Основные характеристики генераторов: Характеристики генераторов постоянного тока | Общие сведения об электрических машинах

Содержание

Характеристики генераторов постоянного тока | Общие сведения об электрических машинах

Подробности
Категория: Электрические машины
  • электродвигатель

Содержание материала

  • Общие сведения об электрических машинах
  • Нагрев вращающихся машин переменного тока
  • Номинальные режимы работы
  • Конструктивные исполнения электрических машин
  • Регулирование скорости вращения трехфазных асинхронных двигателей
  • Изменение скорости вращения путем изменения первичного напряжения и другие
  • Работа трехфазного асинхронного двигателя в неноминальных условиях
  • Синхронные машины
  • Неявнополюсные синхронные генераторы
  • Системы возбуждения синхронных генераторов
  • Машины постоянного тока
  • Коллекторные машины постоянного тока
  • Устройство и конструкция коллекторной машины постоянного тока
  • Обмотки барабанных якорей
  • Петлевые обмотки барабанных якорей
  • Волновые обмотки барабанных якорей
  • Комбинированная обмотка машин постоянного тока и выбор
  • Характеристики генераторов постоянного тока
  • Генератор смешанного возбуждения
  • Сельсины
  • Работа однофазных сельсинов в индикаторном режиме
  • Поворотные трансформаторы
  • Синхронные реактивные двигатели
  • Однофазные реактивные двигатели
  • Синхронный гистерезисный двигатель

Страница 18 из 25

Классификация схем возбуждения генераторов постоянного тока была приведена в выше (рис. 280). Свойства генераторов, определяемые системой возбуждения, выявляются на основе характеристик, устанавливающих зависимости между отдельными величинами. Основными для генераторов являются характеристики холостого хода, нагрузочная, внешняя и регулировочная.

Генератор независимого возбуждения (рис. 280, а)

Характеристика холостого хода представляет собой зависимость напряжения генератора U от тока возбуждения при постоянном числе оборотов п в токе якоря = 0: U = f(IB). Характеристика холостого хода имеет две ветви — восходящую и нисходящую (рис. 299). Остаточный магнетизм полюсов и ярма при отсутствии возбуждения обусловливает некоторое напряжение, обычно равное 2-3% UH.

Рис. 299. Характеристика холостого хода.

Нисходящая ветвь из-за остаточного магнетизма проходит несколько выше восходящей.

Характеристика холостого хода позволяет судить о магнитных свойствах машины, во многом определяет другие характеристики, являющиеся как бы производными от нее.

Рис. 300. Построение нагрузочной характеристики.

Нагрузочная характеристика представляет собой зависимость напряжения на зажимах генератора от тока возбуждения U=f(IB) при постоянных токе нагрузки и числе оборотов п. Нагрузочные характеристики имеют форму, похожую на характеристику холостого хода, но проходят ниже последней вследствие размагничивающего действия реакции якоря и падения напряжения в цепи якоря, возникающих при нагрузке генератора.
Приведенное в   (рис. 286) определение напряжения генератора при нагрузке по существу выявило точку нагрузочной характеристики (точка а, рис. 286). Если теперь, считая при данном токе размеры реактивного треугольника неизменными, передвигать его по характеристике холостого хода параллельно самому себе, то след вершины а (b, с, d, е) пройдет по нагрузочной характеристике (рис. 300). Точка е соответствует короткому замыканию генератора.

Внешняя характеристика представляет собой зависимость напряжения на зажимах генератора U от тока нагрузки при постоянных числе оборотов п и токе возбуждения: U = f(I). Различают внешнюю характеристику при возрастающей нагрузке, когда исходным является режим холостого хода, и внешнюю характеристику при убывающей нагрузке, когда в исходном режиме принимается некоторый ток нагрузки (обычно номинальный) при некотором напряжении (обычно номинальном) и рассматривается убывание нагрузки вплоть до полной разгрузки.
Кривая 1 на рисунке 301 представляет внешнюю характеристику при возрастающей нагрузке. Напряжение на зажимах генератора определяется значением э. д. с. Е, зависящим от результирующего потока и падения в цепи якоря 1Яя:

U = E — IR я.
Здесь полное сопротивление цепи якоря, включая щеточные контакты.

