§ 111. METODER FOR EXITASJON AV DC-GENERATORER

Generatorer likestrøm kan lages med magnetisk og elektromagnetisk eksitasjon. For å skape en magnetisk fluks i generatorer av den første typen, brukes permanente magneter,

og i generatorer av den andre typen - elektromagneter. Permanente magneter brukes kun i maskiner med svært lav effekt. Dermed er elektromagnetisk eksitasjon den mest brukte metoden for å skape magnetisk fluks. Med denne eksiteringsmetoden skapes den magnetiske fluksen av strømmen som flyter gjennom eksitasjonsviklingen.

Avhengig av metoden for tilførsel av eksitasjonsviklingen, kan DC-generatorer være uavhengig opphisset og selveksitert.

Med uavhengig eksitasjon (fig. 143, a) er eksitasjonsviklingen koblet til nettverket til en ekstra DC-energikilde. For å regulere eksitasjonsstrømmen Iv er motstand r p inkludert i viklingskretsen. Med slik eksitasjon er strømmen Iv ikke avhengig av strømmen i ankeret Ia.

Ulempen med generatorer uavhengig eksitasjon er behovet for en ekstra energikilde. Til tross for at denne kilden vanligvis har lav effekt (noen få prosent av kraften til generatorer), er behovet for det en stor ulempe, så uavhengige eksitasjonsgeneratorer finner svært begrenset bruk bare i maskiner. høyspenning, hvor tilførselen av eksitasjonsviklingen fra ankerkretsen er uakseptabel av designmessige årsaker.

Selveksiterte generatorer, avhengig av inkluderingen av eksitasjonsviklingen, kan være parallelle (fig. 143, b), serie (fig. 143, c) og blandet (fig. 143, d) eksitasjon.

For parallelle eksitasjonsgeneratorer er strømmen liten (noen få prosent merkestrøm armatur), og eksitasjonsviklingen har et stort antall svinger. Ved serieeksitasjon er eksitasjonsstrømmen lik ankerstrømmen og eksitasjonsviklingen har et lite antall omdreininger.

Med blandet eksitasjon plasseres to eksitasjonsviklinger på generatorens poler - parallell og serie.

Prosessen med selveksitering av DC-generatorer fortsetter på samme måte for ethvert eksiteringsskjema. Så, for eksempel, i parallelle eksitasjonsgeneratorer, som har fått den bredeste applikasjonen, fortsetter selveksiteringsprosessen som følger.

Enhver drivkraft roterer ankeret til generatoren, den magnetiske kretsen (åk og kjerner til polene) som har en liten gjenværende magnetisk fluks F 0 . Denne magnetiske fluksen i viklingen av det roterende ankeret induseres f.eks. d.s. E 0 , som er noen få prosent av maskinens merkespenning.

Under påvirkning av f.eks. d.s. E 0 i en lukket krets bestående av en armatur og en eksitasjonsvikling, flyter en strøm Iv. Magnetiseringskraften til eksitasjonsviklingen Ivw (w er antall omdreininger) er rettet i samsvar med strømmen av restmagnetisme, og øker den magnetiske fluksen til maskinen F, noe som forårsaker en økning i både f.eks. d.s. i armaturviklingen E, og strømmen i eksitasjonsviklingen Iv. En økning i sistnevnte forårsaker en ytterligere økning i F, som igjen øker E og Iv.

På grunn av metningen av stålet til maskinens magnetiske krets, skjer ikke selveksitasjon på ubestemt tid, men opp til en viss spenning, avhengig av rotasjonshastigheten til maskinens armatur og motstanden i eksitasjonsviklingskretsen . Når stålet i den magnetiske kretsen er mettet, reduseres økningen i den magnetiske fluksen og prosessen med selveksitasjon avsluttes. Å øke motstanden i eksitasjonsviklingskretsen reduserer både strømmen i den og den magnetiske fluksen som eksiteres av denne strømmen. Derfor synker emk. Med. og spenningen som generatoren er opphisset til.

Endring av rotasjonshastigheten til generatorankeret forårsaker en endring i emf. s, som er proporsjonal med hastigheten, som et resultat av at spenningen som generatoren er opphisset til også endres.

Selveksitering av generatoren vil bare skje under visse forhold, som er som følger:

1. >Tilstedeværelse av gjenværende magnetismestrøm. I mangel av denne flyten vil e ikke bli opprettet. d.s. E 0, under påvirkning av hvilken en strøm begynner å flyte i eksitasjonsviklingen, slik at eksiteringen av generatoren vil være umulig. Hvis maskinen er avmagnetisert og har no gjenværende magnetisering, så må en likestrøm føres gjennom eksitasjonsviklingen fra en ekstern kilde til elektrisk energi. Etter å ha slått av eksitasjonsviklingen vil maskinen igjen ha en restmagnetisk fluks.

2. Eksitasjonsviklingen må kobles i samsvar med strømmen av restmagnetisme, dvs. slik at magnetiseringskraften til denne viklingen øker strømmen av restmagnetisme.

Når eksitasjonsviklingen er slått på i motsatt retning, vil magnetiseringskraften redusere den gjenværende magnetiske fluksen og kan under langvarig drift avmagnetisere maskinen fullstendig. Hvis eksitasjonsviklingen viste seg å være slått på i motsatt retning, er det nødvendig å endre retningen på strømmen i den, det vil si å bytte ledningene som er egnet for terminalene til denne viklingen.

3. Resistansen til eksitasjonsviklingskretsen må være for stor, med en veldig høy motstand i eksitasjonskretsen er selveksitering av generatoren umulig.

4. Motstanden til den eksterne belastningen må være stor, siden med lav motstand vil eksitasjonsstrømmen også være liten og selveksitasjon vil ikke oppstå.

Egenskapene til en DC-generator bestemmes hovedsakelig av måten feltviklingen drives på. Avhengig av dette skilles følgende typer generatorer ut:

1) med uavhengig eksitasjon - eksitasjonsviklingen drives av en ekstern DC-kilde;

2) med parallell eksitasjon- eksitasjonsviklingen er koblet til armaturviklingen parallelt med lasten;

3) med seriell eksitasjon - eksitasjonsviklingen er koblet i serie med armaturviklingen og lasten;

4) med blandet eksitasjon - det er to eksitasjonsviklinger: en er koblet parallelt med lasten, og den andre er koblet i serie med den.

Generatorene av de betraktede typene har samme enhet og skiller seg bare i implementeringen av eksitasjonsviklingen. Viklinger av uavhengig og parallell eksitasjon, med et stort antall svinger, er laget av en ledning med lite tverrsnitt; en serie eksitasjonsvikling med et lite antall svinger - fra en ledning med stort tverrsnitt. Lavstrømsgeneratorer er noen ganger laget med permanente magneter. Egenskapene til slike generatorer er nær egenskapene til generatorer med uavhengig eksitasjon.

Generator med uavhengig eksitasjon. I denne typen generator (Fig. 10.35) eksitasjonsstrøm Jeg V uavhengig av armaturstrømJeg EN , som er lik laststrømmenJeg n . Nåværende Jeg V bestemmes kun av posisjonen til justeringsreostatenRp . B, inkludert i eksitasjonsviklingskretsen:

Jeg b= U b (R b + R p.b),(10.33)

Hvor U B - strømforsyningsspenning;R B - eksitasjonsviklingsmotstand;Rp V - motstanden til justeringsreostaten.

