§ 111. METODE DE EXCITARE A GENERATOARELOR DE CC

Generatoare curent continuu poate fi realizat cu excitație magnetică și electromagnetică. Pentru a crea un flux magnetic în generatoarele de primul tip, se folosesc magneți permanenți,

iar în generatoarele de al doilea tip - electromagneți. Permanenti, magneții sunt utilizați numai la mașini de putere foarte mică. Astfel, excitația electromagnetică este metoda cea mai utilizată pentru generarea fluxului magnetic. Cu această metodă de excitare, fluxul magnetic este creat de curentul care curge prin înfășurarea de excitație.

În funcție de metoda de alimentare a înfășurării de excitație, generatoarele de curent continuu pot fi excitate și autoexcitate în mod independent.

Cu excitație independentă (Fig. 143, a), înfășurarea de excitație este conectată la rețeaua unei surse auxiliare de energie DC. Pentru reglarea curentului de excitație Iv, rezistența r p este inclusă în circuitul de înfășurare. Cu o astfel de excitație, curentul Iv nu depinde de curentul din armătura Ia.

Dezavantajul generatoarelor excitație independentă este nevoia unei surse suplimentare de energie. În ciuda faptului că această sursă are de obicei o putere scăzută (câteva procente din puterea generatoarelor), necesitatea ei este un mare inconvenient, astfel încât generatoarele de excitație independente găsesc o utilizare foarte limitată doar la mașini. tensiune înaltă, în care alimentarea înfășurării de excitație din circuitul armăturii este inacceptabilă din motive de proiectare.

Generatoarele autoexcitate, în funcție de includerea înfășurării de excitație, pot fi excitații paralele (Fig. 143, b), serie (Fig. 143, c) și mixte (Fig. 143, d).

Pentru generatoarele de excitație paralelă, curentul este mic (câteva procente curent nominal armătură), iar înfășurarea de excitație are un număr mare de spire. Cu excitația în serie, curentul de excitare este egal cu curentul de armătură, iar înfășurarea de excitație are un număr mic de spire.

Cu excitație mixtă, două înfășurări de excitație sunt plasate pe polii generatorului - paralel și serie.

Procesul de autoexcitare a generatoarelor de curent continuu decurge în același mod pentru orice schemă de excitație. Deci, de exemplu, în generatoarele de excitație paralele, care au primit cea mai largă aplicație, procesul de autoexcitare decurge după cum urmează.

Orice motor principal rotește armătura generatorului, circuitul magnetic (jug și miezuri de poli) al căruia are un mic flux magnetic rezidual F 0 . Acest flux magnetic în înfășurarea armăturii rotative este indus e. d.s. E 0 , care reprezintă câteva procente din tensiunea nominală a mașinii.

Sub influența lui e. d.s. E 0 într-un circuit închis format dintr-o armătură și o înfășurare de excitație, curge un curent Iv. Forța de magnetizare a înfășurării de excitație Ivw (w este numărul de spire) este direcționată în conformitate cu fluxul de magnetism rezidual, crescând fluxul magnetic al mașinii Ф, ceea ce determină o creștere atât a e. d.s. în înfăşurarea armăturii E, iar curentul în înfăşurarea de excitaţie Iv. O creștere a acestuia din urmă determină o creștere suplimentară a F, care la rândul său crește E și Iv.

Datorită saturației oțelului circuitului magnetic al mașinii, autoexcitarea nu are loc la infinit, ci până la o anumită tensiune, în funcție de viteza de rotație a armăturii mașinii și de rezistența în circuitul de înfășurare de excitație. . Când oțelul circuitului magnetic este saturat, creșterea fluxului magnetic încetinește și procesul de autoexcitare se încheie. Creșterea rezistenței în circuitul de înfășurare de excitație reduce atât curentul din acesta, cât și fluxul magnetic excitat de acest curent. Prin urmare, EMF scade. Cu. și tensiunea la care este excitat generatorul.

Modificarea vitezei de rotație a armăturii generatorului determină o modificare a fem. s, care este proporțională cu viteza, în urma căreia se modifică și tensiunea la care este excitat generatorul.

Autoexcitarea generatorului va avea loc numai în anumite condiții, care sunt următoarele:

1. >Prezența fluxului de magnetism rezidual. În absența acestui flux, e nu va fi creat. d.s. E 0, sub influența căruia începe să curgă un curent în înfășurarea de excitație, astfel încât excitarea generatorului va fi imposibilă. Dacă mașina este demagnetizată și nu are magnetizare reziduală, atunci un curent continuu trebuie să fie trecut prin înfășurarea de excitație de la o sursă străină de energie electrică. După oprirea înfășurării de excitație, mașina va avea din nou un flux magnetic rezidual.