При увеличении нагрузочного тока растет размагничивающее действие н. с. реакции якоря и результирующая н. с. генератора уменьшается, несмотря на постоянную н. с. обмотки возбуждения. Это приводит к уменьшению результирующего потока генератора и, следовательно, э. д. с. E. С ростом нагрузки благодаря возрастающему действию реакции якоря магнитное состояние машины характеризуется точками, лежащими ближе к линейной части кривой намагничивания, насыщение уменьшается. В этих условиях относительное уменьшение результирующего потока и э. д. с. будет прогрессировать, что и определит некоторую выпуклость внешней характеристики в сторону, противоположную оси абсцисс. Пересечение внешней характеристики с осью абсцисс соответствует точке короткого замыкания, в которой ток значительно превышает номинальный.

Рис. 301. Внешние характеристики генератора независимого возбуждения.

Рис. 302. Регулировочная характеристика генератора независимого возбуждения.

Внешняя характеристика при убывающей нагрузке (кривая 2, рис. 301) позволяет определить процентное повышение напряжения при переходе от номинальной нагрузки к холостому ходу, если в исходном режиме:
(368)
ГОСТ 10159—62 на методы испытаний машин постоянного тока рекомендует снимать внешнюю характеристику именно при убывающей нагрузке, начиная приблизительно со 150% номинальной.

Процентное изменение (повышение) напряжения при сбросе номинальной нагрузки генератора обычно не превышает 5—15%.
Регулировочная характеристика представляет собой зависимость тока возбуждения от тока нагрузки  при постоянном номинальном напряжении UB на зажимах генератора и номинальной скорости вращения пн : IB = f (I). Для машин мощностью до 200 квт включительно определяют две ветви характеристики: при возрастании и убывании тока нагрузки. За регулировочную характеристику принимают кривую, каждая ордината которой является среднеарифметическим ординат обеих ветвей. Примерный вид регулировочной характеристики приведен на рисунке 302, из которого видно, что с увеличением нагрузочного тока следует увеличивать ток возбуждения, чтобы напряжение генератора оставалось постоянным. Увеличение тока возбуждения необходимо для компенсации размагничивающего действия реакции якоря и падения напряжения в цепи якоря, возникающих при нагрузке. Так как при этом э д. с. генератора Е, а следовательно, и его насыщение увеличиваются, то регулировочная характеристика имеет некоторую выпуклость, обращенную в сторону оси абсцисс.

будет усиливать поток остаточного магнетизма, а не ослаблять его;

  1. сопротивление цепи обмотки возбуждения не выше определенного.

Генератор последовательного возбуждения (схема рис. 280,в)

Характеристика холостого хода, раскрывающая магнитные свойства генератора последовательного возбуждения, может быть получена при независимом его возбуждении (рис. 305). Так как токи якоря, возбуждения и нагрузки равны, то нагрузочных и регулировочных характеристик у генератора последовательного возбуждения нет, и имеется лишь внешняя характеристика U — f(1) при n = const.

Если характеристика холостого хода, снятая при независимом возбуждении, непрерывно поднимаясь, стремится стать при сильном насыщении параллельной оси абсцисс, то внешняя характеристика, во-первых, из-за падения напряжения и реакции якоря располагается ниже характеристики холостого хода и, во-вторых, после некоторой нагрузки начинает падать (кривая 2, рис. 305). Последнее объясняется следующим образом. При достаточно большом значении тока нагрузки /, являющемся и током возбуждения, при насыщении машины магнитный поток Ф меняется незначительно, и, следовательно, как бы стабилизируется значение э.д. с. якоря Е. Но напряжение генератора определяется равенством
где RB — полное сопротивление цепи якоря, включая контактное сопротивление щетки — коллектор;

Рис. 305. Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением.

RB — сопротивление обмотки возбуждения, соединенной последовательно с обмоткой якоря. Вследствие непрерывного роста падения напряжения напряжение на зажимах генератора начинает уменьшаться, и при коротком замыкании характеристика холостого хода пересекает ось абсцисс.
Значительное изменение напряжения генератора последовательного возбуждения при изменении нагрузки делает его не подходящим для работы в эксплуатационных условиях, и генераторы последовательного возбуждения применяются лишь в единичных случаях, в специальных установках.