Vanligvis er eksitasjonsstrømmen liten og utgjør 1 ... 3 % av den nominelle ankerstrømmen. Hovedegenskapene som bestemmer egenskapene til DC-generatorer er som følger: tomgang, ekstern, kontroll og belastning. Tomgangskarakteristikk (fig. 10.36, EN) kalt avhengighetU 0 = f( l B) på Jeg n = 0 og n = konst . Når maskinen går på tomgang, når lastkretsen er åpen, spenningenU o ved terminalene til ankerviklingen er lik EMF E 0 \u003d c e F p. Armaturhastighetη holdes uendret, og spenningen ved tomgang avhenger kun av den magnetiske fluksen F, dvs. eksitasjonsstrømmenJeg V . Derfor karakteristikkenU 0 = f( jeg B) lik den magnetiske karakteristikken Ф = f( Jeg V ). Tomgangskarakteristikken er enkel å oppnå eksperimentelt. For å gjøre dette må du først stille inn eksitasjonsstrømmen slik atU o 1,25 U NOM , reduser deretter eksitasjonsstrømmen til null og øk den igjen til forrige verdi. I dette tilfellet oppnås de stigende og synkende grenene til karakteristikken, som kommer ut av samme punkt. Divergensen til grenene forklares av tilstedeværelsen av hysterese i maskinens magnetiske krets. PåJeg V = 0 i ankerviklingen induseres gjenværende EMF av flyten av restmagnetisme E stopp , som er 2...4 % av U nom.

Den ytre karakteristikken (fig. 10.36.6) er avhengigheten U = f( Jeg m ) kl P - konst og Jeg i = konst . I belastningsmodus, generatorspenning

(10.34)

hvor Σ R EN - summen av motstandene til alle viklinger koblet i serie i ankerkretsen (armaturviklinger, tilleggspoler og kompensasjon).

Med økende belastning for å redusere spenningen U påvirke: spenningsfall under indre motstand Σ Ra biler; nedgang i emfΕ som et resultat av den avmagnetiserende virkningen av ankerreaksjonen.

Spenningsendring under overgangen fra nominell belastningsmodus til tomgangsmodus

Δ u = ( U 0 - U ΗΟΜ )/ U ΗΟΜ . (10.35)

For generatorer med uavhengig eksitasjon er det 5 ... 15%.

Ris. 10.36.Egenskaper til generatoren med uavhengig eksitasjon

(a-c)

Reguleringskarakteristikk (fig. 10.36, V) kalles avhengighetJeg V = f( Jeg m ) kl U= konst og n = konst . Den viser hvordan feltstrømmen skal justeres for å holde generatorspenningen konstant når belastningen endres. Åpenbart, i dette tilfellet, når belastningen øker, er det nødvendig å øke eksitasjonsstrømmen.

Lastkarakteristikken (Fig. 10.37, a) er avhengighetenU= f( jeg B) på n = const og / n = konst . Lastkarakteristikk klJeg n = Jeg ingen m (kurve 2) passerer under tomgangskarakteristikken (kurve 1), som kan betraktes som et spesialtilfelle av lastkarakteristikken vedJeg n = 0. Forskjellen mellom ordinatene til kurvene 1 og 2 skyldes den demagnetiserende effekten av ankerreaksjonen og spenningsfallet i den indre motstandenΣ Ra biler.

Ris. 10.37.Lastkarakteristisk for en generator med uavhengig eksitasjon (a) og dens konstruksjon ved hjelp av en karakteristisk trekant (b)

En visuell representasjon av påvirkningen av disse faktorene gir karakteristisk, eller reaktiv, LAN-trekant. Hvis til segmentet en A, lik spenningen på en viss skalaU, ved en viss belastningsstrømJeg n og eksitasjonsstrømJeg V legg til segment AB, lik spenningsfallet på samme skalajeg BΣ Ra i generatoren får vi segmentet aB, lik emf E.

Ved tomgang EMFΕ indusert i ankerviklingen ved en lavere strømJeg" V , tilsvarende abscissen til punktet MED. Derfor segmentet sol karakteriserer den avmagnetiserende effekten av ankerreaksjonen på skalaen til eksitasjonsstrømmen. Ved konstant strømJeg n bein AB karakteristisk trekant er konstant; bein sol avhenger ikke bare av strømJeg n , men også på graden av metning av det magnetiske systemet, dvs. på eksitasjonsstrømmenJeg V . Men i noen tilfeller blir påvirkningen av eksitasjonsstrømmen neglisjert og det antas at segmentet sol kun proporsjonal med strømJeg n .

Denne antagelsen lar oss bygge lastkarakteristikk ved forskjellige strømmer, og endrer bare lengden på alle sider av trekantenABC. Hvis toppunktet C til den karakteristiske trekanten konstruert for noen strømJeg n , plassert på karakteristikken 1 tomgang (fig. 10.37, b), og deretter beveger trekanten seg langs denne karakteristikkenABC så den katet sol forblir parallelt med x-aksen, deretter sporet til punktet EN viser tilnærmet ønsket lastkarakteristikk 2 ved en gitt strømverdiJeg n . Denne egenskapen er noe forskjellig fra den faktiske egenskapen. 3 (som kan fjernes empirisk), siden verdien av benet sol karakteristiske trekantendringer på grunn av endrede metningsforhold. Ved å bruke karakteristikken til tomgang ved hjelp av en karakteristisk trekant, er det mulig å konstruere andre egenskaper ved generatoren: ekstern og justering.

Den ytre karakteristikken er bygget på basis av tomgangskarakteristikken 1 (Fig. 10.38, a). Tar et poengD på y-aksen som tilsvarer merkespenningenU ingen m , en rett linje trekkes gjennom denAD, parallelt med x-aksen. Toppunktet ligger på denne linjen. EN karakteristisk trekant tatt ved nominell armaturstrøm slik at benet AB var parallell med y-aksen, og toppunktet C var på karakteristikk 1 . Deretter slipper du vinkelrett fra toppunktet EN på x-aksen, finn et punkt Og til, tilsvarende den nominelle eksitasjonsstrømmenJeg vnom . Når man bestemmerJeg vnom ta i betraktning at under påvirkning av ankerreaksjonen er EMF ved belastning mindre enn ved tomgang, det vil si at den skapes, som det var, av en mindre eksitasjonsstrøm.

Ris. 10.38. Diagrammer for å konstruere ekstern (a) og justere (b)

egenskapene til generatoren med uavhengig eksitasjon ved hjelp av

karakteristisk trekant

Minkende strøm Jeg V tilsvarer segmentet sol, karakteriserer den demagnetiserende effekten av ankerreaksjonen. Spenningen ved nominell strøm er også mindre enn EMF med mengden spenningsfalljeg aΣ Ra, som benet tilsvarer AB.

Ved konstruksjon av ønsket avhengighet 2, dvs. spenningU fra belastningsstrømmen 1 a, de to punktene kan enkelt bestemmes: merkestrømmenJeg anom tilsvarer merkespenningenU HOM (punkt b ), og ankerstrømmen, lik null (tomgangsmodus), er spenningenU o (punktum en), lik EMF ved eksitasjonsstrømJeg vnom . Andre punkter (med,d etc.) av den ytre karakteristikken kan konstrueres ved å endre alle sider av den karakteristiske trekanten i forhold til endringen i ankerstrømmen og ordne den slik at bena A"B", A"B",... holdt seg parallelt med y-aksen. Samtidig er poengene B, B" B" skal være på en vertikal linje A K B tilsvarende eksitasjonsstrømmenJeg in.nom , og punktene C, C", C", ... - på karakteristikken for tomgang 1 . Deretter ordinatene til punktene A, A,... vil bestemme ønsket spenningsverdi ved belastningsstrømmer 1 a1 \u003d 1 anom A "B" / AB, 1 a2 \u003d \u003d 1 anom A "B" / AB osv. Når man konstruerer en ytre karakteristikk, tegnes vanligvis bare hypotenusene til de karakteristiske trekantene En "C", en "C""",..., parallellACopp til krysset med tomgangskarakteristikken og med ledningen A K V. Ordinater av funne punkter A", A"... Bestem de ønskede spenningsverdiene (dvs. punkt c,d ytre egenskaper 2) ved belastningsstrømmerJegEN ingen m , jeg a 1 , 1 a2.

Hvis fra et punkt A til tegne en linje parallelt AU, til skjæringspunktet med tomgangskarakteristikken ved punkt C til, så kan du få gjeldende verdi kortslutning 1 k \u003d 1 anom A til C til /AC, som er 5 ... 15 ganger merkestrømmen. Når du kjenner til kortslutningsstrømmen, kan du beregne maksimalt øyeblikk, den mekaniske styrken til akselen og velg parametrene til beskyttelsesutstyret. Eksperimentell bestemmelse av kortslutningsstrøm vanskelig, siden det i prosessen med å gjennomføre eksperimentet kan oppstå en allsidig brann.

Den konstruerte karakteristikken er omtrentlig. Hovedfeilen skyldes det faktum at den demagnetiserende effekten av ankerreaksjonen (dvs. benet sol) ikke proporsjonal med armaturstrømmen. Vanligvis gir den gitte konstruksjonen en noe undervurdert verdi av kortslutningsstrømmen.

Justeringskarakteristikken (fig. 10.38, b) er bygget opp som følger. Finn først eksitasjonsstrømmen Jeg på 0 , tilsvarende nominell spenning uten belastning. For å bestemme eksitasjonsstrømmen ved nominell belastningsstrøm, toppen EN karakteristisk trekant (tilsvarer den nominelle belastningen) er plassert på en rett linje 2, parallelt med abscisseaksen og plassert i avstand fra denUHOM. bein AB må være parallell med y-aksen, og toppunktet MED skal være plassert på tomgangskarakteristikk 1. Apex abscisse EN gir ønsket verdi av eksitasjonsstrømmen.

Beviset for gyldigheten av denne konstruksjonen er gitt i konstruksjonen av den ytre egenskapen. Tegning av linjer parallelt med hypotenusen EN C, vi får segmenter A"C", A"C",..., konkludert mellom tomgangskarakteristikken 1 og linje 2 som tilsvarer tilstandenU=UHOM = konst. Disse segmentene representerer hypotenusene til de karakteristiske trekantene ved forskjellige belastningsstrømmer. Ønsket kontrollkarakteristikkjeg B= f( jeg a) - kurve 3 - bygget i nedre koordinathjørne. Verdiene til eksitasjonsstrømmen bestemmes av abscissen til punktene A, A", A",..., som tilsvarer belastningsstrømmer proporsjonale med lengdene på segmentene EN MED, EN"MED", En "C"...

Fordelen med generatorer med uavhengig eksitasjon - evnen til å regulere spenningen over et bredt område fra null til Umaksved å endre eksitasjonsstrømmen og en relativt liten endring i spenning under belastning. For å drive eksitasjonsviklingen til slike generatorer er det imidlertid nødvendig med eksterne DC-kilder.

Generatorer med uavhengig eksitasjon brukes bare ved høy effekt, så vel som ved lav effekt, ved lav spenning. Uavhengig av verdien på armaturspenningen er feltviklingen designet for en standard likespenning på 110 eller 220 V for å forenkle kontrollutstyret.

Ris. 10.39. kretsskjema generator med parallell eksitasjon (a) og avhengigheten av endringen i EMF og spenningsfallet i eksitasjonskretsen Jeg Β Σ R Β når du endrer eksitasjonsstrømmen til generatoren (b)

Generator med parallell eksitasjon. I denne generatoren (fig. 10.39, EN) eksitasjonsviklingen kobles gjennom en justerende reostat parallelt med lasten. Derfor, i dette tilfellet brukes selveksitasjonsprinsippet, der eksitasjonsviklingen drives direkte fra generatorens armaturvikling. Selveksitering av generatoren er bare mulig under visse forhold. For å etablere dem, vurder prosessen med å endre strømmen i kretsen "feltvikling - armaturvikling" i inaktiv modus. For kretsen under vurdering får vi ligningen

(10.36)

Hvor e Og Jeg V - øyeblikkelige verdier av EMF i armaturviklingen og eksitasjonsstrømmen;Σ R V = RV + Rr.v - den totale motstanden til generatorens eksitasjonskrets (motstandΣ R α kan neglisjeres siden den er mye mindreΣ R V); L B - total induktans av eksitasjons- og armaturviklingene. Alle medlemmer av ligning (10.36) kan avbildes grafisk (fig. 10.39, b). EMF e til en viss verdi Jeg V eksitasjonsstrøm kan bestemmes fra karakteristikken OA tomgang av generatoren, og spenningsfalletJegVΣ R V- i henhold til strøm-spenningskarakteristikk OV dens eksitasjonskretser. Karakteristisk OV er en rett linje som går gjennom origo i en vinkelγ til x-aksen; hvoritgγ = Σ R B. Fra (10.36) har vi

(10.37)

Derfor, hvis forskjellen ( e - jeg BΣ R B) > 0, deretter den derivertedi/ dt > 0, og det er en prosess med å øke eksitasjonsstrømmenJeg V .

Den stabile tilstanden i eksitasjonsviklingskretsen observeres nårav B/ dt = 0, dvs. i skjæringspunktet MED tomgangsegenskaper OA med en rett linje OV. I dette tilfellet opererer maskinen med en viss jevn eksitasjonsstrøm Jeg v0 og emf E 0 = U 0 .

Fra ligning (10.37) følger det at for selveksitering av generatoren, må visse betingelser være oppfylt:

1) prosessen med selveksitasjon kan bare starte hvis i det første øyeblikket(Jeg Β = 0) noe initial EMF induseres i armaturviklingen. En slik emf kan derfor skapes av flyten av restmagnetisme for å starte prosessen med selveksitasjon, er det nødvendig at generatoren har en strøm av gjenværende magnetisme, som, når ankeret roterer, induserer det i EMF-viklingen E OST. Det er vanligvis en strøm av restmagnetisme i maskinen på grunn av tilstedeværelsen av hysterese i dens magnetiske system. Hvis det ikke er en slik strømning, skapes den ved å føre en strøm fra en ekstern kilde gjennom eksitasjonsviklingen;

2) under passering av strømJeg V i henhold til eksitasjonsviklingen til MDSF sskal rettes iht MDS restmagnetisme F0CT . I dette tilfellet, under påvirkning av forskjellen e - Jeg B Σ R B det er en økning i strømmen Jeg V , magnetisk eksitasjonsfluks Ф inn og EMF e. Hvis disse MMF-ene er rettet motsatt, skaper MMF-en til eksitasjonsviklingen en strømning rettet mot strømmen av restmagnetisme, maskinen avmagnetiseres og selveksiteringsprosessen vil ikke kunne starte;

3) positiv forskjell e - Jeg B ∑ R B nødvendig for å øke eksitasjonsstrømmen Jeg V null til stabil tilstandJeg på 0 , kan bare oppstå hvis den er i det angitte området for gjeldende endringJeg V rett OV plassert under OA. Med en økning i motstanden til eksitasjonskretsenΣ RB helningsvinkelen økerγ rett OV til gjeldende akseJeg V og i en kritisk vinkelγ cr (tilsvarer den kritiske motstandsverdienΣ R B. Kp) rett O V praktisk talt sammenfaller med den rettlinjede delen av tomgangskarakteristikken. I dette tilfellet e Jeg I Σ R in og prosessen med selveksitasjon blir umulig. (Derfor, for selveksitering av generatoren, er det nødvendig at motstanden til eksitasjonskretsen er mindre enn den kritiske verdien.

Hvis parametrene til eksitasjonskretsen er valgt slik atΣR inn Σ R in.cr , så på punktet MED stabiliteten til selveksiteringsmodusen er sikret. Med en utilsiktet reduksjon i strømmenJeg V under den etablerte verdienJeg på 0 eller øke den overJeg på 0 det er en positiv eller negativ forskjell, henholdsvis. (e - Jeg B Σ R B ) søker å endre

Ris. 10.40.Eksterne egenskaper til generatorer med uavhengige (2)

og parallell (1) eksitasjon

nåværende Jeg V slik at det blir likt igjen Jeg i 0 . Imidlertid, for Σ R B> Σ R B . Kp stabiliteten til selveksiteringsregimet krenkes. Hvis resistansen til eksitasjonskretsen økes under driften av generatorenΣR inn til en større verdiΣ R i .cr , så avmagnetiseres dets magnetiske system og EMF synker tilΕ ο Med T . Hvis generatoren startet jobbe hos

Σ R B > Σ R B . kr , da vil den ikke være i stand til å begeistre seg selv. Derfor, betingelse Σ R V Σ R c.c. R begrenser det mulige området for regulering av generatorens eksitasjonsstrøm og dens spenning. Det er vanligvis mulig å redusere generatorspenningen ved å øke motstandenΣ RB , bare opptil (0,6...0,7) Uingen m.

Den ytre egenskapen til generatoren er avhengigheten U= f(Jeg m ) kl n = konst og R B = konst (Fig. 10.40, kurve 1). Den er plassert under den ytre egenskapen til generatoren med uavhengig eksitasjon (kurve 2). Dette skyldes det faktum at i den betraktede generatoren i tillegg til to årsaker som forårsaker en reduksjon i spenningen med økende belastning (spenningsfall i ankeret og den avmagnetiserende effekten av ankerreaksjonen), er det en tredje årsak-reduksjon av eksitasjonsstrøm 1 V = = U/ ΣR inn , som avhenger av spenningen U, dvs. fra strømmenJegn.

Generatoren kan kun belastes opp til en viss maksimal strøm Jeg kr . Med en ytterligere reduksjon i belastningsmotstandR H nåværende jeg H= U/ R H begynner å avta etter hvert som spenningenU faller raskere enn avtarR H. Arbeid på stedet EN b ytre egenskaper er ustabile; i dette tilfellet bytter maskinen til driftsmodusen som tilsvarer punktetb, dvs. i kortslutningsmodus.

Virkningen av årsakene som forårsaker en reduksjon i generatorspenningen med økende belastning er spesielt tydelig sett fra betraktningen av fig. 10.41, som viser konstruksjonen av en ytre karakteristikk i henhold til tomgangskarakteristikken og den karakteristiske trekanten.

Byggingen utføres i følgende rekkefølge. Gjennom prikkenD på ordinataksen som tilsvarer merkespenningen, trekkes en rett linje parallelt med abscisseaksen. Toppunktet ligger på denne linjen. EN karakteristisk trekant som tilsvarer den nominelle

Ris. 10.41. Grafer for å konstruere de ytre egenskapene til generatoren med

parallell eksitasjon ved hjelp av en karakteristisk trekant

laste; bein A B må være parallell med y-aksen, og toppunkt C må ligge på tomgangskarakteristikk 1. Gjennom opprinnelse og toppunkt EN direkte 2 til krysset med tomgangskarakteristikken; denne rette linjen er strømspenningskarakteristikken til motstanden til eksitasjonsviklingskretsen. På ordinaten til skjæringspunktetΕ kjennetegn 1 og 2 få generatorspenningU 0 = E 0 på tomgang.

Eksitasjonsstrøm Jeg V vurdert ved nominell modus tilsvarer abscissen til punktet EN, og generator EMF E nom ved nominell last - punktordinat I. Det kan bestemmes ut fra tomgangskarakteristikken om eksitasjonsstrømmen reduseresJeg V vurdert for lengden på segmentet sol, tar hensyn til den demagnetiserende effekten av ankerreaksjonen. Når du konstruerer en ytre egenskap 3 poengene hennes EN Og b , tilsvarende tomgang og merkelast, bestemmes av spenningerU o og du hom . Mellompunkter med,d, ... oppnådd ved å tegne direkte EN"MED", A"C", A""C"",..., parallelt med hypotenusen AU, før kryssing med strøm-spenningskarakteristikk 2 på poeng A", A", A",..., samt med tomgangskarakteristikk 1 på punktene є, є", "",.... Ordinater av punkter A "A" A "", ... tilsvarer spenninger ved belastningsstrømmer jeg a 1 , jeg a 2 , jeg a 3 ,..., hvis verdier bestemmes fra forholdet

jeg aingen m:I a1:I a2 ,I a3 = AC:A"C":A"C":A""C"":...

Når du bytter fra nominell belastningsmodus til tomgangsmodus, endres generatorspenningen med 10 ... 20%, det vil si mer enn i en generator med uavhengig eksitasjon.

Med en jevn kortslutning av ankeret, strømmen Jeg Til generator med parallell eksitasjon er relativt liten

Ris. 10.42. Generatorkrets med sekvensiell eksitasjon (a)

og dens ytre egenskaper ( b)

(se fig. 10.41), siden i denne modusen er eksitasjonsspenningen og strømmen null. Derfor er gjeldende til. bare EMF skapes fra restmagnetisme og er (0,4 ... 0,8)Jeg ingen m .

Kontroll- og belastningsegenskapene til en generator med parallell magnetisering er av samme art som for en generator med uavhengig magnetisering.

