67.Генераторы постоянного тока

1) С независимым возбуждением — обмотка возбуждения получает питание от постороннего источника постоянного тока;

В генераторе этого типа ток возбуждения I_в не зависит от тока якоря I_а, который равен току нагрузки I_н . Ток I_в определяется только положением регулировочного реостата R_p.в , включенного в цепь обмотки возбуждения:

Iв = Uв /(Rв + Rp.в ),

где U_в — напряжение источника питания; R_в — сопротивление обмотки возбуждения; R_p.в — сопротивление регулировочного реостата

Обычно ток возбуждения невелик и составляет 1 — 3 % от номинального тока якоря. Основными характеристиками, определяющими свойства генераторов постоянного тока, являются характеристики: холостого хода, внешняя, регулировочная и нагрузочная.

Характеристикой холостого хода  называют зависимость U₀ = f(I_в) при I_н = 0 и n= const. При холостом ходе машины, когда цепь нагрузки разомкнута, напряжение U₀ на зажимах обмотки якоря равно ЭДС Е₀ = с_еФn. Частота вращения якоря n поддерживается неизменной, и напряжение при холостом ходе зависит только от магнитного потока Ф, т. е. тока возбуждения I_в . Поэтому характеристика U₀ = f(I_в ) подобна магнитной характеристике Ф = f(I_в ). Характеристику холостого хода легко получить экспериментально. Для этого сначала устанавливают ток возбуждения таким, чтобы U₀ ≈ l,25U_ном , затем уменьшают ток возбуждения до нуля и снова увеличивают его до прежнего значения.

Внешней характеристикой называют зависимость U = f(I_н ) при n = const и I_в = const. В режиме нагрузки напряжение генератора

U = Е -I_а ΣR_a ,

где ΣR_a — сумма сопротивлений всех обмоток, включенных последовательно в цепь якоря (обмоток якоря, добавочных полюсов и компенсационной).

С увеличением нагрузки на уменьшение напряжения U влияют:

1) падение напряжения во внутреннем сопротивлении ΣR_a машины;

2) уменьшение ЭДС Е в результате размагничивающего действия реакции якоря.

Изменение напряжения при переходе от режима номинальной нагрузки к режиму холостого хода

Δu = (U₀ - U_ном )/U_ном .

Регулировочной характеристикой называют зависимость I_в = f(I_н ) при U = const и n = const. Она показывает, каким образом следует регулировать ток возбуждения, чтобы поддерживать постоянным напряжение генератора при изменении нагрузки.

Нагрузочной характеристикой называют зависимость U = f(I_в ) при n = const и I_н= const. Нагрузочная характеристика при I_н = I_ном (кривая 2) проходит ниже характеристики холостого хода (кривая 1), которую можно рассматривать как частный случай нагрузочной характеристики при I_н = 0. Разность ординат кривых 1 и 2 обусловлена размагничивающим действием реакции якоря и падением напряжения во внутреннем сопротивлении ΣR_a машины.

Достоинством генераторов с независимым возбуждением являются возможность регулирования напряжения в широких пределах от нуля до U_мах путем изменения тока возбуждения и сравнительно малое изменение напряжения под нагрузкой. Однако для питания обмотки возбуждения таких генераторов требуются внешние источники постоянного тока.