2. Înfășurarea de excitație trebuie conectată în conformitate cu fluxul de magnetism rezidual, adică astfel încât forța de magnetizare a acestei înfășurări să mărească fluxul de magnetism rezidual.

Când înfășurarea de excitație este pornită în direcția opusă, forța sa de magnetizare va reduce fluxul magnetic rezidual și, în timpul funcționării prelungite, poate demagnetiza complet mașina. Dacă înfășurarea de excitație s-a dovedit a fi pornită în direcția opusă, atunci este necesar să schimbați direcția curentului în ea, adică să schimbați firele potrivite pentru bornele acestei înfășurări.

3. Rezistența circuitului de înfășurare de excitație trebuie să fie excesiv de mare, cu o rezistență foarte mare a circuitului de excitare, autoexcitarea generatorului este imposibilă.

4. Rezistența sarcinii externe trebuie să fie mare, deoarece cu o rezistență scăzută, curentul de excitare va fi, de asemenea, mic și autoexcitarea nu va apărea.

Proprietățile unui generator de curent continuu sunt determinate în principal de modul în care este alimentată înfășurarea câmpului. În funcție de aceasta, se disting următoarele tipuri de generatoare:

1) cu excitație independentă - înfășurarea de excitație este alimentată de o sursă externă DC;

2) cu excitație paralelă- înfăşurarea de excitaţie este conectată la înfăşurarea armăturii în paralel cu sarcina;

3) cu excitaţie secvenţială- înfăşurarea de excitaţie este conectată în serie cu înfăşurarea armăturii şi sarcina;

4) cu excitație mixtă - există două înfășurări de excitație: una este conectată în paralel cu sarcina, iar cealaltă este conectată în serie cu aceasta.

Generatoarele tipurilor considerate au același dispozitiv și diferă doar în implementarea înfășurării de excitație. Înfășurările de excitație independentă și paralelă, având un număr mare de spire, sunt realizate dintr-un fir de secțiune transversală mică; o înfășurare de excitație în serie cu un număr mic de spire - dintr-un fir de secțiune transversală mare. Generatoarele de putere redusă sunt uneori realizate cu magneți permanenți. Proprietățile unor astfel de generatoare sunt apropiate de cele ale generatoarelor cu excitație independentă.

Generator cu excitație independentă. La acest tip de generator (Fig. 10.35) curent de excitație euîn independent de curentul de armăturăeu A , care este egal cu curentul de sarcinăeu n . Actual euîn determinată numai de poziţia reostatului de reglareRp . B, incluse în circuitul de înfășurare de excitație:

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

Unde U B - tensiunea de alimentare;R B - rezistenta infasurarii de excitatie;Rp în - rezistenta reostatului de reglare.

De obicei, curentul de excitație este mic și se ridică la 1 ... 3% din curentul nominal al armăturii. Principalele caracteristici care determină proprietățile generatoarelor de curent continuu sunt următoarele: inactiv, extern, control și sarcină. Caracteristica de mers în gol (Fig. 10.36, A) numită dependențăU 0 = f( livre) la eu n = 0 și n = const . Când mașina este la ralanti, când circuitul de sarcină este deschis, tensiuneaU o la bornele înfășurării armăturii este egală cu EMF E 0 \u003d c e F p. Viteza armăturiiη este menținută neschimbată, iar tensiunea la ralanti depinde doar de fluxul magnetic F, adică de curentul de excitațieeuîn . Prin urmare, caracteristicaU 0 = f( eu B) similar cu caracteristica magnetică Ф = f( euîn ). Caracteristica de ralanti este ușor de obținut experimental. Pentru a face acest lucru, setați mai întâi curentul de excitație astfel încâtU o 1.25 U NOM , apoi reduceți curentul de excitație la zero și creșteți-l din nou la valoarea anterioară. În acest caz se obțin ramurile ascendente și descendente ale caracteristicii, care ies din același punct. Divergența ramurilor se explică prin prezența histerezii în circuitul magnetic al mașinii. Laeuîn = 0 în înfășurarea armăturii, EMF rezidual este indus de fluxul de magnetism rezidual E oprire , care este 2...4% din U nom.

