Генераторы постоянного тока с самовозбуждением




Генераторы с самовозбуждением (рис. 3.43) делят на три типа:
а) с параллельным возбуждением; б) с последовательным возбуждением; в) со смешанным возбуждением.

Генератор с параллельным возбуждением имеет такую же конструкцию обмотки возбуждения, как и генератор с независимым возбуждением. Поскольку I я = I н + I в, то ток возбуждения является частью тока якоря и составляет 1¸5% I я.ном. Характеристика хо­лостого хода E = f (I в) в относительных единицах практически одинакова у всех типов генераторов и задается рис. 3.42, а.

Рассмотрим процесс самовозбуждения машины при наличии остаточной намагниченности Фост основных полюсов в режиме холостого хода. При вращении якоря с частотой n ном в слабом остаточном магнитном поле Фост в якоре наводится небольшая ЭДС Е ост. Так как обмотка возбуждения и якорь образуют замкнутый контур, то под действием Е ост в ОВ появится небольшой ток I в, который создаст небольшой поток возбуждения Фв.

При правильной полярности включения ОВ произойдет суммирование потоков Фост + Фв = = Ф. Усиленный поток Ф увеличивает ЭДС Е, которая увеличивает I в и т. д. Процесс самовозбуждения нарастает. Ограничение роста Ф, Е, I в происходит из-за насыщения магнитной цепи. Процесс самовозбуждения можно проиллюстрировать, добавив к характеристике холостого хода (рис. 3.44, а) прямую 2, построенную по уравнению E = (R я + R р + R в) I в »(R р + R в) I в. Ее угол наклона можно регулировать изменением сопротивления R ррегулировочного реостата. При пуске R р выведено, т. е. R р = 0. Тогда прямая 2 имеет минимальный угол наклона, определяемый сопротивлением R в обмотки возбуждения. Процесс самовозбуждения показан стрелками: вначале из точки Е ост – горизонтальный ход до прямой 2, далее вертикальный ход до характеристики 1, затем опять горизонтальный ход до прямой 2 и т. д. Процесс оканчивается в точке пересечения кривой 1 и прямой 2 при Е = Е mах. Это устойчивое возбуждение. Для снижения Е mах до Е ном вводят реостат R р. При этом угол a увеличивается и прямая 2 занимает положение 3. Увеличение R р, при котором прямая 3 занимает положение 4, сделает работу генератора неустойчивой и Е может упасть до Е ост. Сопротивление цепи возбуждения R р, кр + R в, определяющее угол aкр, называют критическим. Самовозбуждение при таком и большем сопротивлении невозможно.

Рис. 3.43. Схемы ГПТ с параллельным (а), последовательным (б) и со смешанным (в) возбуждением

Итак, для самовозбуждения генератора требуются три условия: наличие остаточного потока намагничивания Фост; согласованность потоков ФвиФост; сопротивление цепи возбуждения меньше кри­тического, а п = п ном.

Рис. 3.44. Характеристики ГПТ: самовозбуждение (а); внешние (б) с параллельным (1), независимым (2) возбуждением; внешние с последовательным (в) и смешанным (г) возбуждением

Обычно в магнитной системе машины имеется остаточная намагниченность из-за явления гистерезиса. Однако возможны случаи полного размагничивания полюсов. Тогда начальное намагничивание создают, пропуская через обмотку возбуждения ток от внешнего источника. Внешняя характеристика генератора имеет вид кривой 1 на рис. 3.44, б. У нее падение напряжения с ростом тока I н » I я больше, чем у характеристики ГПТ с независимым возбуждением (кривая 2 на рис. 3.44, б). Это объясняется тем, что кроме падения напряжения в якоре и реакции якоря, имеется третий фактор: по мере падения U падает ток возбуждения I в. Генератор допускает увеличение тока нагрузки при уменьшении R н до критического I н.кр »(2,5¸3) I н.ном. Дальнейшее снижение R н вызывает переход генератора в неустойчивый режим (пунктирная линия), ток I н падает, и процесс заканчивается снижением напряжения до нуля (режим короткого замыкания).

Для генератора с последовательным возбуждением (рис. 3.43, б) I я = I в = I н. Внешняя характеристика ГПТ показана на рис. 14.10, в. Сильная зависимость напряжения от нагрузки делает эти генераторы малопригодными для большинства потребителей.

Рис. 3.45. Схемы ДПТ с различными типами возбуждения: а – параллельным; б – последовательным; в – смешанным

Генератор смешанного возбуждения (рис. 3.43, в) имеет две обмотки возбуждения: параллельную ОВ1 и последовательную ОВ2. Через ОВ2 течет большой ток, поэтому она имеет небольшое число витков из провода большого сечения. Обмотки ОВ1 и ОВ2 можно включить согласно (потоки Ф1 и Ф2 сонаправлены и Фв = Ф1 + Ф2) или встречно (Ф1 и Ф2 встречны и Фв = Ф1 – Ф2). Характеристика холостого хода генератора совпадает с характеристикой на рис. 3.42, а (обмотка ОВ2 не задействована). При согласном включении обмоток число витков ОВ2 можно подобрать так, что даваемое ОВ2 подмагничивание будет компенсировать падение напряжения. В этом случае внешняя характеристика идет почти горизонтально (1 на рис. 3.44, г). При увеличении витков ОВ2 получим характеристику 2. Это позволяет компенсировать потерю напряжения не только внутри генератора, но и в передающей линии. При встречном включении обмотка ОВ2 размагничивает генератор тем сильнее, чем больше ток нагрузки. Поэтому внешняя характеристика имеет крутопадающий участок (кривая 3 на рис. 3.44, г). Такие генераторы используют в сварочных установках, для питания печей, прожекторов. Среди ГПТ генераторы смешанного возбуждения получили наибольшее распространение.

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-20 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: