Параллельная работа генераторов постоянного тока

Рассмотрим параллельную работу генератора, имеющего параллельное или независимое возбуждение, с сетью бесконечно большой мощности, т.е. при условии, что напряжение сети U = const.

Подключение генератора к сети (рис. 2.57, а). Чтобы включить генератор на параллельную работу с сетью, необходимо привести якорь генератора во вращение с номинальной частотой, проверить соответствие полярности щеток генератора и проводов сети и установить такой ток возбуждения, при котором напряжение генератора U _г0 = E ₀равно напряжению сети U. При обеспечении этих условий включение генератора не будет сопровождаться броском тока, так как I _H = (U _г0– U)/ ∑ r =0. Условие U _г0 – U проверяют с помощью нулевого вольтметра V.

Нагрузка генератора. Чтобы нагрузить генератор, подключенный к сети, необходимо повысить его э. д. с. Это можно сделать путем увеличения частоты вращения якоря или тока возбуждения. Удобнее однако, воздействовать на ток возбуждения.

Рис. 2.57 – Схема подключения генератора с параллельным возбуждением к сети и определение его тока нагрузки по внешним характеристикам

Величину тока нагрузки I _н да I_а при заданном токе возбуждения можно определить графически по внешним характеристикам генератора 1 и 2, построенным при различных величинах тока возбуждения (рис. 2.57, б). Например, при некотором токе возбуждения I _в1 (кривая 1) равенство напряжений генератора U _ги сети U имеет место в точке А при токе нагрузки I _н1 = 0. При токе возбуждения I _в2 внешняя характеристика генератора (кривая 2) пересекается с линией U = const в точке В, соответствующей некоторому установившемуся значению I _н2 тока нагрузки.

Работа генератора в этой точке является устойчивой: при случайном изменении тока нагрузки, а следовательно, и тока якоря на величину Δ I _н ≈ Δ I _а возникает переходный процесс, для которого можно написать уравнение

, (2.71)

где u = U – мгновенное значение напряжения, сети; i _ни е –мгновенные значения тока нагрузки и э. д. с. генератора при переходном процессе; L_a – индуктивность цепи обмотки якоря; и _г– мгновенное значение напряжения генератора.

Из (2.71) следует, что

dijdt = (u_r–u)/L_a. (2.72)

При случайном увеличении тока нагрузки свыше I _н2 напряжение генератора u _г становится меньше напряжения сети u, следовательно, производная di _в/ dt будет отрицательной, т.е. ток нагрузки начнет уменьшаться, стремясь к установившемуся значению I _н2. При случайном уменьшении тока ниже I _н2 напряжение и _г> и,производная di _н/ dt > 0 и ток нагрузки начнет возрастать до установившегося значения I _н2.

Генератор с последовательным возбуждением устойчиво работать параллельно с сетью не может, так как его напряжение U _г увеличивается при возрастании тока нагрузки I _н (рис. 2.58, а). Поэтому при случайном отклонении тока якоря от некоторого установившегося значения I _н, при котором U _г = U (точка А), машина сбрасывает нагрузку или переходит в режим работы, соответствующий очень большому току.

Внешняя характеристика генератора со смешанным возбуждением (рис. 2.58, б) имеет две точки пересечения с прямой U = const. Точка А соответствует неустойчивому режиму работы, а точка В- устойчивому. Однако и генератор со смешанным возбуждением для параллельной работы с сетью применяют редко, так как для него характерны броски тока при переходе из неустойчивого режима в устойчивый.