Генератора постоянного

При увеличении тока нагрузки генератора соответственно увеличивается ток в цепи стабилизирующего трансформатора СТ, который создает дополнительное напряжение в цепи обмотки ОД, т. е. увеличивает ток в обмотке возбуждения ОВ, поддерживая таким образом напряжение на зажимах генератора постоянным. Степень влияния стабилизирующего трансформатора СТ на напряжение генератора можно регулировать при помощи сопротивления компаундирования СК.

Число фаз обмоток переменного тока возбудителя не ограничивается внешними условиями и определяется на основе анализа надежности, стоимости и габаритов вращающегося выпрямителя. Влияние числа фаз на выпрямленное напряжение противоречиво. С увеличением числа фаз увеличивается надежность работы, снижается коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения, но, с другой стороны, увеличивается коэффициент типовой мощности, увеличиваются масса и габариты возбудителя. Для шестифазной однополупериодной схемы выпрямления коэффициент типовой мощности А1,. =1,81, т.е. мощность возбудителя должна в 1,81 раза превышать мощность, необходимую для питания обмотки возбуждения генератора постоянным током. Следовательно, возбудитель имеет плохое использование конструкционных материалов, но обладает линейной характеристикой "вход-выход" и высокой надежностью схемы выпрямления.

Для поддержания напряжения генератора постоянным при изменении нагрузки по величине и характеру приходится регулировать ток возбуждения ротора, что вызывает изменение э. д. с. якоря Ей и, следовательно, напряжения V. Из регулировочной характеристики генератора, приведенной на 11.10,6, видно, как необходимо изменять ток возбуждения.

В качестве преобразователя временного интервала (длительности т входного импульса и„х) в амплитуду напряжения «х может быть использован генератор пилообразного напряжения с внешним стробом. При зарядке накопительного конденсатора С такого генератора постоянным током /о напряжение на конденсаторе в течение действия

Генераторы чаще всего работают на активно-индуктивную нагрузку при cos ф = 0,9 -т- 0,85. При этом изменение напряжения Д1/ = 25 -f- 35 %. Для того чтобы при изменении нагрузки поддерживать напряжение генератора постоянным, близким к номинальному, необходимо соот-вествующим образом изменять э. д. с. генератора путем воздействия на его ток возбуждения. Для стабилизации напряжения U генератора применяют специальные регуляторы тока возбуждения.

На практике очень важно при изменении нагрузки поддерживать напряжение генератора постоянным, что достигается путем регулирования тока возбуждения. Каким образом регулировать ток возбуждения, показывает регулировочная характеристика ( 14.13, в), представляющая собой зависимость тока возбуждения /в от тока нагрузки /н при неизменном напряжении V на зажимах генератора и неизменной частоте вращения п.

В качестве преобразователя временного интервала (длительности т входного импульса ывх) в амплитуду напряжения Ui может быть использован генератор пилообразного напряжения с внешним стробом. При заряде накопительного конденсатора С такого генератора постоянным током /о напряжение на конденсаторе в течение действия внеш-

8. Снимите регулировочную характеристику. Возбудите генератор до номинальной ЭДС и включите нагрузку. При увеличении нагрузки напряжение генератора уменьшается. Чтобы сохранить напряжение на зажимах генератора постоянным, нужно увеличивать ток в обмотке возбуждения, т. е. увеличить ЭДС генератора. Увеличивайте постепенно нагрузку генератора до номинального значения. Для сохранения напряжения на зажимах генератора постоянным ([/ — const) увеличивайте ток в обмотке возбуждения /в. Показания приборов V и А запишите в табл. 3.

Иногда возникает необходимость при изменении нагрузки поддерживать напряжение генератора постоянным. Этого можно добиться, изменяя соответствующим образом э. д. с. генератора путем воздействия на его ток возбуждения. Характеристика /в (/), показывающая, как следует изменять ток возбуждения при изменении тока нагрузки, чтобы поддерживать напряжение постоянным, называется регулировочной характеристикой синхронного генератора. Если При изменении тока / скорость вращения и характер нагрузки генератора не будут оставаться постоянными, то для поддержания напряжения неизменным потребуются

Если необходимо поддержать напряжение генератора постоянным, следует с помощью реостата гр изменять ток /в в соответствии с регулировочной характеристикой, изображенной на 12.22.

