Возбуждением напряжение

Генератор с параллельным возбуждением имеет обмотку возбуждения, включаемую параллельно зажимам якоря'( 12.10). Обмотка возбуждения рассчитывается ва незначительный ток /в = (0,01— 0,03) 1В и имеет много витков провода небольшого сечения. Ток в обмотке возбуждения определяется напряжением на зажимах якоря и сопротивлениями цепи возбуждения:

Характеристика холостого хода ?=/(/в) ( 12.11) имеет вид, аналогичный характеристике генератора с независимым возбуждением. Генератор устойчиво самовозбуждается в том случае, если ?>/в'"в, т. е. если характеристика холостого хода ?=/(/в) идет выше характеристики цепи возбуждения (прямой U=IBrE). Точка пересечения этих характеристик определяет конечную э. д. с. и, следовательно, напряжение, до которого возбуждается генератор. Если E^Isrs, самовозбуждения машины не происходит. Сопротивление цепи возбуждения, определяющее начало самовозбуждения (порог самовозбуждения), называется критическим. В этом случае напряжение на зажимах генератора неустойчиво.

Генератор с последовательным возбуждением имеет обмотку возбуждения, включаемую последовательно с якорем ( 12.13). Обмотка возбуждения рассчитывается на ток якоря, так как /в=/я=/, и имеет малое число витков провода большого сечения. Характеристика холостого хода генератора с последовательным возбуждением может быть снята только при питании обмотки возбуждения от постороннего источника и имеет такой же вид, как у генератора с независимым возбуждением.

Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением приведена на 12.14. Генератор может применяться для питания постоянной нагрузки.

Свойство последовательной обмотки возбуждения увеличивать напряжение генератора с ростом нагрузки используется для компенсации снижения напряжения, наблюдаемого у генераторов с параллельным возбуждением.

Генератор со смешанным возбуждением имеет две обмотки возбуждения ( 12.15). Параллельная ОВШ (шунтовая) включается параллельно якорю, последовательная ОВС (сериесная) — последовательно. Параллельная обмотка рассчитывается на небольшой ток /в.ш= (0,01—0,03)/н и имеет большое число витков провода малого сечения. Последовательная обмотка рассчитывается на ток нагрузки /=/в.с—/я—/влп и имеет малое число витков провода большого сечения. Благодаря наличию параллельной обмотки генератор со смешанным возбуждением может самовозбуждаться и при

Генераторы рассматриваемых типов имеют одинаковое устройство и отличаются лишь выполнением обмотки возбуждения. Обмотки независимого и параллельного возбуждения, имеющие большое число витков, изготовляют из провода малого сечения; обмотку последовательного возбуждения, имеющую небольшое число витков, — из провода большого сечения. Генераторы малой мощности иногда выполняют с постоянными магнитами. Свойства таких генераторов близки к свойствам генераторов с независимым возбуждением.

Генератор с независимым возбуждением. В генераторе этого типа ( 11.34) ток возбуждения /„ не зависит от тока якоря 1п, который равен току нагрузки /н. Величина тока /в определяется только положением регулировочного реостата Rpu, включенного в цепь обмотки возбуждения;

11.34. Принципиальная схема генератора с независимым возбуждением

При переходе от режима номинальной нагрузки к режиму холостого хода напряжение генератора изменяется на 10—20%, т. е. больше, чем в генераторе с независимым возбуждением.

При коротком замыкании якоря ток / „ генератора с параллельным возбуждением сравнительно мал (см. 11.41), так как в этом режиме напряжение и ток возбуждения равны нулю. Следовательно, ток короткого замыкания создается только ЭДС от остаточного магнетизма и составляет (0,4—0,8) /ном. Генератор может быть нагружен только до некоторого максимального тока /НР. При дальнейшем снижении сопротивления нагрузки Rf, ток /„ == UIRn начинает уменьшаться, так как напряжение U падает быстрее, чем уменьшается /?„. Работа на участке ab внешней храктеристики неустойчива; в этом случае машина переходит в режим работы, соответствующий точке Ь, т. е. в режим короткого замыкания.

Величина сопротивления /?ов достигает десятков тысяч ом, т. е. сравнима по величине с внутренним сопротивлением лампы. В отличие от резонансного усилителя в ламповом генераторе с независимым возбуждением напряжение смещения, как правило, создается автоматически за счет падения напряжения на резисторе утечки сетки /?с. Падение напряжения обеспечивается проходящим по резистору током сетки /с лампы в ту часть положительного полупериода входного напряжения, в течение которой напряжение на сетке положительно. В режиме класса С2 напряжение смещения i/co > U3 и амплитуда сигнала t/BXm > t/c0. Конденсатор Сс заряжается через входную цепь генератора до напряжения Ui0 = /cmax/?ci причем емкость этого кон-