  • Назад
  • Вперёд
  • Назад
  • Вперёд
  • Вы здесь:  
  • Главная
  • Оборудование
  • Эл. машины
  • Генераторы со статической системой возбуждения

Еще по теме:

  • Испытания по определению электрических величин электрических машин
  • Основные повреждения электродвигателей
  • Двигатели типа ДАБ
  • Методы сушки электрических машин
  • Автоматизация испытаний электрических машин

Важные характеристики генераторов сигналов — НПО Радар

В современном мире без использования генераторов невозможно представить себе ни один из процессов проектирования, тестирования, наладки, ремонта электронных устройств. При тестировании и исследовании компонентов радиосистем генератор сигналов является важнейшим помощником осциллографов.

 

При этом современный рынок утопает в обилии моделей и разновидностях генераторов сигналов. Как разобраться в этом множестве: от простых импульсных сигналов до сложнейших сигналов произвольной формы? Наше краткое руководство поможет Вам сделать шаг в верном направлении, разберёмся вместе в основных видах и характеристиках генераторов сигналов!

 

 

Генератор сигналов представляет собой электронный прибор, генерирующий периодические и непериодические сигналы (аналоговые или цифровые). Он создаёт сигналы разной частоты и формы. Сформированные сигналы отличаются различными типами модуляции.

 

При работе генератор подаёт тестовые сигналы с изменяемой амплитудой на компоненты. Подаваемые сигналы изменяют свою форму и по этим изменениям можно судить о состоянии диагностируемого оборудования или прибора. Наиболее распространенные формы сигналов: синусоидальные, прямоугольные, треугольные, пилообразные, меандры.

 

Выбор генератора сигналов зависит от сферы его применения. Важными критериями являются частотная область, диапазон уровней, спектральная чистота, доступные модуляции (аналоговые, цифровые) и функциональные возможности для добавления определенных помех в сигналы.

 

Генераторы сигналов делятся на два основных типа: аналоговые и цифровые.

Аналоговые генераторы обеспечивают поддержку режимов аналоговой модуляции АМ, ЧМ и ФМ, многие также могут генерировать точные импульсные сигналы с различными характеристиками. Обладают высокой частотой спектра, низкими собственным и фазовым шумами, а также характеризуются отсутствием гармоник. Такие генераторы чаще всего применяются качестве источника для измерений фазового шума или в качестве эталонного калибровочного сигнала, являются универсальным инструментом для измерения усиления, линейности, полосы пропускания.

 

Векторные генераторы преобразуют сигналы модуляции в высокие частоты и выводят их. Сигнал модуляции генерируется цифровым способом и обрабатывается как поток комплексных данных I/Q в основной полосе частот. Дополнительно могут включаться различные возможности, такие как создание асимметричных характеристик и многие другие. Применяются при генерации сигналов для беспроводной связи, цифрового радио и телевидения, GPS, для тестирования цифровых приемников или модулей при разработке и производстве, а также для имитации ухудшения сигнала.

 

Также приборы подразделяются на генераторы НЧ сигналов и ВЧ сигналов.

 

Генераторы НЧ сигналов являются источником периодических сигналов напряжения, с изменяемой амплитудой и частотой. В зависимости от модели генераторы способны излучать синусоидальный сигнал в различных диапазонах частот — от инфразвуковых (менее 20 Гц) до ультразвуковых (до 200 кГц), реже до 2 или 10 МГц.

 

Генераторы ВЧ сигналов являются устройствами для настройки и тестирования измерительных приборов, автомобильных радаров, сканеров и других устройств путем подачи сигнала с заданными параметрами на испытываемый модуль, с требуемыми энергетическими и статистическими характеристиками. Имеют широкий диапазон частот — от нескольких кГц до десятков ГГц. Существует два вида устройств — аналоговые (сигналы с частотной и амплитудной модуляций, а также импульсные) и векторные (цифровая модуляция).

 

А теперь приведём основные характеристики, влияющие на выбор генератора сигналов.

 

  • Объём памяти (число ячеек) является характеристикой, которая непосредственно определяет длину записи генератора. Объём влияет на достоверность воспроизведения сигнала, поэтому хороший объём памяти позволит Вам зафиксировать большое количество периодов сигнала.

