Поделиться Поделиться

Генератор параллельного возбуждения

Принцип самовозбуждения генератора постоянного тока ос­нован на том, что магнитная система машины, будучи намагни­ченной, сохраняет длительное время небольшой магнитный поток остаточного магнетизма сердечников полюсов и станины Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 1 (по­рядка 2—3% от полного потока). При вращении якоря поток Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 2

Рис. 28.5. Принципиальная схема (а) и характеристика х.х. (б) генератора параллельного возбуждения

индуцирует в якорной обмотке ЭДС Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 3 ,под действием которой в обмотке возбуждения возникает небольшой ток Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 4 . Если МДС обмотки возбуждения Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 5 имеет такое же направление, как и поток Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 1 , то она увеличивает поток главных полюсов. Это, в свою очередь, вызывает увеличение ЭДС генератора, отчего ток возбуждения вновь увеличится. Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение генератора не будет уравновешено падени­ем напряжения в цепи возбуждения, т. е. Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 6 .

На рис. 28.5, а показана схема включения генератора парал­лельного возбуждения, на рис. 28.5, б — характеристика х.х. гене­ратора (кривая 1) и зависимость падения напряжения от тока воз­буждения Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 7 (прямая 2). Точка пересечения А соответствует окончанию процесса самовозбуждения, так как именно в ней Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 8 .

Угол наклона прямой ОА к оси абсцисс определяется из тре­угольника ОАВ:

Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 9 , (28.10)

где Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 10 — масштаб тока (по оси абсцисс), А/мм; Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 11 — масштаб на­пряжения (по оси ординат), В/мм.

Из (28.10) следует, что угол наклона прямой Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 7 к оси абсцисс прямо пропорционален сопротивлению цепи возбужде­ния. Однако при некотором значении сопротивления реостата Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 12 сопротивление Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 13 , достигает значения, при котором зависимость Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 7 становится касательной к прямолинейной части ха­рактеристики х.х. (прямая 3). В этих условиях генератор не самовозбуждается. Сопротивление цепи возбуждения, при которой прекращается самовозбуждение генератора, называют критиче­ским сопротивлением, Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 14 .

Следует отметить, что самовозбуж­дение генератора возможно лишь при частоте вращения, превышающей крити­ческую Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 15 . Это условие вытекает из ха­рактеристики самовозбуждения гене­ратора (рис. 28.6), представляющей собой зависимость напряжения генера­тора в режиме х.х. от частоты враще­ния при неизменном сопротивлении цепи возбуждения, т. е. Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 16 при Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 17 .

Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 18

Рис. 28.6. Характеристика самовозбуждения

Анализ характеристики самовозбуж­дения показывает, что при Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 19 увели­чение частоты вращения якоря генератора сопровождается незна­чительным увеличением напряжения, так как процесса самовоз­буждения нет и появление напряжения на выходе генератора обу­словлено лишь остаточным намагничиванием магнитной цепи генератора. Процесс самовозбуждения начинается при Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 20 . В этом случае увеличение частоты вращения сопровождается резким ростом напряжения Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 21 . Однако при частоте вращения, близкой к номинальной, рост напряжения несколько замедляется, что объяс­няется магнитным насыщением генератора. Критическая частота вращения зависит от сопротивления цепи возбуждения и с ростом последнего увеличивается.

Таким образом, самовозбуждение генераторов постоянного тока возможно при соблюдении следующих условий: а) магнитная система машины должна обладать остаточным магнетизмом; б) присоединение обмотки возбуждения должно быть таким, что­бы МДС обмотки совпадала по направлению с потоком остаточ­ного магнетизма Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 1 ; в) сопротивление цепи возбуждения должно быть меньше критического; г) частота вращения якоря должна быть больше критической.

Так как генератор параллельного возбуждения самовозбуждается лишь в одном направлении, то и характеристика х.х. этого генератора может быть снята только для одного квадранта осей координат.

Нагрузочная и регулировочная характеристики генератора па­раллельного возбуждения практически не отличаются от соответ­ствующих характеристик генератора независимого возбуждения.

Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения 1 (рис. 28.7) менее жесткая, чем у генератора независимого возбуждения. Объясняется это тем, что в генераторе параллельно­го возбуждения помимо причин, вызывающих уменьшение на­пряжения в генераторе независимого возбуждения (реакция якоря и падение напряжения в цепи якоря), действует еще и третья при­чина — уменьшение тока возбуждения, вызванное снижением на­пряжения от действия первых двух причин. Этим же объясняется и то, что при постепенном уменьшении сопротивления нагрузки Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 22 ток увеличивается лишь до критического значе­ния Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 23 , а затем при дальней­шем уменьшении сопротив­ления нагрузки ток начинает уменьшаться. Наконец, ток нагрузки при коротком замы­кании Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 24 . Дело в том, что с увеличением тока усилива­ется размагничивание генера­тора (усиление реакции якоря и уменьшение тока возбуж­дения), машина переходит в ненасыщенное состояние, при котором даже небольшое уменьшение сопротивления нагрузки вызывает резкое уменьшение ЭДС машины (см. рис. 28.5, б). Так как ток определяется напряжением на выводах генератора Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 25 и сопротивлением нагрузки Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 22 , т. е. Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 26 ,то при токах нагруз­ки Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 27 , когда напряжение генератора уменьшается медлен­нее, чем убывает сопротивление нагрузки, происходит рост то­ка нагрузки. После того как Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 28 , дальнейшее уменьшение Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 22 сопровождается уменьшением тока нагрузки, так как в этом случае напряжение Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 25 убывает быстрее, чем уменьшается со­противление нагрузки Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 22 .

Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 29

Рис. 28.7. Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения

Таким образом, короткое замыкание, вызванное медленным уменьшением сопротивления нагрузки, не опасно для генератора параллельного возбуждения. Но при внезапном к.з. магнитная сис­тема генератора не успевает размагнититься и ток Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 30 достигает опасных для машины значений Генератор параллельного возбуждения - Инвестирование - 31 (кривая 2). При та­ком резком возрастании тока нагрузки на валу генератора возни­кает значительный тормозящий момент [см. (25.24)], а на коллек­торе появляется сильное искрение, переходящее в круговой огонь. Поэтому необходимо защищать генератор от перегрузки и к.з. по­средством плавких предохранителей или же применением релей­ной защиты.

Генераторы параллельного возбуждения широко применяют в установках постоянного тока, так как отсутствие возбудителя вы­годно отличает эти генераторы от генераторов независимого воз­буждения. Номинальное изменение напряжения генератора парал­лельного возбуждения [см. (28.9)] составляет 10—30%.

← Предыдущая страница | Следующая страница →