В генераторе с последовательным возбуждением ( 6.12, а) ток возбуждения /в=/а=/н. Внешняя характеристика генератора ( 6.12, б, кривая /) может быть построена по характеристике холостого хода (кривая 2) и реактивному треугольнику ABC, стороны которого изменяются пропорционально току /„. При токах, меньших /„р, с увеличением тока нагрузки возрастает магнитный поток Ф и ЭДС генератора Е, вследствие чего увеличивается и его напряжение U. Только при очень больших токах /н>/кр напряжение с ростом нагрузки уменьшается, так как в этом случае магнитная система машины насыщается и небольшое возрастание потока не может скомпенсировать увеличенное падение напряжения на внутреннем сопротивлении 2/?. Так как в генераторе с последовательным возбуждением напряжение сильно изменяется при изменении нагрузки, а при холостом ходе оно близко к нулю, то такие генераторы непригодны для питания большинства электрических потребителей. Используют их лишь при электрическом торможении двигателей с последовательным возбуждением, которые при этом переводятся в генераторный режим.

пряжения на внутреннем сопротивлении 2>Ra. Поскольку в генераторе с последовательным возбуждением напряжение сильно изменяется при изменении нагрузки, а при холостом ходе оно близко к нулю, такие генераторы непригодны для питания большинства электрических потребителей. Используют их лишь при электрическом торможении двигателей с последовательным возбуждением, которые при этом переводятся в генераторный режим. Генератор со смешан-ным возбуждением. В этом генераторе ( 11.44, а) имеются две обмотки возбуждения: основная (параллельная) и вспомогательная (последовательная). Согласное включение двух обмоток позволяет получать приблизительно постоянное напряжение генератора при изменении нагрузки. Внешняя характеристика генератора ( 11.44, б) в первом приближении может быть представлена в виде суммы

сопротивления регулировочного реостата в цепи возбуждения. У генератора с независимым возбуждением напряжение обмотки возбуждения сохраняется постоянным и внешняя характеристика снимается при неизменном токе /„ возбуждения [см. формулу (ХИЛО)]. Согласно уравнению (XIII.15) из-за размагничивающего действия реакции якоря ii за счет падения напряжения в сопротивлении г якорной обмотки напряжение генератора уменьшается при возрастании тока / нагрузки. Поэтому внешняя характеристика генератора независимого возбуждения имеет наклонный характер ( XIII. 16, а). Обычно внешние характеристики снимают при уменьшении тока нагрузки от значения, превышающего номинальное, до нуля.

При построении внешней характеристики генератора с независимым возбуждением напряжение, определяемое ординатами точек ат, изменяется, а ток возбуждения, характеризуемый абсциссами точек, сохраняется неизменным. Поэтому геометрическим местом вершин ат характеристический треугольников является прямая О'а„, параллельная оси ординат и проведенная через вершину ан характеристического треугольника, построенного при номинальном токе якорной обмотки. Исходя из этого, можно рекомендовать следующую методику построения внешней характеристики генератора с независимым возбуждением (см. построение кривой / на XIII.20, это построение проведено сплошными линиями, точки характеристики и ее построения штрихами не обозначены):

У генераторов с последовательным возбуждением напряжение сильно изменяется при изменении нагрузки, поэтому их нельзя применять для питания большинства потребителей, нормально работающих при U = const, т. е. они практически не используются.

На 14.17 приведена схема генератора со смешанным возбуждением. Генератор наряду с основной параллельной (шунтовой) обмоткой Ш.ОВ, имеет вспомогательную последовательную (сериесную) обмотку С.ОВ возбуждения, при согласном включении которых напряжение генератора, как это видно из внешней характеристики ( 14.18, кривая 1), будет поддерживаться почти постоянным независимо от изменения нагрузки. У генераторов этого типа напряжение изменяется в пределах 2 — 3%. Последовательную обмотку этих генераторов выполняют таким образом, чтобы падение напряжения во внутреннем сопротивлении генератора и уменьшение э. д. с. от снижения тока возбуждения параллельной обмотки компенсировались приращением э. д. с. от потока последовательной обмотки. Так, если в генераторе с параллельным возбуждением напряжение при увеличении нагрузки падает и для поддержания его постоянным необходимо увеличивать ток возбуждения, то в генераторе со смешанным возбуждением последовательная обмотка возбуждения при увеличении нагрузки автоматически увеличивает магнитный поток соответственно току нагрузки, проходящему через нее.

На 16.15 представлена внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением. Напряжение на зажимах генератора определяется по формуле

В генераторах с самовозбуждением обмотка возбуждения питается от обмотки якоря. У генераторов с последовательным возбуждением напряжение сильно изменяется при изменении нагрузки, поэтому они практически не используются.

от потока последовательной обмотки. Так, если в генераторе с параллельным возбуждением напряжение при увеличении нагрузки падает и для поддержания его постоянным необходимо увеличивать ток возбуждения, то в генераторе со смешанным возбуждением последовательная обмотка возбуждения при увеличении нагрузки автоматически увеличивает магнитный поток соответственно току нагрузки, проходящему через нее.