11.3. Работа электрической машины постоянного тока в режиме генератора

Любая электрическая машина обладает свойством обратимости, т.е. может работать в режиме генератора или двигателя. Если к зажимам приведенного во вращение якоря генератора присоеди-нить сопротивление нагрузки, то под действием ЭДС якорной обмотки в цепи возникает ток.

где U - напряжение на зажимах генератора; Rя - сопротивление обмотки якоря.

(11.2)

Уравнение (11.2) называется основным уравнением генератора. С появлением тока в проводни-ках обмотки возникнут электромагнитные силы.

На рис. 11.5 схематично изображен генератор постоянного тока, показаны направления токов в проводниках якорной обмотки.

Воспользовавшись правилом левой руки, видим, что электромагнитные

силы создают электромагнитный момент Мэм, препятствующий враще-

нию якоря генератора.

Чтобы машина работала в качестве генератора, необходимо первичным

двигателем вращать ее якорь, преодолевая тормозной электромагнит-

ный момент.

Рис. 11.5

11.4. Генераторы с независимым возбуждением. Характеристики генераторов

Магнитное поле генератора с независимым возбуждением создается током, подаваемым от постороннего источника энергии в обмотку возбуждения полюсов.

Схема генератора с независимым возбуждением показана на рис. 11.6.

Магнитное поле генераторов с независимым возбуждением может создаваться от постоянных магнитов (рис. 11.7).

Рис.11.6 Рис.11.7

Зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения называется характеристикой холостого хода E = Uхх = f (Iв).

Характеристику холостого хода получают при разомкнутой внешней цепи (Iя) и при постоянной частоте вращения (n2 = const)

Характеристика холостого хода генератора показана на рис. 11.8.

Из-за остаточного магнитного потока ЭДС генератора не равна нулю при токе возбуждения, равном нулю.

При увеличении тока возбуждения ЭДС генератора сначала возрастает пропорционально.

Соответствующая часть характеристики холостого хода будет прямолинейна. Но при дальнейшем увеличении тока возбуждения происходит магнитное насыщение машины, отчего кривая будет иметь изгиб. При последующем возрастании тока возбуждения ЭДС генератора почти не меняется. Если уменьшать ток возбуждения, кривая размагничивания не совпадает с кривой намагничивания из-за явления гистерезиса.

Зависимость напряжения на внешних зажимах машины от величины тока нагрузки

U = f (I) при токе возбуждения Iв = const называют внешней характеристикой генератора.

Внешняя характеристика генератора изображена на рис. 11.9.

Рис.11.8 Рис.11.9

С ростом тока нагрузки напряжение на зажимах генератора уменьшается из-за увеличения падения напряжения в якорной обмотке.