Генератор з паралельним збудженням

В цьому генераторі використовується принцип самозбудження, при якому обмотки збудження живляться безпосередньо від самого генератора (рис.1.4.2, а).

Для виникнення процесу самозбудження необхідно, щоб в генераторі був хоча б невеликий, (2 ¸ 3) % від Фз.ном, потік залишкового магнетизму Фзал.

Якщо привести генератор в обертання і підключити коло збудження до кола якоря, то на якорі з’явиться невелика напруга (2 ¸ 3) % Uном і по колу збудження потече струм, який створить додатковий потік Фз¢. Генератор може самозбудитись тільки при узгодженній дії потоків Фз¢ і Фзал, тобто процес самозбудження може відбуватися тільки в одному напрямку, що визначається напрямком потоку Фзал.

При узгодженому напрямку потоків Фзал і Фз¢ результуючий струм збудження збільшується, це приводить до підвищення ЕРС якоря Еа, що в свою чергу викликає подальше підвищення потоку збудження і т.д.

Розглянемо процес самозбудження генератора при Ін = 0. Для контура якір-обмотка збудження запишемо рівняння

image002 (1.4.4)

де еа і із — миттєве значення ЕРС Еа і струму Із; Rз = rз + rр.з — сумарний опір кола збудження генератора (опором кола якоря можна знехтувати); Lз — сумарна індуктивність обмотки якоря і обмотки збудження. Всі складові рівняння (1.4.4) можуть бути зображені графічно (рис.1.4.2, б). Де О¢А являє собою характеристику холостого ходу генератора еа = f(із), пряма ОВ — вольт-амперну характеристику кола збудження ізRз = f(із). При цьому tgg = Rз. Різницею ординат характеристики холостого ходу еа = f(із) і вольт-амперною характеристикою кола збудження ізRз = f(із) буде

image004.

Якщо image008 > 0, то це свідчить про те, що із зростає. Режим, що встановився, має місце при image010 = 0, тобто в точці С перетину прямої ОВ з характеристикою ОА.

image015

Рис.1.4.2. Генератор з паралельним збудженням та його характеристики.

З зміною Rз пряма ОВ змінює кут свого нахилу g. Це приводить до зміни струму збудження Із і відповідної йому напруги Uо = Ео. Підбором Rз забезпечується стійке збудження генератора в точці С. При деякому опорі Rз = Rз.кр, яке називається критичним, пряма ОВ буде дотичною до початкової частини характеристики холостого ходу. При цій умові генератор не збуджується. Таким чином, для нормальної роботи генератора з паралельним збудженням необхідно, щоб Rз < Rз.кр.

Зовнішня характеристика генератора з самозбудженням як залежність U = f(Ін) при n = const і Із = const зображена на рис.1.4.2, в (крива 1). Вона розташовується нижче характеристики генератора з незалежним збудженням (крива 2 на рис.1.4.2, в), так як тут, крім падіння напруги в якорі і дії реакції якоря, напруга зменшується через зменшення струму збудження.

Генератор з самозбудженням може бути навантажений тільки до деякого значення струму Ін = Ін.кр, після чого Ін = U/Rн починає зменшуватися, так як U зменшується швидше, ніж Rн. Робота на штриховій ділянці зовнішньої характеристики нестійка і машина переходить в режим короткого замикання. Струм короткого замикання малий, так як напруга, а тому, і струм збудження близькі до нуля. Струм короткого замикання створюється за рахунок потоку залишкового намагнічування і складає (0,4 ¸ 0,8)Іном.

Але можливе коротке замикання, при якому струм досягає значення, що перевищує номінальний струм в 8-10 раз, оскільки потік збудження генератора володіє деяким запасом електромагнітної енергії, за рахунок якої зменшення магнітного потоку, а тому, і ЕРС відбувається з деякою затримкою в часі. При цьому на валу генератора виникає великий гальмівний момент, а на колекторі — сильне іскріння, що переходить іноді в круговий вогонь.

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

Оставьте комментарий к статье