Caracteristica externă (Fig. 10.36.6) este dependența U = f( eu m) la P - const şi eu in = const . În modul de sarcină, tensiunea generatorului

(10.34)

unde Σ R A - suma rezistențelor tuturor înfășurărilor conectate în serie în circuitul de armătură (înfășurări de armătură, poli suplimentari și compensare).

Odată cu creșterea sarcinii pentru a scădea tensiunea U afectează: căderea de tensiune în timpul rezistență internă Σ Ra mașini; scăderea emfΕ ca urmare a acţiunii de demagnetizare a reacţiei armăturii.

Schimbarea tensiunii în timpul trecerii de la modul de sarcină nominală la modul inactiv

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

Pentru generatoarele cu excitație independentă, este de 5 ... 15%.

Orez. 10.36.Caracteristicile generatorului cu excitație independentă

(a-c)

Caracteristica de reglare (Fig. 10.36, în) se numește dependențăeuîn = f( eu m) la U= const şi n = const . Acesta arată cum ar trebui ajustat curentul de câmp pentru a menține constantă tensiunea generatorului atunci când sarcina se modifică. Evident, în acest caz, pe măsură ce sarcina crește, este necesară creșterea curentului de excitație.

Caracteristica de sarcină (Fig. 10.37, a) este dependențaU= f( eu B) la n = const și / n = const . Caracteristica de sarcină laeu n = eu nom (curba 2) trece sub caracteristica de mers în gol (curba 1), care poate fi considerată ca un caz special al caracteristicii de sarcină laeu n = 0. Diferența dintre ordonatele curbelor 1 și 2 se datorează efectului de demagnetizare al reacției armăturii și căderii de tensiune în rezistența internăΣ Ra mașini.

Orez. 10.37.Caracteristica de sarcină a unui generator cu excitație independentă (a) și construcția sa folosind un triunghi caracteristic (b)

O reprezentare vizuală a influenței acestor factori oferă triunghi LAN caracteristic sau reactiv. Dacă la segment un A, egală la o anumită scară cu tensiuneaU, la un anumit curent de sarcinăeu n și curent de excitațieeuîn adăugați un segment AB, egal pe aceeași scară cu căderea de tensiuneeu BΣ Ra în generator, obținem segmentul aB, emf egală E.

La EMF inactivΕ indus în înfăşurarea armăturii la un curent mai miceu" în , corespunzătoare abscisei punctului DIN. Prin urmare, segmentul soare caracterizează efectul de demagnetizare al reacţiei armăturii pe scara curentului de excitaţie. La curent constanteu n picior AB triunghiul caracteristic este constant; picior soare depinde nu numai de curenteu n , dar și asupra gradului de saturație a sistemului magnetic, adică asupra curentului de excitațieeuîn . Cu toate acestea, în unele cazuri, influența curentului de excitație este neglijată și se presupune că segmentul soare numai proporțional cu curentuleu n .

Această ipoteză ne permite să construim caracteristici de sarcină la diferiți curenți, modificând numai lungimea tuturor laturilor triunghiuluiABC. Dacă vârful C al triunghiului caracteristic construit pentru un anumit curenteu n , situat pe caracteristica 1 ralanti (Fig. 10.37, b), apoi triunghiul se deplasează de-a lungul acestei caracteristiciABC astfel ca catet soare rămâne paralel cu axa x, apoi urma punctului DAR arată aproximativ caracteristica de sarcină dorită 2 la o valoare de curent datăeu n . Această caracteristică este oarecum diferită de caracteristica reală. 3 (care poate fi eliminat empiric), întrucât valoarea piciorului soare triunghiul caracteristic se modifică datorită schimbării condițiilor de saturație. Folosind caracteristica de mers în gol cu ​​ajutorul unui triunghi caracteristic, este posibil să se construiască alte caracteristici ale generatorului: extern și de reglare.

Caracteristica exterioară este construită pe baza caracteristicii de ralanti 1 (Fig. 10.38, a). Luând un punctD pe axa y corespunzătoare tensiunii nominaleU nom , o linie dreaptă este trasată prin elANUNȚ, paralel cu axa x. Vârful este situat pe această linie. DAR triunghi caracteristic luat la curentul nominal de armătură astfel încât piciorul AB era paralelă cu axa y, iar vârful C era pe caracteristica 1 . Apoi, aruncând perpendiculara de la vârf DAR pe axa x, găsiți un punct Și a, corespunzător curentului nominal de excitaţieeu vnom . La determinareaeu vnom luați în considerare faptul că sub acțiunea reacției armăturii, EMF la sarcină este mai mică decât la ralanti, adică este creat, așa cum ar fi, de un curent de excitație mai mic.

