8.Робота електричної машини постійного струму як генератора

Будь-яка електрична машина має здатність оборотності, тобто. може працювати у режимі генератора чи двигуна. Якщо до затискання наведеного у обертання якоря генератора приєднати опір навантаження, то під впливомЭДС якірній обмотки у ланцюзі виникає струм

де U – напруга на затисках генератора; R_я – опір обмотки якоря.

(11.2)

Формула (11.2) називається основним рівнянням генератора. З появою струму в провідниках обмотки виникнуть електромагнітні сили. На рис. 11.5 схематично зображений генератор постійного струму, показані напрями струмів в провідниках якірній обмотки.

Рис. 11.5

Скориставшись правилом лівої руки, бачимо, що електромагнітні сили створюють електромагнітний момент М_>ем, що перешкоджає обертанню якоря генератора.

Щоб машина працював у ролі генератора, необхідно первинним двигуном крутити її якір, долаючи гальмівний електромагнітний момент.

9.Генератори з незалежним порушенням. Характеристики генераторів

Магнітне полі генератора з незалежним порушенням створюється струмом, подаваним від стороннього джерела енергії в обмотку порушення полюсів. Схема генератора з незалежним порушенням показано на рис. 11.6. Магнітне полі генераторів з незалежним порушенням може створюватися від постійних магнітів (рис. 11.7).

Рис. 11.6 Рис. 11.7

Залежність ЕРС генератора від струму порушення називається характеристикою холостого ходу E = U_>хх =f (I_в). Характеристику холостого ходу отримують при розімкнутої зовнішньої ланцюга (I_я) і за постійної частоті обертання (n₂ =const) Характеристика холостого ходу генератора показано на рис. 11.8. Через залишкового магнітного потоку ЕРС генератора не дорівнює нулю при струмі порушення, рівному нулю. При збільшенні струму порушення ЕРС генератора спочатку зростає пропорційно.

Відповідна частина характеристики холостого ходу буде прямолінійна. Але у подальшому збільшенні струму порушення відбувається магнітне насичення машини, чому крива матиме вигин. При наступному зростанні струму порушення ЕРС генератора майже змінюється. Якщо зменшувати струм порушення, крива розмагнічування не збігаються з кривоюнамагничивания через явищагистерезиса.

Залежність напруги на зовнішніх затисках машини безпосередньо від величини струму навантаження.U =f (I) при струмі порушення I_в =const називають зовнішньої характеристикою генератора.Зовнішня характеристика генератора зображено на рис. 11.9.

Рис. 11.8 Рис. 11.9

Зі збільшенням струму навантаження напруга на затисках генератора зменшується через підвищення падіння напруги в якірній обмотці.

10.Генератори зсамовозбуждением. Принцип самозбудження генератора з паралельним порушенням

Недоліком генератора з незалежним порушенням необхідно мати окремий джерело харчування. Але у певних умов обмотку порушення можна живити струмом якоря генератора.

Самовозбуждающиеся генератори мають жодну з трьох схем: з паралельним, послідовним і змішаним порушенням. На рис. 11.10 зображений генератор з паралельним порушенням.

Обмотка порушення підключена паралельно якірній обмотці. У ланцюг порушення включений реостат R_в.Генератор працює у режимі холостого ходу.

Щоб генераторсамовозбудился, необхідним є дотримання певних умов.

Першим із цих умов служить наявність залишкового магнітного потоку між полюсами. При обертанні якоря залишковий магнітний потік індукує в якірній обмотці невелику залишкову ЕРС.

Другим умовою є згодне включення обмотки порушення.Обмотки порушення та якоря повинні прагнути бути з'єднані в такий спосіб, щоб ЕРС якоря створювала струм, посилюючий залишковий магнітний потік. Посилення магнітного потоку призведе до підвищення ЕРС. Машинасамовозбуждается й починає стійко працювати із якоюсь струмом порушення I_в =const і ЕРС Є =const, залежними від опору R_в у ланцюзі порушення.

Третім умовою і те, що іракський опір ланцюга порушення при даної частоті обертання має менше критичного.Изобразим на рис. 11.11 характеристику холостого ходу генератора E =f (I_в) (крива 1) і вольт –амперную характеристику опору ланцюга порушення U_в = R_в·I_в, де U_в – падіння напруги у ланцюзі порушення. Ця характеристика є пряму лінію 2, нахилену до осі абсцис з точки (>tg ~ R_в).Струм обмотки порушення збільшує магнітний потік полюсів при згодному включенні обмотки порушення.ЕРС,индуцированная в якорі, зростає, що зумовлює подальшому збільшення струму обмотки порушення, магнітного потоку і ЕРС. Зростання ЕРС від струму порушення сповільнюється при насиченні магнітної ланцюга машини.

Падіння напруги у ланцюзі порушення пропорційно зростанню струму. У точці перетину характеристики холостого ходу машини 1 з прямою 2 процес самозбудження закінчується. Машина працює у усталеному режимі. Якщо збільшимо опір ланцюга обмотки порушення, кут нахилу прямий 2 до осі струму зростає. Крапка перетину прямий з характеристикою холостого ходу зміщується до початку координат. При деякому значенні опору ланцюга порушення R_>кр, коли =_>кр, самозбудження стає неможливим. При критичному опір вольт –амперная характеристика ланцюга порушення стає дотичній до прямолінійною частини характеристики холостого ходу, а якорі з'являється невеличка ЕРС.

Виновоки

Автогенератор — електронний генератор із самозбудженням. Автогенератор виробляє електричні (електромагнітні) коливання, що підтримуються подачею по ланцюзі позитивного зворотного зв'язку частини змінної напруги з виходу автогенератора на його вхід. Це буде забезпечено тоді, коли наростання коливальної енергії буде перевершувати втрати (коли петлевий коефіцієнт підсилення більше 1). При цьому амплітуда початкових коливань буде наростати.Такі системи називають автоколебательными системами або автогенераторами, а генеруються ними коливання — автоколиваннями. У них генеруються стаціонарні коливання, частота і форма яких визначаються властивостями самої системи.Автогенератори застосовуються, наприклад, в радіопередаючих пристроях.Існує 2 режиму роботи автогенератора: м'який і жорсткий режими.М'який режим характеризується безумовним швидким встановленням стаціонарного режиму при включенні автогенератора.Жорсткий режим вимагає додаткових умов для встановлення коливань: або великої величини коефіцієнта зворотного зв'язку, або додаткового зовнішнього впливу

Список використаної літератури 1. Білецький А.Ф. Теорія лінійних електричних ланцюгів. - М.: Радіо і зв'язок, 1986. 2. Бакалов В.П. та ін Теорія електричних ланцюгів. - М.: Радіо і зв'язок, 1998. 3. Качанов М.С. та ін Лінійні радіотехнічні пристрої. - М.: Воен. издат., 1974. 4. Попов В.П. Основи теорії ланцюгів - М.: Вища школа, 2000. 5. Іванов І.І., Лукін А.Ф., Соловйов Г.І. Електротехніка. Основні положення, приклади і задачі. 2-е вид., Виправлене. - СПб.: Видавництво «Лань», 2002. 6. Іванов І.І., Равдонік В.С. Електротехніка: Підручник для вузів. - М.: Вища школа, 1984.