Реакция якоря

Классификация генераторов

По способу возбуждения генераторы делятся на две группы:

Рис. 2.4

а) генераторы с независимым возбуждением, ОВ которых питается от внешнего источника постоянного тока. У генераторов малой мощности поток Ф создается постоянными магнитами, обычно закрепленными на статоре (рис. 2.4);

б) генераторы с самовозбуждением, ОВ которых питается от самого генератора. В свою очередь такие генераторы в соответствии со схемой подключения обмотки якоря (ОЯ) и ОВ делятся на следующие виды:

– генераторы параллельного возбуждения (рис. 2.5);

– генераторы последовательного возбуждения (рис. 2.6);

Рис. 2.5 Рис. 2.6 Рис. 2.7

– генераторы смешанного возбуждения (рис. 2.7).

У генератора смешанного возбуждения имеются две обмотки возбуждения:

– обмотка параллельного возбуждения ОВ1;

– обмотка последовательного возбуждения ОВ2.

Потоки обмоток ОВ1 и ОВ2 складываются (направлены согласно). По ОВ2 течет ток нагрузки I _Н, который практически равен току якоря, т.к. ОВ1 – многовитковая обмотка с большим сопротивлением и I _B<< I_H.

Под процессом самовозбуждения генератора понимают процесс наведения номинальной ЭДС в ОЯ, когда источником питания ОВ1 является сам генератор.Процесс самовозбуждения генератора основан на явлении остаточного намагничивания ферромагнитных материалов, из которых выполнена машина (стальной корпус, “железо” якоря и полюсов). Его осуществляют на холостом ходу генератора при закороченном регулировочном реостате R_B.

Рис. 2.8

Наибольшее распространение получили генераторы с параллельным возбуждением. Для них в соответствии со вторым законом Кирхгофа можно записать . Поэтому напряжение в нагрузке

. (2.9)

Это выражение называют внешней характеристикой генератора. Вид ее для генератора независимого возбуждения показан на рис. 2.8 (кривая 1). Падение напряжения на щетках мало, поэтому в формуле (2.9) им пренебрегли. Внешняя характеристика генератора снимается при n =const. В генераторах смешанного возбуждения ОВ2 при токах I<I _ном частично компенсирует падение напряжения на ОЯ за счет роста Е при увеличении тока нагрузки (кривая 3 на рис. 2.8).

Магнитный поток в машине создается всеми обмотками, по которым протекают токи. На холостом ходуи в машине существует только основной поток , создаваемый ОВ. При подключении нагрузки начинает протекать ток якоря , который создает поток , направленный против основного потока . Результирующий поток по сравнению с потоком уменьшается по величине и искажается по форме. Влияние магнитного потока цепи якоря на поток называют реакцией якоря. Поэтому снижение величины напряжения на зажимах ОЯ при росте тока нагрузки происходит не только за счет увеличения падения напряжения на , но и за счет увеличения продольной составляющей потока реакции якоря, уменьшающей величину :

, (2.10)

где – поперечная составляющая потока якоря (искажает синусоидальную форму распределения потока под полюсом машины).

Влияние реакции якоря наглядно проявляется на внешней характеристике генератора параллельного возбуждения (кривая 2 на рис. 2.8). Дополнительное уменьшение выходного напряжения при возрастании связано с размагничивающим действием реакции якоря. При значениях тока нагрузки, превышающих номинальное значение, результирующий поток существенно уменьшается и при коротком замыкании (КЗ) генератор размагничивается настолько, что <.