De fleste av DC-generatorene produsert av den innenlandske industrien har parallell eksitasjon. For å forbedre ytre ytelse har de vanligvis en liten serievikling (en til tre omdreininger per stang). Om nødvendig kan slike generatorer også slås på i henhold til en ordning med uavhengig eksitasjon.

Generator med sekvensiell eksitasjon. I generator med sekvensiell eksitasjon (fig. 10.42, EN) eksitasjonsstrøm Jeg V = Jeg EN = Jeg n . Generatorens ytre karakteristikk (fig. 10.42, b, kurve 1) kan bygges ut fra tomgangskarakteristikken (kurve 2) og reaksjonstrekantenABC, hvis sider øker proporsjonalt med strømmenJeg n . For strømmer mindreJeg kr , med en økning i laststrømmen, øker den magnetiske fluksenΦ og generator emf E, Som et resultat øker også spenningen.U. Kun for høye strømmer Jeg n > Jeg kr spenning U avtar med økende belastning, siden i dette tilfellet er det magnetiske systemet til maskinen mettet og en liten økning i fluksΦ kan ikke kompensere for økningen i spenningsfallet over den indre motstandenΣ R EN. Siden i en serieeksitert generator varierer spenningen mye med en endring i lasten, og ved tomgang er den nær null, slike generatorer er uegnet til å drive de fleste elektriske forbrukere. De brukes bare til elektrisk bremsing av motorer med sekvensiell eksitasjon, som deretter overføres til generatormodus.

Ris. 10.43.Blandet eksitasjonsgeneratorkrets (a)

og dens ytre egenskaper (b)

Blandet generator opphisselse. I denne generatoren (fig. 10.43, EN) Det er to eksitasjonsviklinger: hoved (parallell) og hjelpe (seriell). Konsekvent inkludering av to viklinger lar deg få en omtrent konstant generatorspenning når belastningen endres.

Generatorens ytre karakteristikk (fig. 10.43, b) i den første tilnærmingenkan representeres som summen av egenskapene skapt av hver av eksitasjonsviklingene. Når en parallell vikling er slått på, som eksitasjonsstrømmen går gjennom Jeg i 1 , generatorspenningU avtar gradvis med økende belastningsstrømJeg n (kurve 1). Når en serievikling er slått på, som eksitasjonsstrømmen går gjennom Jeg kl 2 = Jegn, spenningen øker med strømmenJeg n (kurve 2).

Ved å velge antall omdreininger av serieviklingen slik at ved nominell belastning spenningen generert av denΔ U sist kompensert for det totale spenningsfalletΔ U ved bruk av maskinen med kun én parallellvikling kan det oppnås at spenningenU når laststrømmen endres fra null tilJeg ingen m forble nesten uendret (kurve 3). I praksis varierer det innenfor 2...3 %. Ved å øke antall omdreininger av serieviklingen kan man få en karakteristikk ved hvilken spenningenUHOM > U o (kurve 4); denne karakteristikken kompenserer for spenningsfallet ikke bare i den indre motstandenΣ Ra generator, men også i linjen som kobler den til lasten. Hvis serieviklingen er slått på slik at MMF er rettet mot MMF til parallellviklingen (motsatt tilkobling), vil den eksterne karakteristikken til generatoren med et stort antall omdreininger av serieviklingen være bratt (kurve 5). Motkoblingen av serielle og parallelle eksitasjonsviklinger brukes i sveisegeneratorer og andre spesialmaskiner hvor det er nødvendig å begrense kortslutningsstrømmen.

Generatordrift ved variabel hastighet. Generatorer installert på biler, traktorer, jernbanevogner, fly, etc., er vanligvis

Ris. 10.44.Tomgangsegenskaper (a) og ekstern (b) generator med

parallell eksitasjon ved forskjellige hastigheter

drives av en motor som gir fremdrift kjøretøy, eller fra aksen til hjulene. Rotasjonsfrekvensen til en slik generator endres i samsvar med kjøretøyets hastighet.

For generatorer som opererer i den aktuelle modusen, er hovedkarakteristikkene vanligvis gitt for tre verdier for rotasjonshastigheter: minimum, gjennomsnitt og maksimum (fig. 10.44). Trekk generatorer, hvis rotasjonshastighet varierer over et bredt område, er at fra n ons og høyere fungerer de med en svak eller fullstendig umettet magnetisk krets. Dette skyldes ønsket om å redusere eksitasjonsstrømmene under tomgangJeg B 0 maks og AT belastning som oppstår ved en rotasjonshastighetnmin, å skape gunstigere arbeidsforhold for spenningsregulatoren. Den vanskeligste modusen for stasjonen til den aktuelle generatoren er modusen med minimum rotasjonshastighet, siden i dette tilfellet for å gi nødvendig kraftΡ kreves for å ha det høyeste dreiemomentet. Derfor, i noen tilfeller, er effekten begrenset, dvs. generatorstrømmen ved en rotasjonshastighetnmin.

For generatorer med parallell magnetisering som opererer med variabel hastighet, i tillegg til de tre selveksiteringsforholdene ovenfor, er det ytterligere tre. I hastigheter under p t i generatoren skal gå på tomgang. Hvis kl n nmin koble en stor belastning til generatoren, så på grunn av et betydelig spenningsfall i armaturkretsen, vil spenningen på terminalene falle til nesten null og selveksiteringsprosessen vil ikke starte. Derfor, i kjøretøyets strømforsyningssystem,

Ris. 10.45. Grafer over endringer i EMF og spenning til generatoren for ulike

hastigheter og motstander til eksitasjonskretsen

være utstyrt med utstyr som hindrer tilkoblingsmulighet

til lastgeneratoren n nmin. Resistansen til eksitasjonskretsen må være under den kritiske motstanden for en gitt hastighet. Derfor, for rask selveksitering av generatoren, anbefales det ikke å introdusere noen ekstra motstander i eksitasjonskretsen når kjøretøyet akselereres. Hvis vi reduserer hastigheten P, da vil følgelig tomgangskarakteristikken skifte ned (fig. 10.45) og den kritiske motstanden vil avta, hvor prosessen med selveksitering av generatoren er umulig. Så for hastigheten n ί kritisk motstand tilsvarer en rett linje OA 1 med en vinkelγ Og og for hastigheten n 2 - rett OA 2 med en vinkel γ 2 Derfor en generator med en eksitasjonskretsmotstand som tilsvarer en rett linje OA 2, kan fungere normalt ved rotasjonshastighet n 1, men vil ikke være i stand til å begeistre seg selv ved en frekvens n 2. Med en rotasjonshastighet s 1 avhengig av resistansverdien til eksitasjonskretsen, viser generatorspenningen seg å være likU 01 eller U 02 .

For hver motstand i eksitasjonskretsen kan du velge rotasjonshastigheten P, hvor denne motstanden blir kritisk. Denne hastigheten kalles "død". Den "døde" rotasjonshastigheten for selve eksitasjonsviklingen uten ekstra motstander vil være den laveste frekvensen under hvilken selveksiteringsprosessen er umulig. Derfor, i noen tilfeller, for å akselerere eksiteringen av generatoren under akselerasjon av kjøretøyet, blir eksitasjonsviklingen forsynt med strøm fra batteriet ved hjelp av et relé.

