Генератор постоянного тока с независимым возбуждением. Характеристики

Генераторы постоянного тока, энергетическая диаграмма. Классификация.

Назначение компенсационной обмотки.

Компенсационная обмотка предназначена для уничтожения потенциальной причины искрения.

Компенсационная обмотка укладывается в пазы, которые выполнены в полюсных наконечниках основных полюсов и последовательно соединяется с якорной обмоткой. Она предназначена для создания магнитного поля, направленного навстречу полю реакции якоря F_a. Таким образом ликвидируется причина повышенного напряжения между коллекторными пластинами – искажение результирующего поля B_δx.

Компенсационная обмотка применяется для машин большой и средней мощности, так как требует дополнительного места в машине и конструктивно усложняет машину.

Классификация по способу их возбуждения:

I. Независимого возбуждения (обмотка возбуждения подключена к независимому источнику питания)

II. Самовозбуждения (обмотка возбуждения ОВ подключается к зажимам самого генератора):

1. Параллельного возбуждения (обмотка возбуждения шунтовая ОВШ)

2. Последовательного возбуждения (обмотка возбуждения сериесная ОВС)

3. Смешанного возбуждения (обе обмотки возбуждения)

Уравнение равновесия напряжения.

(1)

;

– падение напряжения на щёточном контакте, которое непостоянно;

r_c – сопротивление сериесной ОВ (если такая имеется).

Уравнение баланса мощности.

Умножим (1) на I_a:

(2)

- э/м мощность, полученная преобразованием механической мощности;

- мощность, поступающая во внешнюю цепь (полезная мощность);

В генераторах параллельного (и смешанного) возбуждения часть мощности UI_a снимается ОВШ для возбуждения машины:

Отсюда (2) можно записать в виде:

(3)

Мощность P₁, поступающая к генератору через вращение его якоря преобразуется в э/м мощность с механическими потерями ∆P_мех (трение в подшипниках, вентиляция), магнитными потерями ∆P_м и добавочными ∆P_доб:

(4)

По (3) и (4) можно начертить энергетическую диаграмму генератора.

Ток в обмотке возбуждения (ОВ) – I_в; ток в добавочных полюсах (ДП), компенсационной обмотке (КО) и якорной обмотке (внутри М) – I_a, ток в нагрузке (R_потр) – I.

В генераторе независимого возбуждения I = I_a, I_в ≠ f(I_a).

1) Характеристика холостого хода E(I_в) снимается при разомкнутой внешней цепи. ω = const, I_a = 0 (х.х.), U = E.

1 – первоначальная характеристика (при первом намагничивании); 2 – расчётная (приблизительная) характеристика.

Гистерезисный характер изменения ЭДС E при изменении значения и направления тока в обмотке возбуждения I_в объясняется гистерезисом в стали машины. Это явление весьма незначительно (графики 1 и 2 практически совпадают), но наличие E_0,ост имеет большое значение при самовозбуждении генераторов параллельного, последовательного и смешанного возбуждения. Характеристика холостого хода у всех видов генераторов постоянного тока одинаковы.

2) Нагрузочная характеристика U(I_в­) снимается при замкнутой внешней цепи на нагрузку.

ω = const, I_a = const, U = E – I_aR_a = E – const. Нагрузочная характеристика представляет собой сдвинутую вниз характеристику холостого хода на величину I_aR_a и на величину, соответствующую действию реакции якоря на поле обмотки возбуждения.

1 – характеристика холостого хода; 2 – нагрузочная характеристика.

Отрезок ВС соответствует падению напряжения DU в якорной цепи ВС=DU=I^. r_a. Отрезок FB обусловлен действием реакции якоря. DАВС называется характеристическим треугольником.

3) Внешняя характеристика U(I) снимается при I_в = const, ω = const.

∆U = I_aR_a соответствует падению напряжения в обмотке якоря. Генератор работает на холостом ходу при U = E.

4) Регулировочная характеристика I_в(I) снимается при U = const, ω = const.

Дата добавления: 2015-04-24