Статические характеристики генераторов постоянного тока

Свойства генераторов постоянного и переменного тока определяются с помощью характеристик. Важной величиной, характеризующей работу генератора, является его напряжение U_r. Характеристики генераторов помогают выяснить зависимость напряжения U_r от тока возбуждения /_в и тока нагрузки /_н. Большой интерес представляет зависимость тока возбуждения /_в от тока нагрузки /_н при заданном характере напряжения U_r на зажимах генератора.

Характеристики электрических машин могут быть получены расчетным путем и опытным, т. е. в лаборатории.

Основными характеристиками генераторов являются:

• 1) характеристика холостого хода U_m = /(/„) при /_н = 0 и п = Дном = const;
• 2) внешняя характеристика U_v = /(/_н) при R_K = const и п = «ном = const;
• 3) регулировочная характеристика /_в = / (/_н) при U_T= U_rHом = = const и п = п_нш = const.

Характеристика холостого хода U_xx = /(/_в) была рассмотрена в п. 1.1.

Внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением. На рис. 1.14 показана внешняя характеристика генератора U_r=f(I_H). В эксплуатации обычно генератор нагружают до номинального тока. Характер кривой объясняется следующими причинами:

• 1) с увеличением нагрузки увеличивается падение напряжения в цепи якоря I_aR_a, следовательно, уменьшается напряжение на зажимах генератора, так как U_r = Е_а — I_aR_a;
• 2) с увеличением нагрузки увеличивается размагничивающее действие реакции якоря, а следовательно, уменьшается ЭДС Е_а и напряжение U_T
• 3) вследствие указанных двух причин уменьшается напряжение на зажимах генератора U_n ток возбуждения /_в = U_r /R_K = U_T, ЭДС генератора Е_а. Падение напряжения на зажимах генератора при изменении нагрузки от нуля до номинальной составляет
• 25—35%, т. е.

AU = ^Ur"^{0M Ur} 0%,

и.

(1.10)

г ном

где 11_г ном — номинальное напряжение на зажимах генератора при холостом ходе; и_г — напряжение на зажимах генератора при номинальном токе.

Большое падение напряжения А и является одним из недостатков генераторов этого типа.

Регулировочная характеристика /_в = /(/„). Для ^того чтобы напряжение на зажимах генератора оставалось постоянным, требуется, как это следует из внешней характеристики, увеличивать ток возбуждения /_в при увеличении нагрузки.

На рис. 1.15 показана регулировочная характеристика.

Рис. 1.14. Внешняя характеристика ге- Рис. 1.15. Регулировочная

нератора с параллельным возбуждением характеристика

По регулировочной характеристике при известном сопротивлении обмотки возбуждения /?_ов можно подобрать сопротивление регулировочного реостата:

Я

<

рм ГП1П ^—

и

в

-я_ов;

в тах

<

рм тах ^—

и.

(1.Н)

і

V

в ті її

Генератор смешанного возбуждения. На рис. 1.16 приведена схема генератора смешанного возбуждения. Генератор имеет две обмотки возбуждения: параллельную ОВ_пр и последовательную ОВпс, которые укладываются на одних и тех же сердечниках главных полюсов.

Главной обмоткой, создающей не менее 70% МДС возбуждения, является параллельная обмотка. Она выполняется из большого числа витков тонкой проволоки. Так как ток нагрузки равен току, протекающему по последовательной обмотке, она выполняется из небольшого количества витков толстой проволоки.

Последовательная и параллельная обмотки возбуждения по отношению друг к другу могут быть включены согласно или встречно (противовключением). При согласном включении магнитные потоки, создаваемые обмотками возбуждения, складываются, а при встречном — вычитаются.

Обычно применяется согласное включение обмоток. При этом последовательная обмотка возбуждения выбирается обычно с таким расчетом, чтобы ее МДС компенсировала реакцию якоря и падение напряжения в якоре при определенной величине нагрузки, обеспечивая тем самым автоматическое регулирование напряжения в заданных пределах. Встречное включение применяется только в генераторах специального типа, например сварочных, прожекторных.

На рис. 1.17 показаны внешние характеристики генератора смешанного возбуждения при согласном включении обмоток (кривая 1) и встречном (кривая 2). Регулировочные характеристики для генератора смешанного возбуждения теряют свой смысл.

Рис. 1.17. Внешние характеристики генератора смешанного возбуждения

Рис. 1.16. Схема включения генератора

Технические данные генераторов постоянного тока серии П приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Основные технические данные генераторов постоянного тока серии П