Б21 (Шпоры к экзамену по элтеху (теория))

21. Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением. Условия самовозбуждения.

Характеристика холостого хода (XX) представляет зависимость ЭДС якоря от тока возбуждения при XX генератора E(Iв) при I = 0, Р₂ = 0. Поскольку при постоянной частоте вращения (n = const) ЭДС якоря согласно (2.7) пропорциональна маг­нитному потоку полюса, то характеристика XX подобна зави­симости Ф_п(Iв), называемой магнитной характеристикой машины. Она представляет собой узкую петлю гистерезиса, так как магнитная цепь машины выполнена из электротехничес­кой стали, являющейся магнитно-мягким материалом. При­ближенно ее представляют в виде кривой намагничивания (рис. 2.12).

Вначале магнитный поток Ф_п и ЭДС E возрастают почти про­порционально току возбуждения /_в. При дальнейшем увеличе­нии /в рост магнитного потока (и ЭДС) замедляется - насту­пает магнитное насыщение.

Магнитная цепь машины рассчитана так, что ее состояние при /в=/в.ном соответствует точке Ф_ном на середине "колена" кривой Ф_п(/в).

При отсутствии тока в обмотке возбуждения в якоре при его вращении наводится небольшая ЭДС (1-3% Uном) за счет оста­точной намагниченности магнитной системы машины. Этот малый остаточный магнитный поток Ф_ост обеспечивает само­возбуждение генераторов.

Рассмотрим условия и процесс самовозбуждения ге­нератора параллельного возбуждения при холостом ходе.

Первым условием самовозбуждения является наличие хо­тя бы очень слабого остаточного магнитного поля. Если при­вести якорь во вращение, то в обмотке якоря остаточный маг­нитный поток Фост наведет слабую (несколько вольт) ЭДС Eост. Однако она достаточна для того, чтобы вызвать в цепи обмотки возбуждения, подключенной к якорю, начальный ток. Начальный ток возбуждения увеличивает магнитный поток Ф_п, а вместе с ним увеличивается и ЭДС якорной обмотки. Поэтому ток возбуждения продолжает увеличиваться, магнит­ный поток и ЭДС снова возрастают и т. д. В этом и заключает­ся процесс самовозбуждения, который заканчивается, когда падение напряжения в обмотке возбуждения становится рав­ным ЭДС якоря, т.е. Е = Д_в/_в1 (рис. 2.13).

Вторым условием самовозбуждения является совпадение по направлению возбуждаемого и остаточного магнитных пото­ков. Если напряжения на зажимах вращающегося якоря не возникает, то необходимо изменить направление вращения ма­шины, или пересоединить концы обмотки возбуждения.

Третье условие самовозбуждения определяет значение со­противления Я„ в цепи возбуждения, т. е. угол наклона а пря­мой Uв = RвI_B к оси абсцисс. Если уменьшить I_В, например введя реостат в цепь возбуждения, то точка пересечения А сместит­ся влево. При достаточно большом сопротивлении цепи воз­буждения, называемом критическим (R_BJKp), напряжение на зажимах генератора неустойчиво и практически не превы­шает ЭДСЕост. Таким образом, по третьему условию самовоз­буждения, сопротивление цепи возбуждения генератора по­стоянного тока должно быть меньше критического.

Рис. 2.12. Магнитная характе­ристика машины Фп('в) или характеристика холостого хода генератора E(I_S

Рис. 2.13. Определение крити­ческого сопротивления цепи возбуждения