  • Частота дискретизации (частота выборок) определяет количество выборок за определённый отрезок времени. Она оказывает влияние на минимальный интервал времени, используемый при создании сигналов. Для качественной работы частота выборок должна минимум вдвое превышать частоту самой высокой спектральной составляющей генерируемого сигнала.

  • Разрешение по вертикали (динамический диапазон) определяется разрядностью ЦАП. Разрешение по вертикали означает точность амплитуды и достоверное воспроизведение искажений сигнала. Чем выше разрядность ЦАП, тем чётче разрешение. Чем выше разрешение, тем ниже частота дискретизации.

  • Полоса пропускания устанавливает диапазон частот выходного сигнала, который генератор может надёжно воспроизвести. Полоса пропускания определяет прохождение высших частотных составляющих сигнала без ухудшения характеристик этого сигнала.

  • Число выходных каналов. При наличии независимых каналов появляется возможность генерации различных испытательных сигналов. Независимые каналы повышают гибкость прибора при работе.

  • Функциональные возможности: количество воспроизводимых стандартных сигналов, модуляция, амплитуда на выходе и возможности редактирования сигнала.

 

Специалисты НПО «Радар» помогут Вам при выборе такого важного прибора, как генератор сигналов. При этом в каталоге нашей компании представлен широкий выбор генераторов импульсов, векторных сигналов, сигналов специальной формы и других:

 

  • Генераторы НЧ и шума

  • Генераторы ВЧ

  • Генераторы ВЧ Г4

  • Генераторы векторных сигналов

  • Генераторы сигналов специальной формы

  • Генераторы импульсов

Характеристики генераторов постоянного тока | www.electriceasy.com

Как правило, учитываются следующие три характеристики генераторов постоянного тока: (i) характеристика разомкнутой цепи (OCC), (ii) внутренняя или общая характеристика и (iii) внешняя характеристика. Эти характеристики генераторов постоянного тока поясняются ниже.

1. Характеристика разомкнутой цепи (OCC) (E

0 / I f )

Характеристика разомкнутой цепи также известна как магнитная характеристика или характеристика насыщения без нагрузки . Эта характеристика показывает соотношение между генерируемой ЭДС на холостом ходу (E 0 ) и током возбуждения (I f ) при заданной фиксированной скорости. О.К.К. кривая – это просто кривая намагничивания, и она практически одинакова для всех типов генераторов. Данные для O.C.C. кривая получается при работе генератора без нагрузки и поддержании постоянной скорости. Ток возбуждения постепенно увеличивается, и регистрируется соответствующее напряжение на клеммах. Схема подключения для получения O.C.C. кривая показана на рисунке ниже. Для генераторов с параллельным или последовательным возбуждением обмотка возбуждения отключается от машины и подключается к внешнему источнику питания.

Теперь из уравнения ЭДС генератора постоянного тока мы знаем, что Eg = kɸ. Следовательно, генерируемая ЭДС должна быть прямо пропорциональна потоку поля (и, следовательно, также прямо пропорциональна току поля). Однако, даже когда ток возбуждения равен нулю, генерируется некоторая величина ЭДС (обозначенная OA на рисунке ниже). Эта первоначально индуцированная ЭДС связана с тем, что в полюсах поля существует некоторый остаточный магнетизм. За счет остаточного магнетизма в якоре индуцируется небольшая начальная ЭДС. Эта первоначально индуцированная ЭДС способствует существующему остаточному потоку и, следовательно, увеличивает общий поток поля. Это, следовательно, увеличивает ЭДС индукции. Таким образом, O.C.C. следует прямой линии. Однако по мере увеличения плотности потока полюса насыщаются, и ɸ становится практически постоянным. Таким образом, даже мы увеличиваем I f далее ɸ остается постоянным и, следовательно, Eg также остается постоянным. Следовательно, O.C.C. кривая выглядит как характеристика B-H.

На приведенном выше рисунке показана типичная кривая насыщения без нагрузки или характеристики разомкнутой цепи для всех типов генераторов постоянного тока.

