4. Генератор с независимым, параллельным, смешанным и последовательным возбуждением

При независимом возбуждении (рис.38) обмотка возбуждения (ОВ) питается от независимого источника постоянного тока.

                        Рис.38

     Независимое возбуждение  генераторов применяют в случае необходимости регулирования в широких пределах тока возбуждения I_в и  напряжения на зажимах машины. У генераторов с независимым возбуждением

                      I_я = I_н

     Генераторы с самовозбуждением имеют ОВ,  питаемые от самого генератора.

 

     Генератор с параллельным возбуждением (рис.39 )

                                             I_я = I_н + I_в

 

                 Рис.39

     У мощных машин I_в составляет 1-3% тока якоря I_я, у малых машин    до нескольких десятков процентов.

     Генератор со смешанным возбуждением (рис.40 )

 

 

                         Рис.40

     Основной обычно является параллельная  обмотка.  Последовательная обмотка подмагничивает  машину  при  увеличении тока нагрузки Iн,  чем компенсирует падение напряжения в  обмотке  якоря  и размагничивающее влияние реакции якоря.

                                 I_я = I_н + I_в.

     Способ возбуждения  генератора определяет его свойства и характеристики.

     Характеристика холостого  хода генератора с независимым возбуждением имеет вид кривой намагничивания сердечника В = f(H)  и повторяет  ее петлю гистерезиса (кривая 1 - восходящая ветвь, 2 - нисходящая ветвь).      Е_ост  соответствует Ф_о - остаточному магнитному потоку.

     Внешняя  характеристика  ГПТ  с независимым возбуждением имеет падающий характер, т.к. вследствие реакции якоря магнитный поток Ф ослабляется при увеличении I_я.Следовательно уменьшается Е, что вызывает дополнительное снижение U.

       U = E - R_я I_я.

     Регулировочная  характеристика имеет восходящий характер, т.к. чтобы поддержать  U = const  при  любой нагрузке, необходимо при  увеличении I_я увеличить Е так, чтобы

     U = E - R_я I_я = const.

     Величина Е регулируется с помощью изменения I_в (а следовательно Ф).

     У генераторов с параллельным возбуждением характеристики холостого хода и регулировочная практически не отличаются от  соответствующих характеристик ГПТ с независимым возбуждением.

    Внешняя характеристика по сравнению с характеристикой ГПТ с независимым возбуждением пойдет ниже,  т.к.  уменьшение U будет вызываться не только падением напряжения на якорной  обмотке  (R_яI_я)  и  реакцией якоря, но и еще уменьшением Ф, т.к.  I_в= U / R_в. Более того при достижении Iя величины I_кр = (2 - 3) Iя_ном ток якоря начнет уменьшаться  с уменьшением Rн,  т.к. магнитная цепь будет ненасыщенной и уменьшение Uбудет происходить быстрее,  чем уменьшение R_н. При R_н = 0 (режим К.З.) I_я обычно  не превышает номинального значения и определяется величиной Е_ост.

     Для ГПТ  со  смешанным возбуждением характеристика холостого хода совпадает с характеристикой холостого хода ГПТ с параллельным  возбуждением. Вид внешней характеристики определяется способом включения обмоток возбуждения ГПТ.  При согласном включении  обмоток  параллельной (шунтовой)  и  последовательной (сериесной) магнитные потоки суммируются, внешняя характеристика пойдет выше характеристики ГПТ с  параллельным возбуждением, т.к. уменьшение Фш и реакция якоря  будет компенсироваваться увеличением Фс.      Подбором  числа  витков обмоток можно добиться равенства

Uхх = Uном, что позволит обеспечить стабильность напряжения.

При встречном включении обмоток         Ф = Ф_ш - Ф_с и характеристика получается круто падающей.      Достоинством ГПТ со встречным включением обмоток является то, что он не боится коротких замыканий в цепи нагрузки.

     Регулировочные характеристики ГПТ со смешанным возбуждением имеют вид, представленный на рис.   .

     Кривая 1 - с нормально рассчитанной последовательной обмоткой.

     Кривая 2 -при усиленной последовательной обмотке.

     Кривая 3 - при  последовательной обмотке с меньшим числом витков.