Генератор постоянного тока с независимым возбуждением

Ток I _в для ГПТ в обмотке возбуждения формируется посторонним источником и не зависит от I _я. Этот тип возбуждения применяют, когда нужно менять в широких пределах I _в и напряжение U. Для снижения потерь в ОВ ток I _в устанавливают небольшим
(1–3% от I _я), а нужная величина МДС F _в = I _в w _в достигается за счет большого количества витков w _в. ОВ выполняют из тонкого провода, ее сопротивление R _в достаточно велико (сотни Ом). Ток возбуждения I _в = U _в/(R _в + R _р),где R _p – сопротивление регулировочного реостата.

О свойствах генератора судят по нескольким характеристикам. Характеристикой холостого хода называют зависимость E = f (I _в) при I _я = 0 и n = const. Поскольку E = C _e n Ф, то при n = const эта характеристика подобна характеристике Ф = f (I _в). При I _в = 0 в якоре наводится E _ост за счет потока остаточного намагничивания полюсов Ф_ост (рис. 3.66): E _ост ≈ 0,03 E _ном. При I _в > I _в.ном начинается магнитное насыщение.

Зависи­мость ЭДС якоря от I в для ГПТ с неза­висимым возбуж­дением

Внешней характеристикой называют U = f (I _я) при n, I _в = const. Под нагрузкой напряжение генератора U = E – I _я R _яS, где в R _яS входят сопротивление якорной обмотки R _я, сопротивление добавочных полюсов и сопротивление скользящего контакта между щетками и коллектором. С увеличением нагрузки генератора (т. е. уменьшением R _н) ток якоря растет, а напряжение U падает, что вызывается ростом потерь на R _яS и снижением E, обусловленным реакцией якоря. D U = = (U ₀ – U _ном)/ U _ном составляет 5÷15%.

Внешние характеристики ГПТ

Изменение I _в = const дает семейство внешних характеристик. При R _н = 0 (режим короткого замыкания) ток якоря недопустимо велик: I _я = (10÷20) I _я.ном. От таких перегрузок цепь якоря защищают с помощью реле и контакторов.

На практике напряжение U поддерживают компенсирующим изменением тока возбуждения за счет использования автоматических регуляторов. Достоинством генераторов с независимым возбуждением является возможность регулировать напряжение в широких пределах от нуля до U _ном и поддерживать его почти постоянным. Недостаток – необходимость в источнике питания ОВ.

Генераторы малой мощности выполняют иногда с постоянными магнитами возбуждения. Их характеристики близки к рассмотренным.