2. Внутренняя или общая характеристика (E/I

a )

Кривая внутренней характеристики показывает зависимость между генерируемой ЭДС под нагрузкой (Eg) и током якоря (I a ). Генерируемая ЭДС под нагрузкой Eg всегда меньше, чем E 0 из-за реакции якоря. Eg можно определить, вычитая падение из-за размагничивающего эффекта реакции якоря из напряжения холостого хода E 0 . Следовательно, внутренняя характеристическая кривая лежит ниже O.C.C. изгиб.

3. Внешняя характеристика (V/I

L )

Внешняя характеристическая кривая показывает соотношение между напряжением на клеммах (В) и током нагрузки (I L ). Напряжение на клеммах V меньше генерируемой ЭДС Eg из-за падения напряжения в цепи якоря. Следовательно, внешняя характеристическая кривая лежит ниже внутренней характеристической кривой. Внешние характеристики очень важны для определения пригодности генератора для той или иной цели. Поэтому этот тип характеристики иногда также называют характеристика производительности или характеристика нагрузки .

Внутренние и внешние характеристики приведены ниже для каждого типа генератора.

Характеристики генератора постоянного тока с независимым возбуждением

Если нет реакции якоря и падения напряжения на якоре, то напряжение останется постоянным при любом токе нагрузки. Таким образом, прямая линия AB на приведенном выше рисунке представляет зависимость напряжения холостого хода от тока нагрузки I L . Из-за размагничивающего эффекта реакции якоря генерируемая ЭДС под нагрузкой меньше, чем напряжение холостого хода. Кривая AC представляет собой ЭДС Eg, генерируемую под нагрузкой, в зависимости от тока нагрузки I L т.е. внутренняя характеристика (как I a = I L для генератора постоянного тока с независимым возбуждением). Кроме того, напряжение на клеммах меньше из-за омического падения в якоре и щетках. Кривая AD представляет собой зависимость напряжения на клеммах от тока нагрузки, т.е. внешнюю характеристику.

Характеристики шунтового генератора постоянного тока

Чтобы определить характеристики внутренней и внешней нагрузки шунтирующего генератора постоянного тока, машине разрешается наращивать напряжение перед подачей какой-либо внешней нагрузки. Для создания напряжения шунтового генератора генератор приводится в движение с номинальной скоростью первичным двигателем. Начальное напряжение индуцируется за счет остаточного магнетизма в полюсах поля. Генератор наращивает напряжение, как поясняет O.C.C. изгиб. Когда генератор набирает напряжение, его постепенно нагружают резистивной нагрузкой и через соответствующие интервалы снимают показания. Схема подключения показана на рисунке ниже.

В отличие от генератора постоянного тока с независимым возбуждением, здесь I L ≠I a . Для шунтового генератора I a = I L + I f . Следовательно, внутреннюю характеристику можно легко передать в Eg vs. I L , вычитая правильное значение I f из I a .

В нормальном рабочем состоянии, когда сопротивление нагрузки уменьшается, ток нагрузки увеличивается. Но по мере того, как мы продолжаем уменьшать сопротивление нагрузки, напряжение на клеммах также падает. Так, сопротивление нагрузки можно уменьшить до определенного предела, после чего напряжение на клеммах резко уменьшится из-за чрезмерной реакции якоря при очень больших токах якоря и повышенном I 2 Р потери. Следовательно, за пределами этого предела любое дальнейшее уменьшение сопротивления нагрузки приводит к уменьшению тока нагрузки. Следовательно, кривая внешней характеристики поворачивает обратно, как показано пунктирной линией на приведенном выше рисунке.

Характеристики генератора серии DC

Кривая AB на приведенном выше рисунке идентична кривой характеристики разомкнутой цепи (OCC). Это связано с тем, что в генераторах постоянного тока обмотка возбуждения соединена последовательно с якорем и нагрузкой. Следовательно, здесь ток нагрузки аналогичен току возбуждения (т.е. I L = I f ). Кривые OC и OD представляют соответственно внутреннюю и внешнюю характеристики. В последовательном генераторе постоянного тока напряжение на клеммах увеличивается с увеличением тока нагрузки. Это связано с тем, что при увеличении тока нагрузки увеличивается и ток возбуждения. Однако выше определенного предела напряжение на клеммах начинает уменьшаться с увеличением нагрузки. Это связано с чрезмерным размагничивающим действием реакции якоря.

