Генератори постійного струму, класифікація, характеристики, особливості.

Магнітний потік у генераторі постійного струму створюється його полюсами, тобто електромагнітами, що складаються з осердь та обмоток.

Залежно від того, як джерело живить струмом ці обмотки, генератори поділяються на генератори незалежного збудження та генератори з самозбудженням. Перші повинні мати стороннє джерело постійного струму для живлення обмотки збудження. Для цієї мети може застосовуватись випрямляч або інше джерело постійного струму.

Генератори з самозбудженням – це машини, в яких для збудження використовується частина енергії, яку вони самі виробляють.

За способом використання обмотки збудження розрізняють генератори паралельного, послідовного та мішаного збудження.

Для паралельного вибору типу генератора і правильної його експлуатації, крім номінальних даних (потужність, напруга. Струм,частота обертання), треба знати залежність між деякими іншими величинами. Ці залежності найчастіше подаються у вигляді кривих, які називаються характеристиками. Розглянемо дві основні характеристики : холостого ходу та зовнішню.

Характеристика холостого ходу – це залежність е. р. с. генератора Е від струму збудження Іпри постійній частоті обертання n і відсутності струму в обмотці якоря, тобто Е = f(I) при n = const, І= 0.

Зовнішня характеристика – це залежність напруги U на затискачах генератора від струму навантаження І при постійній частоті обертання n і незмінному струмі збудження І. тобто U = f(I) при n = const, І= const.

Генератор незалежного збудження.В цьому генераторі коло обмотки збудження ( що складається з самої обмотки збудження ОЗ, акумуляторної батареї GB та амперметра РА2) та коло якоря (що складається з обмотки якоря. Струмоприймача, амперметра РА1 і вольтметра PV) – це незалежні, електрично не з’єднані між собою кола (10.15).

Змінюючи реостатом Rопір у колі збудження, змінюємо струм збудження І, а значить, і магнітний потік та е. р. с. генератора. Одержану при цьому залежність Е = f(I) (характеристику холостого ходу) зображено на 10.15,б.

За цією характеристикою можна судити про ступінь насичення машини. Точка a, що характеризує номінальний режим генератора, тобто номінальні струм і напругу, лежить на перегині кривої.

Зовнішню характеристику генератора U = f(I) дістанемо, встановивши спочатку номінальні струм навантаження та напругу, а потім, не змінюючи струм збудження, будемо знижувати н7авантаження до нуля, вимірюючи при Цьому напругу на затискачах генератора. Одержану криву зображено на 10.25.в.Як видно, напруга на затискачах генератора зі зміненням його навантаження збільшується. Це зумовлено, по-перше,зменшенням реакції якоря, а значить,підсиленням загального магнітного потоку в машині й, по-друге, зменшенням втрати напруги в обмотці якоря.

Напруга на затискачах генератора при номінальному навантаженні дорівнює його е. р. с. з відрахуванням спаду напруги в обмотці якоря :

U = E - IR.

Зменшення тут члена IRзумовлює збільшення напруги U.

Потреба в сторонньому джерелі постійного струму для живлення обмотки збудження є недоліком генераторів незалежного збудження. Вони застосовуються в електроприводах з широким діапазоном регулювання напруги.

Генератори паралельного збудження.10.16,а. Обмотка збудження ОЗ тут приєднується паралельно обмотці якоря, тобто живлення її здійснюється струмом І, який виробляє сам генератор. Звичайно цей струм становить 2- 3% номінального струму машини.

Самозбудження генератора відбувається так: перед випуском з заводу-виготовлювача через обмотку збудження пропускають струм від стороннього джерела, намагнічуючи тим самим магнітну систему генератора, завдяки чому в ній створюється залишкова індукція (відрізок Оd рис.3.8,б), тобто в генераторі завжди э слабке магнітне поле. Коли первинний двигунпочинає обертати генератор, в обмотці якоря останнього індукується слабка е. р. с., яка подається на щітки. Оскільки обмотку збудження приєднано до цих щіток, в ній виникає слабкий струм збудження. Цей струм підсилює магнітний потік полюсів, що спричиняє збільшення е. р. с. машини, а це зумовлює зростання струму збудження й повторне збільшення е. р. с. машини і тд. Такий процес відбуватиметься доти, поки генератор досягне номінальної е. р. с.

Характеристика холостого ходу генератора паралельного збудження має той самий вигляд, що й у випадку генератора незалежного збудження. Його зовнішня характеристика буде трохи більш крутоспадною (10.16,б)

Генератор паралельного збудження не потребує спеціального джерела постійного струму для свого збудження, чим вигідно відрізняється від генератора незалежного збудження.

Генератори паралельного збудження широко застосовуються для живлення установок, в яких немає різких коливань навантаження, що спричиняють різкі коливання напруги генератора, недоступні з точки зору нормальної експлуатації струмоприймачів.

Генератор послідовного збудження.(10.17, а) Тут обмотка збудження ОЗ вмикається послідовно з якорем і. значить, через неї проходить той самий струм, що й через обмотку якоря. Переріз її провідників повинен бути таким, як і переріз провідників обмотки якоря.

Оскільки струм в обмотці якоря залежить від навантаження, магнітний потік і е. р. с. генератора також залежатимуть від навантаження. Це означає, що зі зростанням навантаження е. р. с. генератора збільшується і, навпаки, зі зменшенням навантаження вона зменшується. Зовнішню характеристику такого генератора показано на 10.17,б.

Через різкі коливання напруги при змінах навантаження цей генератор може застосовуватись в дуже рідких випадках при строго незмінному навантаженні (для живлення прожектора морського маяка).

Генератор мішаного збудження.(10.18,а). Він має дві обмотки : паралельну (основну) ОЗ1, яка приєднується паралельно якорю, та послідовному (додатковому) ОЗ2, що приєднуються послідовно з якорем. Обидві обмотки розташовуються на одних і тих самих полюсах і вмикаються погоджено, тобто так, що магнітні потоки їх додаються. У деяких випадках послідовна обмотка вмикається назустріч паралельній; тоді магнітні потоки їх віднімаються.

Наявність двох обмоток збудження надає цьому генератору властивостей генераторів паралельного та послідовного збудження. Це випливає з його зовнішніх характеристик (10.18,б,в), які показують, що генератор змішаного збудження при змінах навантаження майже не змінює своєї напруги чи зовсім її не змінює.

Останнє пояснюється тим, що зменшення напруги генератора зі збільшенням навантаження через ослаблення магнітного потоку паралельної обмотки компенсується дією послідовної обмотки, магнітний потік якої зі зростанням навантаження посилюється, збільшуючи тим самим сумарний магнітний потік і напругу генератора.

Генератори мішаного збудження широко застосовуються для живлення установок з різкими та частими коливаннями навантажень.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Принцип дії машин постійного струму	\|	Види двигунів постійного струму.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.012 сек.