Содержание  
< назад вперед >

§ 129. ГЕНЕРАТОР С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Схема генератора этого типа дана на рис. 303. Ток возбужде­ния, подаваемый от постороннего источника напряжения в обмот­ку возбуждения полюсов, не зависит от условий работы самого генератора. Реостат в цепи возбуждения позволяет менять вели­чину тока возбуждения, что приводит к изменению магнитного по­тока машины, а это в свою очередь ведет к изменению э. д. с. и на­пряжения генератора. Этот реостат часто называют р е г у л и р о-в о ч н ы м. (Реостат имеет третий добавочный контакт, позволяю­щий при выключении обмотки возбуждения замыкать ее накоротко. Этим предохраняются последние контакты реостата от обгорання, так как при выключении цепи, содержащей большую индуктив­ность, быстро исчезающий ток вызывает э. д. с. самоиндукции, поддерживающую дугу между рычагом и последним контактом реостата.)

Обмотка возбуждения состоит из большого числа витков медной изолированной проволоки. При постоянной скорости вращения якоря и отсутствии нагрузки генератора (холостом ходе) э. д. с. машины зависит только от тока возбуждении. Изменяя сопротивле­ние цепи возбуждения регулировочным реостатом, замечая показания амперметра   в   цени   возбуждения  и вольтметра,   подключенного к

щеткам генератора, устанавливаем зависимость между э. д. с. гене­ратора при холостом ходе машины и током возбуждения. Эта зави­симость представляется кривой, называемой характеристикой, холосто г о   х о да   (рис. 304).

При первом намагничивании генератора и при отсутствии тока возбуждения (Iв = 0) вольтметр машины покажет нуль при любой скорости  вращения  якоря.  Увеличение тока  возбуждения  будет сопровождаться вначале пропорциональным увели­чением э. д. с. генератора. Соответствующая часть характеристики холостого хода будет прямолинейной. Но дальнейшее увеличение тока возбуждения вызовет магнитное насыщение ма­шины, отчего кривая будет иметь изгиб. Если теперь уменьшать ток возбужде­ния генератора, то можно заметить, что при тех же самых значениях тока возбуждения э. д. с. генератора будет иметь большие значения, чем при намагничива­нии, и кривая размагничивания пройдет несколько выше, чем кривая намагничивания. Это объясняется явлением гистерезиса. При умень­шении тока возбуждения до нуля генератор за счет остаточного магнетизма будет иметь некоторую э. д. с. Чем дальше за перегибом характеристики лежит точка, соответствующая э. д. с. генератора при нормальной работе, тем меньше изменяется э. д. с. машины в зависимости от тока возбуждения. Возможность регулировки напряжения в случае работы машины за перегибом характеристики невелика. Наоборот, если генератор будет работать на прямоли­нейной части характеристики, то небольшие изменения тока воз­буждения вызовут значительные изменения э. д. с. генератора.

Одним из основных требований, предъявляемых к генератору, является постоянство напряжения при различных нагрузках.

Напряжение генератора с независимым возбуждением изме­няется с нагрузкой от двух причин:

1. Вследствие падения напряжения в обмотке якоря (и пере­ходном контакте щеток).

Э. д. с. генератора (Я) отличается от напряжения на щетках (U) на величину падения напряжения в обмотке якоря  I_яr_я:

Если, например, э. д. с. генератора равна 120 в, а сопротивле­ние обмотки якоря равно 0,01 ом, то при токе

генератора 50 а напряжение машины будет

при токе 100 а

при токе 200 а

Из этих примеров видно, что с увеличением нагрузки генера­тора напряжение его уменьша­ется. Чтобы уменьшить падение напряжения в сопротивлении rя, обмотку якоря машин постоян­ного тока изготовляют из медной проволокии стержней большого сечения.

Сопротивление обмотки якоря получается в этом случае очень малым, порядка десятых, сотых и даже тысячных долей ома у более мощных генераторов.

При холостой работе генератора Iя = 0, поэтому

2. Второй причиной уменьшения напряжения у генератора с независимым возбуждением при увеличении его нагрузки явля­ется действие реакции якоря, приводящее к уменьшению магнит­ного потока и э. д. с. машины.

Если постепенно нагружать генератор, отмечая по показаниям амперметра, включенного в цепь якоря, величину тока нагрузки, оставляя неизменным скорость вращения генератора и ток возбуждения, то можно получить зависимость напряжения на зажимах машины от тока нагрузки. Эта зависимость называется внешней характеристикой. На рис. 305 показана внешняя характе­ристика генератора с независимым возбуждением. По горизонтальной оси отложен ток нагрузки, по вертикальной оси — напряжение генератора. У генераторов с независимым возбуждением при номи­нальной нагрузке, постоянной скорости и постоянном токе возбуж­дения понижение напряжения может составлять 5—8% от номиналь­ного. Для поддержания напряжения генератора постоянным изме­няют ток возбуждения при помощи  регулировочного реостата.

Как видно из рис. 803, в цепь якоря генератора включены плавкие предохранители, которые защищают обмотку якоря, если короткое замыкание происходит во внешней сети. Измене­ние направления вращения генератора с независимым возбуж­дением приводит к изменению полярности щеток.