Характеристики составного генератора постоянного тока

На приведенном выше рисунке показаны внешние характеристики составных генераторов постоянного тока. Если ампер-витки последовательных обмоток отрегулированы таким образом, что увеличение тока нагрузки вызывает увеличение напряжения на клеммах, то генератор считается перегруженным. Внешняя характеристика генератора с избыточным компаундом показана кривой AB на рисунке выше.
Если ампер-витки последовательных обмоток отрегулированы так, что напряжение на клеммах остается постоянным даже при увеличении тока нагрузки, то генератор называется плоским компаундом. Внешняя характеристика плоского составного генератора показана кривой AC.
Если последовательная обмотка имеет меньшее количество витков, чем требуется для плоского компаунда, то генератор называется недокомпонованным. Внешние характеристики генератора с недостаточным компаундированием показаны кривой AD.

Характеристики генераторов постоянного тока — самовозбуждающиеся и комбинированные генераторы с независимым возбуждением

Характеристика представляет собой график между двумя зависимыми величинами. Он показывает установившуюся характеристику генераторов постоянного тока. Характеристика генераторов постоянного тока объясняет взаимосвязь между нагрузками, возбуждением и напряжением на клеммах посредством графика. Ниже приведены три важные характеристики генератора постоянного тока.

Характеристика намагничивания

Эта характеристика показывает изменение напряжения генерации или напряжения холостого хода в зависимости от тока возбуждения при постоянной скорости. Ее также называют характеристикой холостого хода или разомкнутой цепи.

Внутренняя характеристика

Внутренняя характеристика генератора постоянного тока отображает кривую между генерируемым напряжением и током нагрузки.

Внешние характеристики  (нагрузочные характеристики)

Внешние характеристики или нагрузочные характеристики определяют соотношение между напряжением на клеммах и током нагрузки при постоянной скорости.

Содержимое:

  • Характеристики генератора постоянного тока с независимым возбуждением
  • Нарастание напряжения в генераторе с самовозбуждением или шунтирующем генераторе постоянного тока
  • Вольт-амперная характеристика составного генератора постоянного тока

Характеристики генератора постоянного тока с независимым возбуждением

В генераторе постоянного тока с независимым возбуждением , отдельный источник питания постоянного тока подключен к обмотке возбуждения. Этим источником может быть батарея, диодный выпрямитель, другой генератор постоянного тока или управляемый выпрямитель. Принципиальная схема генератора постоянного тока с независимым возбуждением в нагруженном состоянии показана ниже.

Модель схемы генератора постоянного тока с независимым возбуждением

Пусть генератор приводится в движение с постоянной скоростью первичным двигателем. Возбуждение поля (If) регулируется для получения номинального напряжения без нагрузки. На протяжении всей операции это значение напряжения поддерживается постоянным.

Let,

  • R fw сопротивление обмотки возбуждения
  • R fc — сопротивление реостата возбуждения для управления током возбуждения.
  • R a — полное сопротивление цепи якоря, включая сопротивление щеточного контакта.
  • R L сопротивление нагрузки.
  • I L ток нагрузки
  • E a — внутреннее напряжение
  • В — напряжение на клеммах
  • I a ток якоря

Различные уравнения для генератора постоянного тока с независимым возбуждением выглядят следующим образом:

Если бы не было реакции якоря, генерируемое напряжение V 0 было бы постоянным, как показано прямой линией (красного цвета) на рисунке ниже.

Характеристики клемм генератора постоянного тока с независимым возбуждением

Падение напряжения Δ В AR из-за реакции якоря. Внутренняя характеристика (E a ~ I L ) также показана на приведенном выше рисунке, представленном линией синего цвета. Падение напряжения IaRa на сопротивлении якоря Ra. Генератор, внешняя характеристика (V ~ I L ) также показана линией розового цвета.

Точка Р называется рабочей точкой , которая является пересечением между генератором, внешней характеристикой и характеристикой нагрузки, определяемой соотношением V= I L R L . Эта точка P дает рабочие значения напряжения на клеммах и тока нагрузки.

Нарастание напряжения в генераторе с самовозбуждением или шунтирующем генераторе постоянного тока

Генератор с самовозбуждением также известен как шунтирующий генератор постоянного тока, так как обмотка возбуждения подключена параллельно якорю. Таким образом, напряжение якоря обеспечивает ток возбуждения. Этот тип генератора обеспечивает собственное возбуждение поля.