Når du endrer rotasjonsretningen til generatorankeret, må retningen til strømmen i feltviklingen forbli uendret slik at den magnetiske fluksen som skapes av viklingen ikke ødelegger strømmen av restmagnetisme. Dette oppnås vanligvis ved å bytte ledningene som kobler eksitasjonsviklingen til maskinens børster.

På fig. 10.46 , en justeringsegenskapene til generatoren med parallell eksitasjon er gitt, bygget for tre verdier av hastigheten. poengEN 1 , EN 2 Og A 3 av disse egenskapene tilsvarer tomgangsmodus.

Ris. 10.46.Justering (a) og hastighetsjustering (b) egenskaper

I henhold til reguleringskarakteristikkene er det mulig å bestemme endringsområdet i eksitasjonsstrømmen som er nødvendig for å stabilisere generatorspenningen på nivået U Η0Μ ved endring av hastighet og last. Laveste strømJeg b. min tilsvarer hastigheten n maks og tomgangsmaskin, den høyeste strømmen Jeg i m ah - hastighetnmin og nominell belastning.

Ha(fig. 10.46, b) er avhengighetene til eksitasjonsstrømmenJeg V fra rotasjonshastighet n ved konstant spenningU ved terminalene til generatoren. Vanligvis er de bygget for merkespenning U nom ved tomgang (kurve 1) og merkelast (kurve 2). De kan også brukes til å bestemme endringsområdet i eksitasjonsstrømmen som kreves for å opprettholde en stabil spenning over lasten. Holdning k i = Jeg i m ah / Jeg i m 1p kalt eksitasjonsstrøm kontrollfaktor; vanligvis er det 8 ... 12. I praksis, når man oppnår disse egenskapene, bestemmes også en del av selveksitasjonskarakteristikken (seksjonen OA) med konstant motstand i eksitasjonskretsen. Dette lar deg bestemme de innledende rotasjonshastighetene nmin , hvor generatoren utvikler merkespenningen ved tomgang og ved nominell belastning. Hastighet under belastning p t JegPmer enn ved tomgang, på grunn av spenningsfallet i ankerkretsen. Jo lavere motstanden til eksitasjonskretsen er, jo lavere er hastighetennmin.

Den maksimale eksitasjonsstrømmen for denne generatoren tilsvarer segmentet AB. Ved å nåUH 0 M eksitasjonsstrøm med ytterligere økning n avtar omtrent i henhold til den hyperbolske loven. Imidlertid, ved høye verdier av eksitasjonsstrømmen, på grunn av metning

Ris. 10.47.Reostatiske kontrollegenskaper

maskinens magnetiske krets, skiller disse egenskapene seg betydelig fra hyperbole.

Med alle metoder for å regulere generatorspenningen, utføres den nødvendige endringen i eksitasjonsstrømmen ved å endre motstanden til eksitasjonskretsenΣ R B (for å endre Σ R B virkningen av pulserende transistor- eller tyristorspenningsregulatorer kan også reduseres). På fig. 10.47 motstandsavhengigheter visesΣ R B fra rotasjonshastighetη ved konstant spenning U og konstant belastning, bygget for tomgangsmoduser (kurve 1) og merkelast (kurve 2). I henhold til egenskapene er det mulig å bestemme koeffisienten for regulering av resistansen til eksitasjonskretsen k rv = Σ R i maks / Σ R Bmin og ekstra motstandRpB, som må legges inn under regulering i magnetiseringskretsen, i serie med motstandenR B selve eksitasjonsviklingen.

§ 111. Metoder for eksitering av likestrømsgeneratorer

Avhengig av metoden for tilførsel av eksitasjonsviklingen, bruker moderne DC-generatorer uavhengig eksitering av den magnetiske fluksen og selveksitasjon.
Med uavhengig eksitasjon (fig. 154, a) er eksitasjonsviklingen koblet til en ekstra DC-energikilde. For å kontrollere eksitasjonsstrømmen Jeg motstand er slått på i viklingskretsen r s. Med denne eksitasjonen, strømmen Jeg in avhenger ikke av strømmen i armaturet Jeg JEG.

Ulempen med uavhengige eksitasjonsgeneratorer er behovet for en ekstra energikilde. Til tross for at denne kilden vanligvis har lav effekt (noen prosent av kraften til generatorene), er behovet for det til stor ulempe og derfor er uavhengige magnetiseringsgeneratorer av begrenset bruk i spesielle installasjoner (GD) og i høyspenning maskiner, der eksitasjonsviklingen drives fra armaturkjeden, er uakseptabelt av designmessige årsaker.
Selvspente generatorer har mer bred applikasjon. Avhengig av tilkoblingen av eksitasjonsviklingen, kan de være parallelle (fig. 154, b), seriell (fig. 154, c) og blandet (fig. 154, d) eksitasjon.
For generatorer av parallell eksitasjon, strømmen Jeg i liten (noen prosent av den nominelle ankerstrømmen), og eksitasjonsviklingen har et stort antall omdreininger. Med serieeksitasjon er eksitasjonsstrømmen ankerstrømmen og eksitasjonsviklingen har et lite antall omdreininger.
Med blandet eksitasjon plasseres to eksitasjonsviklinger på generatorens poler - parallell og serie.
Prosessen med selveksitering av DC-generatorer fortsetter på samme måte for ethvert eksiteringsskjema. La oss vurdere prosessen med selveksitering av en parallell eksitasjonsgenerator, som har fått den bredeste applikasjonen.
Enhver drivkraft roterer ankeret til generatoren, i den magnetiske kretsen (åk og polkjerner) som en liten gjenværende magnetisk fluks Φ hvile er bevart. Denne magnetiske fluksen i viklingen av det roterende ankeret induseres f.eks. d.s. E ost, som er noen få prosent av maskinens merkespenning.
Under påvirkning av f.eks. d.s. E ost i en lukket krets som består av en armatur og en eksitasjonsvikling, flyter en strøm Jeg V. Magnetiseringskraften til feltviklingen Jeg in ω in (ω i - antall omdreininger) er rettet i henhold til flyten av restmagnetisme, og øker den magnetiske fluksen til maskinen Φ m, som forårsaker en økning som f.eks. d.s. i armaturviklingen E, og strømmen i eksitasjonsviklingen Jeg V. En økning i sistnevnte forårsaker en ytterligere økning i Φ m, som igjen øker E Og Jeg V.
På grunn av metningen av stålet i maskinens magnetiske krets, skjer ikke selveksitasjon på ubestemt tid, men opp til en viss spenning, avhengig av rotasjonshastigheten til maskinens armatur og motstanden til eksitasjonsviklingskretsen . Når stålet i den magnetiske kretsen er mettet, reduseres økningen i den magnetiske fluksen og selveksitasjonsprosessen avsluttes. Å øke motstanden i eksitasjonsviklingskretsen reduserer både strømmen i den og den magnetiske fluksen som eksiteres av denne strømmen. Derfor minker e. d.s. og spenningen som generatoren er opphisset til.
Endring av rotasjonshastigheten til generatorankeret forårsaker en endring i f.eks. d.s., som er proporsjonal med hastigheten, som et resultat av at spenningen som generatoren eksiteres til også endres.
Selveksitering av generatoren skjer bare under visse forhold, som er som følger.
1. Tilstedeværelsen av en strøm av gjenværende magnetisme. I fravær av denne flyten opprettes ingen e. d.s. E ost, under virkningen av hvilken en strøm begynner å flyte i eksitasjonsviklingen, slik at eksiteringen av generatoren vil være umulig. Hvis maskinen er avmagnetisert og ikke har restmagnetisering, må en likestrøm fra en ekstern kilde føres gjennom eksitasjonsviklingen elektrisk energi. Etter at eksitasjonsviklingen er frakoblet, vil den resterende magnetiske fluksen forbli i maskinen.
2. Eksitasjonsviklingen må slås på slik at magnetiseringskraften til denne viklingen øker strømmen av restmagnetisme.
Når eksitasjonsviklingen er slått på i motsatt retning, vil magnetiseringskraften redusere den gjenværende magnetiske fluksen og kan under langvarig drift avmagnetisere maskinen fullstendig. I dette tilfellet er det nødvendig å endre retningen på strømmen i eksitasjonsviklingen, det vil si å bytte ledningene som er egnet for terminalene.
3. Motstanden til feltviklingskretsen bør ikke være for stor; med en veldig høy motstand av eksitasjonskretsen, er selveksitering av generatoren umulig.
4. Motstanden til den eksterne lasten må være relativt stor, siden med lav motstand vil også eksitasjonsstrømmen være liten og selveksitasjon vil ikke oppstå.

