Генераторы с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением
Генератор с параллельным возбуждением.
В генераторе с параллельным возбуждением обмотка возбуждения питается от самого генератора. Такая работа возможна благодаря самовозбуждению машины. Принцип самовозбуждениязаключается в следующем.
В полюсах и ярме машины обычно всегда имеет место остаточный магнетизм, наличие которого обусловливает самовозбуждение.
Поток остаточного магнетизма при вращении якоря наводит в его обмотке небольшую э.д.с., которая создает небольшой ток в обмотке возбуждения. Этот ток при правильном соединении обмотки возбуждения с обмоткой якоря увеличивает поток полюсов, который в свою очередь наводит в якоре большую э.д.с. Она создает в обмотке возбуждения соответственно больший ток — снова увеличивается поток и э.д.с. в якоре и т. д. до тех пор, пока не установится соответствие между током возбуждения, магнитным потоком и э.д.с.
В
На графике изображены характеристика холостого хода E0=f(Iв) и "прямая постоянного сопротивления цепи возбуждения" E0 = rВ∙Iв, где Е0 принята равной напряжению, приложенному к цепи возбуждения; rВ — сопротивление этой цепи.
Можно считать, что падение напряжения в цепи якоря, вызванное током Iв, ничтожно, поэтому напряжение на зажимах якоря, а следовательно, и на зажимах цепи возбуждения можно принять равным э.д.с. Ев. При постоянном сопротивлении rВ цепи возбуждения напряжение на ее зажимах пропорционально току Iв, т. е. изменяется при изменении Iв по закону прямой линии, которую назвали прямой постоянного сопротивления цепи возбуждения.
Оба уравнения E0 = f (Iв) и E0 = rВ∙Iв одновременно будут удовлетворяться только в точке А. В этой точке мы получаем установившуюся в процессе самовозбуждения э.д.с. Е0 = │ВА│ при данном сопротивлении rВ. При отклонении э.д.с. от этого значения вследствие какой-нибудь причины после устранения этой причины э.д.с. снова вернется, очевидно, в исходное положение, т. е. будет равна │ВА│ .
На графике tg α = │ВА│ / │ОВ│= rВ. При увеличении rВ угол α будет увеличиваться и при совпадении прямой постоянного сопротивления цепи возбуждения с прямолинейной частью характеристики холостого хода будет равен критическому значению α кр. Соответствующее ему значение rВ.КР (tg α кр = rВ.КР) называется критическим сопротивлением цепи возбуждения. Оно определяет "порог самовозбуждения" — при увеличении rВ сверх rВ.КР самовозбуждение невозможно.
При rВ = rВ.КР напряжение на зажимах якоря практически будет неустойчивым. Поток остаточного магнетизма дает очень небольшое напряжение (0,02—0,04 Uн), которое может быть практически устойчивым только при холостом ходе. Этим и объясняется то, что у генератора нормального исполнения получить устойчивое напряжение при холостом ходе, которое было бы меньше 60—70% номинального, не представляется возможным.
Если требуется от генератора параллельного возбуждения, чтобы он давал устойчивое напряжение, начиная, например, с 20% номинального, то приходится переходить к специальному выполнению его главных полюсов. Генераторы с такой характеристикой применяются, например, в качестве возбудителей.
Так как ток, ответвляющийся в обмотку возбуждения, составляет небольшую долю номинального тока, то характеристика холостого хода генератора с параллельным возбуждением, снятая для напряжения на зажимах, а не для э.д.с., практически не отличается от той же характеристики генератора с независимым возбуждением; то же можно сказать о регулировочной и нагрузочной характеристиках.
На рисунке показана внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением U = f(I) при n = const и rВ = const. Верхняя кривая представляет собой внешнюю характеристику при постоянном токе возбуждения.