Эквивалентная схема шунтирующего генератора постоянного тока показана на рисунке ниже:

Эквивалентная схема шунтирующего генератора постоянного тока

Учитывая приведенный выше рисунок, предположим, что генератор работает на холостом ходу, а первичный двигатель приводит в движение якоря с определенной скоростью. Этот генератор создаст желаемое напряжение на клеммах. Остаточный поток, присутствующий на полюсах поля генератора постоянного тока, отвечает за нарастание напряжения. Генерируется небольшое напряжение Ear, которое определяется уравнением, показанным ниже.

Это напряжение составляет от 1 до 2 вольт. Это напряжение вызывает протекание тока If в обмотке возбуждения генератора. Ток возбуждения определяется уравнением.

Поток увеличивается за счет магнитодвижущей силы, создаваемой током поля. В результате этого генерируемое напряжение Еа увеличивается. Это повышенное напряжение якоря увеличивает напряжение на клеммах. С увеличением напряжения на клеммах ток возбуждения If увеличивается еще больше. Это, в свою очередь, увеличивает поток и, следовательно, напряжение якоря еще больше увеличивается, и процесс нарастания напряжения продолжается.

Кривая нарастания напряжения шунтового генератора постоянного тока показана ниже:

Нарастание напряжения шунтирующего генератора постоянного тока

Генератор находится без нагрузки во время процесса нарастания напряжения, поэтому следующие уравнения, приведенные ниже, описывают установившийся режим работы. .

Поскольку ток возбуждения Если в шунтирующем генераторе очень мало, падением напряжения I f R a можно пренебречь. Таким образом, уравнение (1) принимает вид:

Прямая, заданная V= I0007 f R f , показанный на рисунке выше, известен как линия сопротивления поля .

Нарастание напряжения в шунтирующем генераторе постоянного тока для различных сопротивлений цепи показано ниже:

Влияние сопротивления возбуждения на напряжение холостого хода

Уменьшение сопротивления цепи возбуждения уменьшает наклон линии сопротивления возбуждения, что приводит к более высокое напряжение. Увеличение сопротивления цепи возбуждения увеличивает наклон линии сопротивления возбуждения, что приводит к снижению напряжения.

При увеличении сопротивления цепи возбуждения до Критического сопротивления поля (R C ) линия сопротивления поля становится касательной к начальному участку кривой намагничивания.

Если значение сопротивления поля выше критического сопротивления значения поля, генератор не возбуждается. Кривая, показанная ниже, показывает изменение напряжения холостого хода при фиксированном сопротивлении поля и переменной скорости якоря.

Изменение напряжения холостого хода со скоростью

Кривая намагничивания меняется в зависимости от скорости, и ее ордината для любого тока возбуждения пропорциональна скорости генератора. Если сопротивление поля поддерживается постоянным, а скорость id уменьшается, все точки на кривой намагничивания опускаются.

При определенной скорости, называемой критической скоростью , линия сопротивления поля становится касательной к кривой намагничивания. Ниже критической скорости напряжение не нарастает.

Следующие условия должны быть выполнены для нарастания напряжения в генераторе постоянного тока с самовозбуждением.

  • В полюсах поля должен быть достаточный остаточный поток.
  • Полевые клеммы должны быть подключены таким образом, чтобы ток возбуждения увеличивал поток в направлении остаточного потока.
  • Сопротивление цепи возбуждения должно быть меньше критического сопротивления цепи возбуждения.

Если в полюсах возбуждения нет остаточного потока, отключите возбуждение от цепи якоря и подайте на обмотку возбуждения постоянное напряжение.

Этот процесс называется Мигание поля .

Вольт-амперная характеристика составного генератора постоянного тока

Вольт-амперная характеристика составного генератора показана ниже: и Under Compounded , в зависимости от количества последовательных поворотов поля.

Для генератора с избыточной компаундом напряжение на клеммах полной нагрузки выше, чем напряжение на клеммах холостого хода.

Основные характеристики генераторов: Характеристики генераторов постоянного тока | Общие сведения об электрических машинах