Р ис. 1.53. Построение регулировочной характеристики генератора независимого возбуждения

5. Нагрузочная характеристика: при I_н = const и n = const (рис. 1.54). Эту характеристику также можно построить с помощью характеристичекого треугольника.

Этот треугольник построен по опытам к.з. и х.х. Он может быть использован для построения нагрузочной характеристики при наличии х.х. генератора.

Р ис. 1.54. Нагрузочная характеристика независимого возбуждения

Нагрузочная характеристика: .

, построим характеристический треугольник АВС совместно с характеристикой х.х. Катет ВС= по условию снятия нагрузочной характеристики.

Опытная характеристика идет ниже графической, обозначенной пунктиром и построена с помощью характеристического треугольника, в насыщенной части. Катет АВ увеличивается до за счет размагничивающего действия поперечной реакции якоря.

1.19. Генераторы параллельного возбуждения.

Характеристики ГПТ параллельного возбуждения можно снимать по схеме (рис. 1.55).

Основное достоинство генератора параллельного возбуждения.

Обмотка возбуждения питается от якоря генератора.

Рис. 1.55. Схема генератора параллельного возбуждения

, , где

I – ток нагрузки;

I_a – ток якоря генератора;

r_рг – регулировочный реостат в цепи возбуждения.

1. Характеристика холостого хода генератора параллельного возбуждения показана на рис. 1.56.

Р ис. 1.56. Характеристика холостого хода

Самовозбуждение генератора (рис. 1.57) происходит при выполнении следующих условий:

1. Наличие остаточного магнитного потока полюсов.

Если такой поток отсутствует, то его создают путем намагничивания машины пропусканием тока через обмотку возбуждения. После этого в машине существует поток остаточного магнетизма и машина готова к самовозбуждению.

2. Необходимо правильное подключение обмоток возбуждения, при котором МДС обмотки возбуждения ( ) направлена согласно МДС остаточного магнетизма _ост (Ф_ост). Тогда потоки и будут складываться = + . При встречном включении (МДС) потоков = – – суммарный поток будет равен разности потоков и , машина будет размагничена и самовозбуждение будет невозможно.

3. Сопротивление цепи возбуждения должно быть меньше некоторого критического значения (R_в < R_вкр);

4. Скорость вращения якоря должна быть выше критической (n > n_кр).

Рис. 1.57. Условия самовозбуждения

Генератора параллельного возбуждения

Для самовозбуждения достаточно, чтобы Ф_ост ≈ (2…3)% Ф_ном.

П роцесс самовозбуждения генератора можно рассмотреть по двум характеристикам: характеристике холостого хода и характеристике цепи возбуждения

Рис. 1.58. Зависимость самовозбуждения

От оборотов генератора.

Процесс самовозбуждения генератора параллельного возбуждения при холостом ходе (рис. 1.57): .

Процесс самовозбуждения ограничивается нелинейностью характеристик системы (кривая 1).

Характеристика цепи возбуждения: , где сопротивление цепи возбуждения, которое состоит из сопротивления обмотки возбуждения и регулировочного сопротивления в цепи обмотки возбуждения (рис. 1.57, прямая 2)

(1.141)

Характеристика холостого хода .

В процессе самовозбуждения i_в = const, и напряжение на концах цепи самовозбуждения (в режиме холостого хода) или уравнение процесса самовозбуждения.

(1.142)

на холостом ходу, так как .

определяет меру интенсивности процесса самовозбуждения (как разность ординат кривых 1 и 2).

создает , который, складываясь с остаточным потоком Ф_ост., создает суммарный поток и далее по нарастающей. Поток наводит , и затем и т. д.

Напряжение, до которого генератор может самовозбуждаться: U₀.

1. Если R_в > R_{в кр.}, (рис. 1.57, прямая 5) то самовозбуждение невозможно.

. (1.143)

Если R_в увеличить, то вместо прямой (2), получим прямую (3).

, и генератор самовозбуждается до .

Если ещё увеличить R_в до R_вкр, то и , то самовозбуждение невозможно (прямая 4). Сопротивление цепи возбуждения должно быть меньше критического значения.

Физическое объяснение процессу самовозбуждения следующее.

Самовозбуждение возможно, если при вращении генератора и вследствие остаточного потока в обмотке якоря будет наводиться э.д.с. , достаточная для увеличения тока возбуждения во времени, поскольку в генераторе параллельного возбуждения эта э.д.с. прикладывается к обмотке возбуждения.

Следовательно, первое условие: производная изменения тока во времени должна быть положительна

. (1.144)

Для контура цепи возбуждения можно записать уравнение

. (1.145)

В силу условия необходимо выполнение условия

. (1.146)

Или условия (1.147)

Последнее неравенство может быть выполнено только при определенных значениях или регулируемого сопротивления в цепи обмотки возбуждения . При этом n n_н соответствует кривая 1, кривая 3 соответствует n < n_кр, кривая 2 соответствует n = n_кр.

1. Если n < n_кр, то самовозбуждение невозможно рис. 1.58, так как не выполняется условие (1.147).

, поэтому генератор не самовозбуждается.

Характеристики генератора параллельного возбуждения те же что и в генераторе с независимым возбуждением.

В режиме холостого хода U_o=E_a~n. При уменьшении n х.х.х. идет ниже и при n_кр самовозбуждение невозможно. Характеристика холостого хода U=f(i_в) при I = 0 и n = const при параллельном возбуждении может быть снята только в одном квадранте, а характеристику короткого замыкания можно снять только при питании обмотки возбуждения от постороннего источника.

2. Внешняя характеристика U = f(I) генератора параллельного возбуждения снимается при R_в = const и n = const и имеет неоднозначный вид. Верхняя часть характеристики соответствует устойчивому установившемуся режиму работы при насыщенной магнитной системе.