характеристике холостого хода генератора независимого возбуждения. Поскольку ток возбуждения невелик, генератор можно считать ненагруженным. При необходимости получить

более точную характеристику обмотки возбуждения генератора параллельного возбуждения питания от отдельного источника.

Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения (рис. 9.20) показывает, что напряжение на его зажимах с увеличением тока нагрузки падает быстрее, чем при независимом возбуждении.

Падение напряжения на зажимах генератора объясняется тремя причинами: 1) уменьшением среднего значения магнитной индукции в машине вследствие реакции якоря; 2) увеличением падения напряжения внутри генератора, пропорциональным току нагрузки; 3) уменьшением (вследствие двух первых причин) напряжения, подводимого к цепи возбуждения.

Ток нагрузки генератора может быть определен по закону Ома:

I=U/Rн,

где U—напряжение на зажимах генератора, равное напряжению на обмотке возбуждения; Rн—сопротивление нагрузки.

При снятии внешней характеристики увеличение тока I осуществляется за счет уменьшения сопротивления Rн. Как указывалось, с, увеличением тока I уменьшается напряжение U на зажимах генератора. Следовательно, при уменьшении Rн одновременно уменьшается и U. При некотором значении тока нагрузки скорость уменьшения U сравнивается со скоростью уменьшения Rн и, как следует из формулы закона Ома, увеличение тока прекращается. Это максимально возможное значение тока называют критическим Iкр. При дальнейшем уменьшении сопротивления Rн напряжение U падает относительно быстрее и ток нагрузки тоже начинает уменьшаться. Поэтому для генераторов параллельного возбуждения не опасны короткие замыкания. Ток короткого замыкания Iк такого генератора обычно меньше номинального тока и создается только за счет остаточного намагничивания, поскольку напряжение на зажимах генератора, а следовательно, и напряжение, подводимое к цепи возбуждения, при коротком замыкании равны нулю.

Регулировочная характеристика рассматриваемого генератора в пределах рабочих токов нагрузки имеет такой же вид, как и у генератора независимого возбуждения. Для поддержания

неизменного напряжения на зажимах генератора с возрастанием тока нагрузки необходимо увеличивать ток возбуждения, что достигается уменьшением сопротивления Rв цепи возбуждения машины.

Генераторы постоянного тока параллельного возбуждения находят широкое применение, особенно в качестве бортовых источников питания, на подвижных объектах: кораблях, самолетах, автомобилях и т.д.

Генератор последовательного возбуждения.

Генератор последовательного возбуждения, или сериесный генератор, назван так потому, что обмотка возбуждения и обмотка якоря соединены последовательно (рис. 9.2, а). Для этого генератора I=Iя=Iв.

Характеристика холостого хода, отображающая магнитные свойства системы возбуждения, может быть снята только при независимом возбуждении.

Внешняя характеристика изображена на рис. 9.21, б. Пока магнитная система не насыщена, с увеличением тока нагрузки возрастают магнитный поток и ЭДС генератора. Однако по мере насыщения магнитопровода рост ЭДС замедляется, а размагничивающее действие реакции якоря проявляется все сильнее. Поэтому напряжение, достигнув максимального значения, начинает снижаться.

Рис. 9.21. Генератор последовательного возбуждения: а — схема; б — внешняя характеристика

Генераторы последовательного возбуждения используют сравнительно редко.

Генераторы смешанного возбуждения.

Более широкое применение находят генераторы постоянного тока, у которых магнитный поток возбуждения создается двумя обмотками: шунтовой и сериесной. Это генераторы смешанного возбуждения, или компаундные генераторы (рис. 9.22), которые могут иметь согласно или встречно включенные обмотки возбуждения.

У генераторов с согласным включением обмоток напряжение почти не изменяется при изменении нагрузки. Это объясняется тем, что магнитный поток сериесной обмотки создается током нагрузки и при увеличении возрастает, компенсируя влияние реакции якоря и увеличение падения напряжения внутри машины. Генераторы с согласным включением обмоток применяют в тех случаях, когда требуется высокая стабильность напряжения питания при изменении нагрузки в широких пределах.

Генераторы со встречным включением обмоток имеют крутопадающую внешнюю характеристику. При увеличении тока нагрузки встречный поток сериесной обмотки размагничивает машину и напряжение генератора резко снижается. Такие машины используют в качестве сварочных генераторов, где требуется относительное постоянство сварочного тока при изменении напряжения в широких пределах вплоть до значений близких к нулю (когда электрод касается свариваемых деталей).

Внешние характеристики генератора смешанного возбуждения изображены на рис. 9.23.