1. Загальні положення.

При роботі МПС в режимі генератора в обмотці якоря наводиться ЕРС.

Е_а = С_е ∙ Ф ∙ п

Відповідно до закону Кірхгофа

Е_а = І_а(R_п + R_a)= І_а∙∙R_п + І_а ∙Σ R_a, тобто

U = Е_а - І_а ∙Σ R_a

(R_a= r_a + r_дб + r_ko + r_соз + r_щ)

В режимі х.х І_а = 0

U = Е_а = С_е ∙ Ф ∙ п

При роботі машини під навантаженням в обмотці якоря протікає електричний струм, взаємодія якого з магнітним полем збудження створює на якорі електромагнітний момент.

М = С_м ∙ Ф ∙ І_а

При постійній частоті обертання n = const обертаючий момент урівноважується моментом холостого ходу та електромагнітним моментом, тобто

М₁ = М₀ – М

Це є рівняння моментів для генератора при n = const.

Якщо це рівняння помножити на кутову швидкість обертання якоря, отримаємо рівняння потужності

Р₁ = Р₀ + Р_ем

Р₁ = М₁ ∙ ω – потужність підведена до генератора

Р₀ = М₀ ∙ ω – потужність х.х, тобто потужність підведена до генератора в режимі х.х.

Р_ем = М ∙ ω – електромагнітна потужність генератора.

А тепер повернемося до рівняння U = Е_а - І_а ∙Σ R_a і помножимо його на І_а

U ∙ І_а = Е_а∙ І_а - І_а² ∙Σ R_a

отримаємо Р = U ∙ І_а – потужність, яку розвиває генератор.

ΔР = І_а² ∙Σ R_a – втрати потужності

Р_ем = Р + ΔР

Генератори звичайно працюють при n = const, тому їх характеристики розглядають при n = const.

Які ж саме характеристики визначають робочі властивості генераторів?

1. Характеристика х.х

U₀ = f(І₃) при І_а = 0 n = const

2. Навантажувальна характеристика

U = f(І₃) при І_а ≠ 0 n = const

3. Зовнішня характеристика

U = f(І_а) при І₃= const n = const

4. Регулювальна характеристика

І₃= f(І_а) при U = const n = const

Вигляд означених характеристик визначає робочі властивості МПС.

3. Гпс з незалежним збудженням.

Спадаюча та сходжуюча гілки характеристики х.х. утворюють петлю намагнічування.

Характеристика х.х. дозволяє нам мати уяву про магнітні властивості машини.

U = Е_а – І_а∙Σ R_a

при І_а = 0 U = Е_а.

При збільшенні струму навантаження напруги на виході генератора П_е зменшується, що можна пояснити збільшенням падіння напруги в обмотці якоря та розмагнічуючою дією реакції якоря.

Нахил зовнішньої характеристики (її жорсткість) – цей термін ви обов`язково зустрінете в електричному приводі) – оцінюється номінальною зміною напруги генератора при скиданні навантаження.

ΔU_сн =

Для генераторів з незалежним збудженням

ΔU= (5÷10)%

Регулювальна характеристика:

І₃= f(І_а) при U = const n = const

Ця характеристика вказує, як треба змінювати струм збудження при зміні навантаження генератора, щоб напруга на виході генератора не мінялась, а залишалась постійною.

Збільшуємо навантаження – збільшується падіння напруги в обмотці якоря та розмагнічуючи дія реакції якоря. Тому струм збудження необхідно збільшувати.

Головний недолік генераторів ПС з незалежним збудженням полягає в тому, що для кола збудження треба мати стороннє джерело живлення (акумулятор, мережа постійного струму та інше), але цей недолік повністю компенсується можливістю регулювання напруги в широкому діапазоні, а також відносно високою жорсткістю зовнішньої характеристики.

Питання для контролю:

1. Яке призначення мають додаткові полюси, їх будова, розміщення полярності?

2. Як впливає на поліпшення комутації зміщення щіток?

3. Чому в реверсивних МПС зміщення щіток з нейтралі неприпустимий?

4. Які причини визивають круговий вогонь по колектору?