Генератор постоянного тока независимого возбуждения

Различают генераторы независимого возбуждения и генераторы с самовозбуждением. В генераторах независимого возбуждения основной магнитный поток создается либо постоянным магнитом, либо электромагнитом (обмоткой возбуждения), питаемым от источника постоянного тока.

Схема генератора постоянного тока независимого возбуждения изображена на рис. 7.17. Важнейшая особенность этой схемы — независимость тока возбуждения и магнитного потока главных полюсов от нагрузки генератора.

Рис. 7.17.

Физические величины, характеризующие работу электрической машины, связаны между собой определенными зависимостями, которые называются характеристиками.

Рассмотрим основные характеристики генератора независимого возбуждения.

Характеристикой холостого хода называется зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения при постоянной скорости вращения якоря и отключенной нагрузке:

Е = /(/_в) (при 1 = 0 и п = const).

Ее обычно снимают при номинальной скорости вращения генератора.

Характеристика холостого хода генератора независимого возбуждения (рис. 7.18) представляет собой изображенную в другом масштабе часть петли гистерезиса магнитной системы генератора. Поскольку ЭДС пропорциональна магнитной индукции, а напряженность магнитного поля — току возбуждения, зависимость ?(/") имеет такой же вид, как зависимость В (Н). Таким образом, характеристика холостого хода отображает свойства магнитопровода. Поскольку после первоначального намагничивания коэрцитивная сила удерживает в магнитопроводе небольшой остаточный магнитный поток, ЭДС генератора не равна нулю при токе возбуждения, равном нулю. Эту ЭДС называют остаточной:

Рис. 7.18.

Изгиб характеристики холостого хода объясняется насыщением магнитопровода. Номинальный ток возбуждения выбирают таким, чтобы он соответствовал участку перегиба характеристики холостого хода.

При этом наилучшим образом используется свойство магнитопровода усиливать магнитный поток обмоток возбуждения.

Характеристика холостого хода может быть рассчитана теоретически и снята экспериментально. В последнем случае ЭДС измеряется вольтметром, подключенным к зажимам генератора.

Внешней характеристикой называется зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки при постоянной скорости вращения и постоянном сопротивлении цепи возбуждения:

При отсутствии размагничивающего действия реакции якоря внешняя характеристика описывается уравнением.

представляющим собой прямую линию 1 в плоскости координатных осей U, I (рис. 7.19). При насыщении магнитной.

Рис. 7.19.

системы и наличия размагничивающего действия реакции якоря с увеличением нагрузки ЭДС генератора уменьшается, поэтому напряжение генератора снижается быстрее, чем по закону прямой линии (кривая 2 на рис. 7.19).

Внешняя характеристика позволяет определить, в каких пределах изменяется напряжение генератора при изменении нагрузки.

Регулировочной характеристикой называется зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при постоянных скорости вращения и напряжении на зажимах генератора:

Регулировочная характеристика показывает, как надо изменять ток возбуждения, чтобы поддерживать постоянным напряжение генератора при изменении его нагрузки.

Мы видели, что с увеличением тока нагрузки напряжение генератора уменьшается. Чтобы поддерживать его постоянным, необходимо увеличивать ЭДС. При постоянной скорости вращения это достигается увеличением магнитного потока, а следовательно, и тока возбуждения (рис. 7.20).

Рис. 7.20.

Регулировочные характеристики используются при проектировании регуляторов напряжения.

Генераторы независимого возбуждения находят применение в схемах автоматики, в двигатель-генераторных агрегатах, когда требуется изменять не только величину, но и полярность напряжения на зажимах, а также в качестве тахогенераторов, предназначенных для дистанционного измерения скорости вращения.

Недостатком всех этих машин является необходимость иметь отдельный источник энергии для питания обмотки возбуждения или постоянные магниты.

Карточка № 7.8 (250).

Генератор постоянного тока независимого возбуждения.

Продолжение карт. № 7.8