Генератор з незалежним збудженням

В цьому генераторі (рис.1.4.1, а) струм збудження І_з не залежить від струму якоря І_а, який рівний струмові навантаження І_н. Сила струму І_з визначається напругою джерела живлення і опором кола збудження (опором обмотки збудження r_з і регулюючого опору r_р.з):

І_з = U_з/(r_з + r_р.з). (1.4.1)

Як правило, струм збудження складає (1¸3)% від номінального струму якоря.

Головними характеристиками генератора з незалежним збудженням являються: характеристика холостого ходу, зовнішня, регулююча і навантажувальна характеристики.

Характеристикою холостого ходу (рис.1.4.1, б) є графічне зображення залежності Е_о = f(І_з), визначеної при І_н = 0 і n = n_ном = const. При холостому ході машини (R_н = ¥) напруга на якорі рівна ЕРС: U = Е_о = С_еФ_зn. Так як характеристика холостого ходу визначається при n = const, то Е_о буде залежати тільки від магнітного потоку Ф_з, тобто від струму збудження І_з. Тому характеристика Е_о = f(І_з) у визначеному масштабі являється характеристикою намагнічування Ф_з = f(І_з).

Рис.1.4.1. Генератор з незалежним збудженням та його характеристики

Характеристику Е_о = f(І_з) визначають при поступовому збільшенні струму збудження від нуля до значення, при якому Е_о = 1,25U_ном, а потім струм збудження зменшують до нуля. Різниця між зростаючою і спадаючою вітками характеристики існує за рахунок гістерезису в магнітопроводі машини. На практиці користуються середньою по ЕРС характеристикою холостого ходу генератора. При І_з = 0 за рахунок потоку залишкового магнетизму в обмотці якоря індукується залишкова ЕРС.

Зовнішньою характеристикою (рис. 1.4.1, в) називається графічне зображення залежності U = f(І_н), що визначається при n = n_ном = const і І_з = І_з.ном = const.

При наявності навантаження генератора його напруга

U = E — I_ar_S, (1.4.2)

де r_S — сума всіх опорів, ввімкнених послідовно в коло якоря (якоря, додаткових полюсів, компенсаційної обмотки і т.д.).

З підвищенням навантаження напруга U зменшується через падіння напруги в внутрішньому опорі r_S машини і зменшення ЕРС Е завдяки розмагнічуючій дії реакції якоря. Зміна напруги при переході від режиму холостого ходу до номінального навантаження буде

(1.4.3)

Для генераторів з незалежним збудженням DU = (3 ¸ 8) % від Е_о.

Регулюючою характеристикою (рис.1.4.1, г) називається графічне зображення залежності І_з = f(І_н), що визначається при U = const, n_ном = const. Вона встановлює закон регулювання струму збудження при зміні навантаження і постійній напрузі генератора. Характеристика показує, що з збільшенням навантаження для підтримки U = const необхідно збільшити струм збудження.

Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики”