7.4 Характеристики генератора паралельного збудження

7.4.1 Умови самозбудження

Щоб генератор мав можливість забезпечити магнітну систему необхідною енергією для збудження магнітного потоку Ф_о треба виконати наступні умови (самозбудження):

1) необхідно, щоб в магнітній системі МПС був остатній магніт­ний потік Ф_ост=(2...3)% Ф_0н. Цьому потоку відповідає остатня ЕРС Ф_ост(2...3)% U_н, яка визиває в обмотці збудження невеликий струм, що створює додатковий потік Ф_дод;

2) в залежності від напрямку І_зб, ф_ост та Ф_дод можуть сумуватися або відніматися, що визнача­ється напрямком обертання якоря. На корпусі генера-

Рисунок 7.11 – Схема генератора з самозбудженням

ратора завжди позначається стрілкою необхідний напрямок обертання. Процес самозбудження може продовжува­тись тільки в одну сторону в напрямку дії потоку Ф_ост;

3) якщо обидва потоки Ф_ост та Ф_дод співпадають, то результуючий потік весь час збільшується. Це призводить до підвищення індукованої ЕРС, струму збудження і знову потоку збудження ... і т.д.

В процесі збудження струм і_зб безперервно змінюється, то в контурі збудження діють слідуючі ЕРС:

1) напруга u_зб на затискачах як якоря, так і кола збудження;

2) падіння напруги R_зб; і_зб;

3) ЕРС самоіндукції

Згідно з законом Кірхгофа:

Частіш за все R_зб=const , тобто, самозбудження протікає в режимі XX, то R_збі_зб змінюється пропорційно струму і_зб (лі­нійно) R_зб= R_ш0+ R_д.зб; tg= R_зб

(рис.7.12).

В точці А процес самозбудження завершується, тому що u_зб-R_збі_зб=0, тобто

Якщо підвищувати опір R_зб, тобто кут , то точка А буде ковзати по характеристиці ХХ (крива 2) в напрямку точки 0.

За деяким значенням R_зб= R_зб.кр крива 1 співпадає з лінійною частиною XXX (крива 3). Точка стабільного самозбудження А стає невизначеною (крива 3). За цих умов генератор не збуджує­ться, а його ЕРС не перевищує Е_ост. R_зб.кр зветься критичний опором. Нахил ХХХ (крива 2) залежить від швидкості обертання яко­ря, то кожному значенню частоти обертання якоря  відповідає своє інше значення R_зб.кр.

Рисунок 7.12 – Процес самозбуд­ження

Висновок: для сталого, стабіль­ного режиму самозбудження необ­хідне виконання третьої умови R_зб<R_зб.кр, тобто нахил XXX (крива2) менше ніж нахил u_зб(і_зб) (крива 1).

7.4.2 Характеристика холостого ходу

Залежність U₀=f(I_зб); І=0; =const зветься ха­рактеристикою холостого ходу. В зв'язку з тим, що генератор паралельного збудження самозбуджуються тільки в одному напрямку то XXX знімається тільки для однієї полярності

Рисунок 7.13 – Характеристика ХХ

струму збудження. Вважається, що XXX генератора співпадає з відповідною характе­ристикою незалежного збудження.

Регулювальна та навантажувальна характеристики (І_зб=f(I); U=const та U=f(I_зб); І=const; =const) аналогічні, як і в генератора незалежного збудження, тому що збільшення струму І_а на величину струму І_зб(1...3)% І_ан не впливає суттєво на значення напруги U генератора.

7.4.3 Зовнішня характеристика генератора

Залежність U=f(I); R_зб=const; =const зветься зовнішньою характери-тикою, яка висвітлює вплив зміни опору навантаження R_н на величину напруги генератора без регулювання струму збудження:

а) для генератора незалежного збудження;

б) для генератора з самозбудженням;

в) збільшення струму навантаження (рис.7.14) знижує напругу U: – у генератора незалежного збудження з двох причин: падіння напруги R_аІ_а; реакція якоря; – у генератора паралельного збудження є щє третя причина – зменшення струму І_зб пропорційне U.

Це видно з порівняння зовнішніх характеристик (рис.7.14). Якщо зменшувати R_н до 0, то струм І спочатку підвищується до І_кр , І_кр =(2...2,5)І_н, а потім спа-

Рисунок 7.14 – Зовнішні характеристики генераторів

дає до І_кз=Е_ост/R_a. Це пояс­нюється наступним: поки генератор насичений напруга U мало залежить від зниження струму І_зб. Тому зменшення R_н сильніше впливає на струм І, який зрос­тає.

Подальше збільшення І знижує напругу U швидше (генератор не насичений) спочатку врівноважуючи, а потім перевершуючи вплив R_н. Відповідно до цього струм І сягає значення І_кр (рів­новага впливу R_н та падіння напруги U), а потім починає зменшуватись без упину (машина саморозмагнічується). В режимі КЗ (R_н=0; U=0; І_зб=0) в якірній обмотці протікає струм І_кз=Е_ост/R_a.

Примітка: характеристику КЗ зняти неможливо тому, що U=0; І_зб=0.