11. DC-generator med parallell eksitasjon: driftsprinsipp, selveksitasjonsforhold, egenskaper.

Shunt-eksitasjonsgenerator. I denne generatoren (fig. 8.47, EN) eksitasjonsviklingen kobles gjennom en justerende reostat parallelt med lasten. Derfor, i dette I dette tilfellet brukes selveksitasjonsprinsippet, der eksitasjonsviklingen drives direkte fra generatorens armaturvikling. Selveksitering av generatoren er bare mulig under visse forhold. For å etablere dem, vurder prosessen med å endre strømmen i kretsen "feltvikling - armaturvikling" i inaktiv modus. For kretsen under vurdering får vi ligningen

Hvor e Og Jeg c - øyeblikkelige verdier av EMF i armaturviklingen og eksitasjonsstrømmen; Σ R i = R i + R r.v - total motstand til generatorens eksitasjonskrets (motstand Σ R og kan neglisjeres, siden den er mye mindre enn Σ R V); L c er den totale induktansen til eksitasjons- og ankerviklingene. Alle termer inkludert i (8.59) kan avbildes grafisk (fig. 8.47, b). EMF e til en viss verdi Jeg i eksitasjonsstrømmen kan bestemmes av karakteristikken OA tomgang av generatoren, og spenningsfallet Jeg i Σ R c - i henhold til strøm-spenningskarakteristikk OV dens eksitasjonskretser. Karakteristisk OV er en rett linje som går gjennom origo i en vinkel y til x-aksen; hvori tg γ= Σ R V. Fra (8.59) har vi

Derfor, hvis forskjellen ( e - Jeg i Σ R c) > 0, deretter den deriverte di V / dt> 0, og det er en prosess med å øke eksitasjonsstrømmen Jeg V.

Den stabile tilstanden i eksitasjonsviklingskretsen observeres når di V / dt= 0, dvs. i skjæringspunktet MED tomgangsegenskaper OA med en rett linje OV. I dette tilfellet opererer maskinen med en viss jevn eksitasjonsstrøm Jeg v0 og emf E 0 = U 0 .

Fra ligning (8.60) følger det at for selveksitering av generatoren, må visse betingelser være oppfylt:

1) selveksiteringsprosessen kan starte bare hvis i det første øyeblikket ( Jeg c \u003d 0) en innledende EMF induseres i armaturviklingen. En slik EMF kan skapes av en strøm av restmagnetisme, derfor, for å starte selveksiteringsprosessen, er det nødvendig at generatoren har en strøm av restmagnetisme, som, når ankeret roterer, induserer en EMF i viklingen. E hvile. Det er vanligvis en strøm av restmagnetisme i maskinen på grunn av tilstedeværelsen av hysterese i dens magnetiske system. Hvis det ikke er en slik strømning, skapes den ved å føre en strøm fra en ekstern kilde gjennom eksitasjonsviklingen;

2) under passering av strøm Jeg i viklingen av sin eksitasjon MDS F V må rettes i henhold til MMF for restmagnetisme F okt. I dette tilfellet, under handlingen av forskjellen e - Jeg i Σ R i ferd med å øke strømmen Jeg c, eksitasjonsmagnetisk fluks F c og EMF e. Hvis disse MMF-ene er rettet motsatt, skaper MMF-en til eksitasjonsviklingen en strømning rettet mot strømmen av restmagnetisme, maskinen avmagnetiseres og selveksiteringsprosessen vil ikke kunne starte;

3) positiv forskjell e - Jeg i Σ R c, nødvendig for å øke eksitasjonsstrømmen Jeg fra null til stabil tilstand Jeg v0, kan bare oppstå hvis den er i det angitte området for gjeldende endring Jeg i en rett linje OB plassert under OA. Med en økning i motstanden til eksitasjonskretsen Σ R helningsvinkelen øker γ rett OB til gjeldende akse Jeg i og ved en eller annen kritisk verdi av vinkelen γ cr (tilsvarer den kritiske motstandsverdien Σ R c.cr) rett OV" praktisk talt sammenfaller med den rettlinjede delen av tomgangskarakteristikken. I dette tilfellet e≈ Jeg i Σ R inn og prosessen med selveksitasjon blir umulig. Derfor, for selveksitering av generatoren, er det nødvendig at motstanden til eksitasjonskretsen er mindre enn den kritiske verdien.

Hvis parametrene til eksitasjonskretsen er valgt slik at Σ R V< ΣR v.cr, så på punktet MED stabiliteten til selveksiteringsmodusen er sikret. Med en utilsiktet reduksjon i strømmen Jeg ved under steady state Jeg i 0 eller øk den over Jeg in0 oppstår en positiv eller negativ forskjell, henholdsvis ( e - Jeg i Σ R c), søker å endre strømmen Jeg inn slik at det blir likt igjen Jeg i 0 . Imidlertid, for Σ R c > Σ R c.cr stabiliteten til selveksiteringsregimet er krenket. Hvis under driften av generatoren økes resistansen til eksitasjonskretsen Σ R inn til en verdi større enn Σ R v.cr, så avmagnetiseres dets magnetiske system og EMF synker til E hvile. Hvis generatoren begynte å fungere ved Σ R c > Σ R v.kr, da vil han ikke være i stand til å begeistre seg selv. Derfor, betingelseΣ R V< ΣR c.cr begrenser det mulige området for regulering av generatorens eksitasjonsstrøm og dens spenning. Det er vanligvis mulig å redusere generatorspenningen ved å øke motstanden Σ R c, bare opptil (0,6-0,7) U ingen m. Ekstern karakteristikk av generatoren er en avhengighet U=f(Jeg m) kl n= konst og R V = const (kurve 1, ris. 8,48). Den er plassert under den ytre egenskapen til generatoren med uavhengig eksitasjon (kurve 2). Dette skyldes det faktum at i den betraktede generatoren unntatt av to grunner som forårsaker en reduksjon i spenningen med økende

belastning (spenningsfall i ankeret og den demagnetiserende effekten av ankerreaksjonen), det er en tredje grunn - en reduksjon i eksitasjonsstrømmen I i = U/Σ R V, som avhenger av spenningen U, dvs. av strømmen Jeg n.

