ГЕНЕРАТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
(ГПТ)
1. Генератор постоянного тока с независимым возбуждением
Схема включения
R
|
Р |
|
I |
I |
|
|
E |
|
|
Iа |
|
+ |
IВ |
|
RРВ |
ОВ |
|
UВ |
||
(RВ) |
||
|
IВ |
|
- |
|
Обмотка возбуждения генератора данного типа получает питание от независимого источника постоянного напряжения. Величина тока возбуждения в этом случае определяется выражением
Iв R UвR
врв
Uв – напряжение на зажимах цепи возбуждения;
Rв – электрическое сопротивление обмотки возбуждения (ОВ);
Rрв – электрическое сопротивление регулировочного реостата в цепи обмотки возбуждения;
У генератора с независимым возбуждением как видно из его электрической схемы ток якоря равен току нагрузки
Iа I
По величине ток возбуждения составляет (1-3)% от номинального тока якоря.
Основные характеристики ГПТ
–1) характеристика холостого хода;
–2) внешняя характеристика;
–3) регулировочная характеристика.
–1) характеристика холостого хода;
представляет зависимость ЭДС, создаваемой обмоткой якоря от тока возбуждения при постоянной частоте вращения якоря и отсутствии тока якоря.
E f Iв при |
n const |
|
Iа 0 |
Характеристика Холостого Хода (ХХ)
E
E0
n=Const
I=0
EОСТ |
|
IВ |
0 |
|
|
IВ0 |
|
|
|
Е0 – Рабочая ЭДС; |
|
|
Е0СТ – остаточная ЭДС; |
Е0СТ – (3 5)% Е0; |
С увеличением тока возбуждения увеличивается магнитное поле в машине и, следовательно, возрастает значение ЭДС машины постоянного тока.
При достижении током возбуждения определенных значений рост значений ЭДС существенно замедляется из-за насыщения материала магнитной цепи.
Величина ЭДС, соответствующая нулевому току возбуждения |
|
называется остаточной ЭДС и обозначается |
Еост . |
Остаточная ЭДС обусловлена явлением гистерезиса характерного для ферромагнитного материала магнитной цепи машины.
–2) внешняя характеристика
–зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки при постоянстве скорости вращения якоря и постоянстве тока возбуждения.
|
|
|
|
|
|
U f I при |
|
n const |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
U |
Iв const |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
E0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=Const |
U E Iа Rо CеnФ Iа Rо |
IВ=Const |
I
0 |
IН |
ВЫВОД: Из вида внешней характеристики видно, что с увеличением тока нагрузки напряжение на зажимах генератора уменьшается. Уменьшение напряжения обусловлено:
–увеличением падения напряжения на внутреннем сопротивлении генератора;
–размагничивающим действием реакции якоря.
U E Iа Rо CеnФ Iа Rо
Для оценки уменьшения напряжения на зажимах генератора в номинальном режиме работы используют равенство
UН Eо Uн 100%
Uн
Для ГПТ независимым возбуждением
UН 3 10 %
При стремлении сопротивления нагрузки к нулю ток в цепи нагрузки начинает резко возрастать, и генератор переходит в режим короткого замыкания. При этом
Iкз Iн
– 3) регулировочная характеристика
Зависимость тока возбуждения генератора от тока нагрузки при постоянстве напряжения на зажимах генератора
IВ
IВ0
U=const
n=const
I
0 |
IН |
Данная характеристика показывает, как надо изменять ток возбуждения в генераторе для того, чтобы поддерживать неизменным напряжение на его зажимах.