Генераторы чаще всего работают на активно-индуктивную нагрузку при cosip = 0,9 - 0,85. При этом изменение напряжения ДС/= 25-35%. Для того чтобы при изменении нагрузки поддерживать напряжение генератора постоянным, близким к номинальному, необходимо соответствующим образом изменять ЭДС генератора путем воздействия *ia его ток возбуждения. Для стабилизации напряжения U генератора применяют специальные регуляторы тока возбуждения.

В качестве примера использования генераторного преобразователя рассмотрим принцип действия индукционного тахометра для измерения частоты вращения. Якорь маломощной магнитоэлектрической машины (генератора постоянного тока, см. § 9.7) соединен с валом испытуемой рабочей машины непосредственно или через редуктор. Индуктированная в якоре ЭДС прямо пропорциональна частоте вращения вала (? s n). Шкала вольтметра, присоединенного к выводам якоря, может быть от-

9.7.2. Внешняя характеристика. Внешняя характеристика U(I) генератора постоянного тока независимого возбуждения представляет собой зависимость напряжения на выводах генератора от тока нагрузки при /„ = const и п = const.

Питание обмотки возбуждения осуществляется от генератора постоянного тока (возбудителя), вал которого соединен с валом синхронной машины, от полупроводникового преобразователя переменного

Изменение напряжения генератора постоянного тока 359

Процесс выпрямления ЭДС в машине постоянного тока удобно проследить на простейшем примере генератора постоянного тока •( 13.9, at), в котором нет ферромагнитного сердечника якоря, магнитное поле главных полюсов однородное с индукцией В0, а обмотка якоря представляет собой два одинаковых витка 1 и 2 площадью S каждьш, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях и подключенных к коллектору.

При вращении выводы генератора подключаются к виткам / и 2 через неподвижные щетки, расположенные в вертикальной плоскости, и коллектор так, что за один оборот коллектора его пластины 3, 4, 1, 2, 3 последовательно контактируют со щеткой а, а пластины 7, 2, 3, 4, 1 — со щеткой Ь. Следовательно, напряжение между щетками а и Ъ, т. е. напряжение генератора постоянного тока, будет изменяться в соответствии с временно'й последовательностью их контактирования с пластинами коллектора; uah = «Зь "„{, = "42, uaf, ~ ч\ з, и ь = г/24, Uab ~ Мз1 (Рис- 1^.9, б, сплошная тонкая линия), где u3i = ~Ut3 =

но, и знак ЭДС, индуктируемой им в этом витке, е\ =^dФt/dt = = —Emcosajt; во-вторых, за один оборот коллектора со щеткой а будут последовательно контактировать пластины 3, 2, 1, 4, 3, л со щеткой Ь — пластины 1, 4, 3, 2, 1. В соответствии с временной последовательностью контактирования коллектора со щетками будет изменяться и напряжение генератора постоянного тока: uah = м3ь "с? = «24, и /, ~ «is, « ь = «42, и ь ~ «si ( 13.9, б, штриховая линия), где «is =е\ - Е coscof; M3i = ~«i3 =Emcoswt; u-i^-^г =?

Применение ферромагнитного якоря и полюсных наконечников позволяет получать равномерное распределение индукции В в воздушном зазоре 5 машины ( 13.10) и таким образом уменьшать пульсацию напряжения генератора. Если витки 1 и 2 генератора постоянного тока ( 13.9, а) расположить в пазах якоря, вращающегося в магнитном поле главных полюсов с полюсными наконечниками, то напряжение генератора ( 13.9, в) меньше пульсирует, чем при вращении этих витков в однородном магнитном поле ( 13.9, б) .

Для упрощения рисунков, поясняющих работу машины, будем в дальнейшем пользоваться видом торцевого сечения ее якоря и главных полюсов со стороны, противоположной коллектору при вращении якоря генератора по направлению движения часовой стрелки. На 13. 11, а показано такое изображение четырехполюсного (р = 2) генератора постоянного тока, в котором две одновитковые обмотки 1 и 2 соединены между собой параллельно.

Изменение напряжения генератора постоянного тока 163*

Рассмотрим работу генератора постоянного тока под нагрузкой..