Генераторы постоянного тока. Системы возбуждения генераторов

Генераторы постоянного тока по способу их возбуждения подразделяются на следующие группы:

1. Генераторы независимого возбуждения (рис.1);

Рисунок 1. – Генераторы независимого возбуждения

2. Генераторы с самовозбуждением:

а) генераторы параллельного (шунтовые) возбуждения (рис. 2);

Рисунок 2. – Генераторы параллельного (шунтовые) возбуждения

б) генераторы смешанного (компаундные) возбуждения (рис. 3)

Рисунок 3. – Генераторы смешанного возбуждения

в) генераторы последовательного (сериесного) возбуждения. Используется в единичных случаях.

Независимое возбуждение применяется в случаях, когда напряжение на зажимах генератора изменяется в широких пределах.

В генераторах параллельного, последовательного и смешанного возбуждения источником питания обмоток возбуждения является якорь самой машины, т.е. это машины с самовозбуждением. Процесс самовозбуждения возникает при выполнении следующих условий:

1. Наличие остаточной намагниченности, т.е. остаточного магнитного потока, который составляет 2-3% от номинального потока. При вращении якоря в поле остаточного магнетизма в его обмотке возникает ЭДС , а в обмотке возбуждения протекает ток

.

2. Ток возбуждения создает МДС и соответственно поток

.

Направление этого потока должно совпадать с направлением остаточного магнитного потока. В противном случае магнитная система машины размагнитится.

3. Усиление общего магнитного потока вызывает увеличение ЭДС якоря, ток возбуждения возрастает и т.п. Процесс самовозбуждения есть одновременное нарастание ЭДС якоря и тока возбуждения. ЭДС обмотки якоря уравновешивается падением напряжения и ЭДС самоиндукции в обмотке возбуждения:

.

На рис. 4 падение напряжения в омическом сопротивлении обмотки возбуждения изображается OL. Зависимость является характеристикой холостого хода. Отрезки , и т.д. равны. ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения:

.

При процесс самовозбуждения заканчивается. Наклон прямой OL зависит от сопротивления :

.

Сопротивление называется «критическим» если прямая OL является касательной к характеристике холостого хода.

Для самовозбуждения необходимо, чтобы сопротивление обмотки возбуждения было меньше критического.

Рисунок 4. – График зависимости