 |
Наиболее широко в настоящее время применяют генераторы постоянного тока с параллельным возбуждением. Схема включения такого генератора представлена на рис. 7.
Рис. 7. Принципиальная схема генератора с параллельным возбуждением.
Цепь обмотки возбуждения генератора подключается параллельно с нагрузочным сопротивлением Rн, поэтому он и называется генератором с параллельным возбуждением.
Как видно из схемы рис.7, ток якоря Iа разветвляется по двум параллельным ветвям. В соответствии с первым законом Кирхгофа для узла («+») имеем
Iа = Iв + Iн
Обмотку возбуждения генераторов с параллельным возбуждением выполняют из тонкого провода c большим количеством витков. Это позволяет получить необходимые для создания требуемого магнитного потока ампервитки при относительно небольшом токе возбуждения.
Источником питания обмотки возбуждения является сам генератор. Процесс создания магнитного поля машины в этом случае называется самовозбуждением. Он происходит при разомкнутой цепи нагрузки, т.е. в режиме холостого хода. Небольшой остаточный магнитный поток Фост при вращении якоря индуцирует в нем остаточную ЭДС Еост, которая создает ток как в обмотке якоря, так и в обмотке возбуждения Iв.ост:
Iв.ост = Еост/ (Rа + Rв + Rр.в)
Под действием этого тока возбуждения происходит некоторое увеличение магнитного потока полюсов ∆Ф, а, следовательно, и ЭДС Е. Возрастание ЭДС приводит к возрастанию тока возбуждения и т. д. Этот ток через некоторое время становится достаточным для возбуждения номинального магнитного потока и, следовательно, номинальной ЭДС.
Условия самовозбуждения:
- необходим остаточный поток в статоре Фост;
- необходимо совпадение по направлению остаточного потока Фост с дополнительным потоком ∆Ф, создаваемым машиной;
- сопротивление цепи возбуждения (Rв + Rр.в) должно быть меньше критического.
Генераторы параллельного возбуждения имеют много общего с генераторами независимого возбуждения благодаря тому, что ток Iв в незначительной степени влияет на ток якоря Iа и реакцию якоря
Характеристика холостого хода генератора параллельного возбуждения не отличается от соответствующей характеристики генератора независимого возбуждения (см. рис. 3).
Внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением более мягкая, чем генератора независимого возбуждения (рис.8).
Рис.8. Внешние характеристики генераторов с параллельным (1) и независимым (2) возбуждением.
Уравнение характеристики
U = E – ∑Rа Iн
В генераторе с параллельным возбуждением E ≠ const из-за размагничивающего действия реакции якоря, так как с увеличением тока якоря Iа результирующий поток Ф, а следовательно, и ЭДС якоря E уменьшаются, и при этом уменьшается ток возбуждения Iв. Эти процессы приводят к снижению напряжения под нагрузкой ∆U,более значительному, чем в генераторах независимого возбуждения.
Значительное уменьшение напряжения приводит к падению тока возбуждения. После критического тока нагрузки Iкр (точка а на рис.8) наступает саморазмагничивание генератора, и он переходит в режим короткого замыкания (точка в на рис.8). Ток короткого замыкания создается только остаточной ЭДС Eост , и составляет (0,4-0,8) Iном
Регулировочная характеристика генератора параллельного возбуждения представлена на рис. 9 кривой 1
Рис.9. Регулировочные характеристики генераторов параллельного (1) и независимого возбуждения (2)