Generatoren kan kun belastes opp til en viss maksimal strøm Jeg cr. Med en ytterligere reduksjon i belastningsmotstand R n nåværende Jeg n = U/R n begynner å avta, ettersom spenningen U faller raskere enn avtar R n. Arbeid på stedet ab ytre egenskaper er ustabile; i dette tilfellet bytter maskinen til driftsmodusen som tilsvarer punktet b, dvs. i kortslutningsmodus.

Virkningen av årsakene som forårsaker en reduksjon i generatorspenningen med økende belastning er spesielt tydelig sett fra betraktningen av fig. 8.49, som viser konstruksjonen av en ytre karakteristikk i henhold til tomgangskarakteristikken og den karakteristiske trekanten.

Byggingen utføres i følgende rekkefølge. Gjennom prikken D på ordinataksen som tilsvarer merkespenningen, trekkes en rett linje parallelt med abscisseaksen. Toppunktet ligger på denne linjen. EN karakteristisk trekant som tilsvarer den nominelle belastningen; bein AB må være parallell med y-aksen, og toppunktet MED må ligge på tomgangskarakteristikken 1. Gjennom opprinnelse og toppunkt EN direkte 2 til krysset med tomgangskarakteristikken; denne rette linjen er strømspenningskarakteristikken til motstanden til eksitasjonsviklingskretsen. På ordinaten til skjæringspunktet E kjennetegn 1 Og 2 få generatorspenning U 0 = E 0 på tomgang.

Eksitasjonsstrøm Jeg in.nom ved nominell modus tilsvarer abscissen til punktet EN, og generator EMF E nom ved nominell last - ordinaten til punktet I. Det kan bestemmes ut fra tomgangskarakteristikken om eksitasjonsstrømmen reduseres Jeg v.nom med lengden på segmentet sol, tar hensyn til den demagnetiserende effekten av ankerreaksjonen. Når du konstruerer en ytre egenskap 3 poengene hennes EN Og b, tilsvarende tomgang og merkelast, bestemmes av spenninger U 0 og U ingen m. mellompoeng Med, d,... motta ved å bruke

rett A"C", A"C", A""C"",..., parallelt med hypotenusen AC, før kryssing med strøm-spenningskarakteristikk 2 på poeng A", A", A"",..., og også med karakteristikken av tomgang 1 på poeng C", C", C"",.... Ordinater av poeng A "A" A "",... tilsvarer spenninger ved belastningsstrømmer Jeg a1 , Jeg a2, Jeg a3 ,..., hvis verdier bestemmes fra relasjonen

Jeg en ingen m: Jeg en 1:Jeg en 2 ,Ia 3… = AC: A"C": A"C":A""C""...

Når du bytter fra nominell belastningsmodus til tomgangsmodus, endres generatorspenningen med 10 - 20%, det vil si mer enn i en generator med uavhengig eksitasjon.

Med en jevn kortslutning av ankeret, strømmen Jeg til generatoren med parallell eksitasjon er relativt liten (se fig. 8.48), siden i denne modusen er spenningen og eksitasjonsstrømmen null. Derfor er gjeldende til. bare EMF dannes fra restmagnetisme og er (0,4 - 0,8) Jeg ingen m. Kontroll- og belastningsegenskapene til en generator med parallell magnetisering er av samme art som for en generator med uavhengig magnetisering.

De fleste av DC-generatorene produsert av den innenlandske industrien har parallell eksitasjon. For å forbedre ytre ytelse har de vanligvis en liten serievikling (en til tre omdreininger per stang). Om nødvendig kan slike generatorer også slås på i henhold til en ordning med uavhengig eksitasjon.

Eksiteringen av generatoren er opprettelsen av en fungerende magnetisk fluks, på grunn av hvilken en EMF opprettes i det roterende ankeret. DC-generatorer, avhengig av metoden for å koble eksitasjonsviklingene, skilles mellom, uavhengig, parallell, serie og blandet eksitasjon. Den uavhengige eksitasjonsgeneratoren har en eksitasjonsvikling OB, koblet til en ekstern strømkilde gjennom en justerende reostat (Figur 6-10) , a) Spenningen ved terminalene til en slik generator (kurve 1 i fig. 6-11) avtar noe med økende laststrøm som følge av spenningsfallet over ankerets indre motstand, og spenningene er alltid stabile. Denne egenskapen viser seg å være svært verdifull i elektrokjemi (drive elektrolytiske bad)

Den parallelle eksitasjonsgeneratoren er en selveksitert generator; eksitasjonsviklingen til OB er koblet gjennom en justerende reostat til terminalene på samme generator (fig. 6-10, b). En slik inkludering fører til det faktum at med en økning i laststrømmen, avtar spenningen ved generatorterminalene på grunn av spenningsfallet over ankerviklingen. Dette i sin tur,

forårsaker en reduksjon i eksitasjonsstrømmen og EMF i ankeret. Derfor avtar spenningen ved terminalene til UH-generatoren noe raskere (kurve 2 i fig. 6-11) enn for en uavhengig eksitasjonsgenerator.

En ytterligere økning i belastningen fører til en så sterk reduksjon i eksitasjonsstrømmen at når belastningskretsen kortsluttes, faller spenningen til null (en liten kortslutningsstrøm skyldes kun restinduksjon i maskinen). Derfor antas det at den parallelle eksitasjonsgeneratoren ikke er redd for kortslutning.

Den sekvensielle eksitasjonsgeneratoren har en OB-eksitasjonsvikling koblet i serie med ankeret (fig. 6-10, e). I fravær av en belastning i ankeret eksiteres en liten EMF likevel på grunn av restinduksjonen i maskinen (kurve 3 i fig. 6-11). Med en økning i belastningen øker først spenningen ved generatorterminalene, og etter å ha nådd den magnetiske metningen av det magnetiske systemet til maskinen, begynner den å avta raskt på grunn av spenningsfallet over ankermotstanden og på grunn av den demagnetiserende effekten av ankerreaksjonen.

På grunn av den store variasjonen i spenningen med en endring i lasten, brukes ikke serieeksiterte generatorer for tiden.

Den blandede eksitasjonsgeneratoren har to viklinger: OB - koblet parallelt med ankeret, (i tillegg) - i serie (fig. 6-10, d). Viklingene slås på slik at de skaper magnetiske flukser i én retning, og antall omdreininger i viklingene velges slik at spenningsfallet på den interne motstanden til generatoren og EMF til ankerreaksjonen vil bli kompensert av EMF fra den parallelle viklingsfluksen.