Генератор постоянного тока параллельного возбуждения. Схема. Основные характеристики

Генераторами параллельного возбуждения называют генераторы, обмотка возбуждения которых питается от ЭДС обмотки якоря и подключена к выводам якоря машины параллельно цепи нагрузки.

Схема изображена на рис.1. Ток якоря I_Я = I + I_B у щеток разветвляется на ток нагрузки I и возбуждения I_B. Обычно ток возбуждения относительно невелик и составляет (0,01—0,05) I_Я,ном. Последовательно с обмоткой возбуждения включается реостат Rp для регулирования возбуждения. Реостат позволяет изменять ток возбуждения и, следовательно, напряжение генератора.

Характеристика холостого хода генераторов с самовозбуждением всегда снимается при независимом возбуждении (обмотка возбуждения отключается от якоря и питается от постороннего источника) и поэтому аналогична характеристике холостого хода генератора с независимым возбуждением

Самовозбуждение генератора. Так как обмотка возбуждения подключена к выводам якоря, то важное значение имеет процесс первоначального возникновения ЭДС, называемый процессом самовозбуждения. Рассмотрим процесс самовозбуждения при отключенной нагрузке генератора, т. е. при холостом ходе..

Магнитная цепь машины имеет небольшой остаточный магнитный поток (примерно 2—3 % номинального). При
вращении якоря в поле остаточного потока в нем наводится небольшая ЭДС, вызывающая некоторый ток в обмотке возбуждения. При соответствующем направлении он увеличивает остаточный магнитный поток, ЭДС в якоре возрастает и процесс развивается лавинообразно до тех пор, пока не будет ограничен насыщением магнитной цепи.

Однако процесс самовозбуждения может развиваться только при определенных условиях, называемых условиями самовозбуждения. Выясним эти условия. Уравнение второго закона Кирхгофа для цепи возбуждения имеет вид:

Е+ е_L=(R_B+R_Я)­ i_B, где е_L= - d (Li_B)/dt – ЭДС самоиндукции цепи возбуждения, возникающая при нарастании тока
возбуждения; L — суммарная индуктивность обмоток возбуждения и якоря; R_В— сумма сопротивлений обмотки возбуждения и регулировочного реостата..

Так как R_Я «R_В, то уравнение принимает вид;

Покажем на графике характеристику холостого хода E=f(I_B) и характеристику цепи возбуждения — прямую U_B = R_B I_B (рис.). Отрезок aб, равный E— R_B I_B = d(Li_B)/dt, пропорционален ЭДС самоиндукции цепи возбуждения. Из графика следует, что в точке в пересечения характеристик d(L i_B)/dt = 0 рост тока возбуждения прекращается U_B =E и процесс самовозбуждения заканчивается. Положение точки в, называемой рабочей точкой, зависит от сопротивления цепи возбуждения R_B ~ tgα. Чем оно больше, тем прямая U_B =f(I_B) идет круче и рабочая точкаперемещается влево. При некотором сопротивлении цепи возбуждения R_B.BP = tgα_KP, называемом критическим, напряжение на выводах генератора близко к остаточной ЭДС
Е₀ и генератор не возбуждается.

Из сказанного вытекают условия, при которых генератор должен возбуждаться:

наличие остаточной намагниченности;

совпадение по направлению остаточного магнитного поля и поля, создаваемого обмоткой возбуждения (несовпадение полей может быть при неправильном подключении выводов обмотки возбуждения или при несоответствующем направлении вращения якоря);

сопротивление цепи возбуждения должно быть меньше критического.

Внешняя характеристика. Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения U=f(I) при R_B =const и n=n_ном=const отличается от внешней характеристики генератора независимого возбуждения более резким снижением напряжения при увеличении нагрузки. Это объясняется следующим образом: уменьшение напряжения по тем же причинам, что и у генератора независимого возбуждения, приводит к уменьшению тока возбуждения, дополнительному уменьшению ЭДС генератора. При номинальной нагрузке снижение напряжения относительно напряжения холостого хода составляет 10—18 %.

Регулировочная характеристика. Регулировочная характеристика генератора I_B =f(I) при U = U_ном = const и

n = n_ном = const аналогична регулировочной характеристике генератора независимого возбуждения, но идет несколько круче, что объясняется более значительным уменьшением напряжения генератора.

Поиск по сайту: