Синхронные машины. Машины постоянного тока
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
i>1). Она располагается ниже внешней характеристики генератора с независимым возбуждением (кривая 2). Объясняется это тем, что в рассматриваемом генераторе кроме двух причин, вызщающих уменьшение напряжения с ростом нагрузки (падения напряжения в якоре и размагничивающего действия реакции якоря), существует еще третья причина уменьшение тока возбуждения Iв = U/Rв, который зависит от напряжения U, т.е. от тока Iн.
Рис.2.53. Внешняя характеристика генераторов с независимым и параллельным возбуждением
Особенно наглядно видно действие причин, уменьшающих напряжение генератора при увеличении тока нагрузки, из рассмотрения рис.2.54, на котором показано построение внешней характеристики по характеристике холостого хода и характеристическому треугольнику.
Построение производится в следующем порядке. Через точку D на оси ординат, соответствующую номинальному напряжению, проводят прямую, параллельную оси абсцисс.
На этой прямой располагают вершину А характеристического треугольника; катет АВ должен быть параллелен оси ординат, а вершина С должна лежать на характеристике холостого хода 1. Через начало координат и вершину А проводят прямую 2 до пересечения с характеристикой холостого хода; эта прямая является вольт-амперной характеристикой сопротивления цепи обмотки возбуждения. Ордината точки пересечения Е характеристик 1 и 2 даст напряжение генератора U0 при холостом ходе.
Рис.2.54 Построение внешней характеристики генератора с параллельным возбуждением с помощью характеристического треугольника
Произведенное построение справедливо, так как:
а) ток возбуждения при номинальном режиме Iв.ном = Uном/ Rв соответствует абсциссе точки А;
б) э. д. с. генератора при номинальной нагрузке Еном = Uном + Iаном?r соответствует ординате точки В;
в) э. д. с. Еном можно определить по характеристике холостого хода, если взять ток возбуждения, который меньше Iв.ном на величину отрезка ВС, учитывающего размагничивающее действие реакции якоря.
При построении внешней характеристики 3, ее точки а и b, соответствующие холостому ходу и номинальной нагрузке, определяются величинами напряжений U0 и Uном. Промежуточные точки получают, проводя прямые АС, А С и т.д., параллельные гипотенузе АС, до пересечения с вольт-амперной характеристикой 2 в точках А, А и т.д., а также с характеристикой холостого хода 1 в точках С, С и т.д. Ординаты точек А, А и т.д. будут соответствовать напряжениям при токах нагрузки Iа1, Iа2 и т.д., величины которых определяются из соотношения Iаном: Iа1: Iа2:… = АС: АС: А С:…
Изменение напряжения генератора при переходе от режима номинальной нагрузки к режиму холостого хода составляет 1020%, т.е. больше, чем в генераторе с независимым возбуждением.
При коротком замыкании якоря ток Iк генератора с параллельным возбуждением сравнительно мал, так как в этом режиме напряжение и ток возбуждения равны нулю. Следовательно, ток короткого замыкания создается только э. д. с. от остаточного магнетизма и составляет (0,4 0,8) Iном. Генератор может быть нагружен только до некоторого максимального тока Iкр. При дальнейшем снижении сопротивления нагрузки rн ток Iн ? Iа? U/rн начинает уменьшаться, так как U падает быстрее, чем уменьшается rн. Работа на участке ab внешней характеристики (см. рис.1053) неустойчива; в этом случае машина переходит в режим работы, соответствующий точке b, т.е. в режим короткого замыкания.
Регулировочная и нагрузочная характеристики генератора с параллельным возбуждением имеют такой же характер, как для генератора с независимым возбуждением.
Генератор с последовательным возбуждением. В генераторе с последовательным возбуждением (рис.2.55, а) ток возбуждения Iв = Iа = Iн. Внешняя характеристика генератора (рис.2.55, б, кривая 1) может быть построена по характеристике холостого хода (кривая 2) и реактивному треугольнику ABC, стороны которого увеличиваются пропорционально току Iн.
Рис.2.55 Схема генератора с последовательным возбуждением и его внешняя характеристика
При токах, меньших Iкр, с увеличением тока нагрузки возрастает магнитный поток Ф и э. д. с. генератора Е, вследствие чего увеличивается и его напряжение U. Только при очень больших токах Iн > Iкр напряжение U с ростом нагрузки уменьшается, так как в этом случае магнитная система машины насыщается и небольшое возрастание потока Ф не может скомпенсировать увеличенное падение напряжения на внутреннем сопротивлении ?r. Поскольку в генераторе с последовательным возбуждением напряжение сильно изменяется при изменении нагрузки, а при холостом ходе оно близко к нулю, такие генераторы непригодны для питания большинства электрических потребителей. Используют их лишь при электрическом торможении двигателей с последовательным возбуждением, которые при этом переводятся в генераторный режим.
Рис.2.56 Схема генератора со смешанным возбуждением и его внешние характеристики
Генератор со смешанным возбуждением. В этом генераторе (рис.2.56, а) имеются две обмотки возбуждения: основная (парал?/p>