Orez. 10.38. Diagrame pentru construirea externă (a) și ajustarea (b)

caracteristicile generatorului cu excitație independentă folosind

triunghi caracteristic

Curentul în scădere euîn corespunde segmentului soare, caracterizarea efectului de demagnetizare al reacţiei armăturii. Tensiunea la curentul nominal este, de asemenea, mai mică decât EMF prin cantitatea căderii de tensiuneIn absentaΣ Ra, căruia îi corespunde piciorul AB.

Când se construiește dependența dorită 2, adică tensiuneaU de la curentul de sarcină 1 a, cele două puncte ale sale pot fi uşor determinate: curentul nominaleu anom corespunde tensiunii nominaleU HOM (punctul b ), iar curentul de armătură, egal cu zero (mod inactiv), este tensiuneaU o (punct A), egal cu EMF la curentul de excitațieeu vnom . Alte puncte (cu,d etc.) a caracteristicii exterioare poate fi construită prin schimbarea tuturor laturilor triunghiului caracteristic proporțional cu modificarea curentului de armătură și aranjarea acestuia astfel încât picioarele A"B", A"B",... a rămas paralel cu axa y. În același timp, punctele B, B" B" ar trebui să fie pe o linie verticală A K B corespunzător curentului de excitaţieeuîn.nom , și punctele C, C", C", ... - pe caracteristica de mers în gol 1 . Apoi ordonatele punctelor A, A,... va determina valoarea dorită a tensiunii la curenții de sarcină 1 a1 \u003d 1 anom A "B" / AB, 1 a2 \u003d \u003d 1 anom A "B" / AB etc. De obicei, la construirea unei caracteristici externe se desenează doar ipotenuzele triunghiurilor caracteristice A „C”, A „C”"",..., paralelACpână la intersecția cu caracteristica de mers în gol și cu linia A K V. Ordinatele punctelor găsite A", A"... determinați valorile dorite ale tensiunii (adică punctele c,d caracteristici externe 2) la curenții de sarcinăeuA nume, In absenta 1 , 1 a2.

Dacă dintr-un punct A la trage o linie paralelă AU, până la intersecția cu caracteristica de ralanti în punctul C la, atunci puteți obține valoarea curentă scurt circuit 1 k \u003d 1 anom A la C la /AC, care este de 5 ... 15 ori curentul nominal. Cunoscând curentul de scurtcircuit, puteți calcula moment maxim, rezistența mecanică a arborelui și selectați parametrii echipamentului de protecție. Determinarea experimentală a curentului de scurtcircuit dificil, deoarece în procesul de desfășurare a experimentului, poate apărea un incendiu general.

Caracteristica construită este aproximativă. Eroarea sa principală se datorează faptului că efectul de demagnetizare al reacției armăturii (adică piciorul soare) nu este proporțională cu curentul de armătură. De obicei, construcția dată oferă o valoare oarecum subestimată a curentului de scurtcircuit.

Caracteristica de reglare (Fig. 10.38, b) este construită după cum urmează. Mai întâi găsiți curentul de excitație eu in0 , corespunzătoare tensiunii nominale fără sarcină. Pentru a determina curentul de excitație la curentul de sarcină nominal, partea de sus DAR triunghiul caracteristic (corespunzător sarcinii nominale) este plasat pe o linie dreaptă 2, paralelă cu axa absciselor și situat la o distanță de aceastaUHOM. picior AB trebuie să fie paralelă cu axa y și cu vârful DIN ar trebui să fie situat pe caracteristica de ralanti 1. Abcisa apexului DAR dă valoarea dorită a curentului de excitaţie.

Dovada validitatii acestei constructii este data in constructia caracteristicii exterioare. Trasarea unor drepte paralele cu ipotenuza DAR C, obținem segmente A"C", A"C",...,încheiat între caracteristica de ralanti 1 iar linia 2 corespunzătoare condițieiU= UHOM = const. Aceste segmente reprezintă ipotenuzele triunghiurilor caracteristice la diferiți curenți de sarcină. Caracteristica de control dorităeu B= f( In absenta) - curba 3 - construit în colțul de coordonate inferior. Valorile curentului de excitație sunt determinate de abscisele punctelor A, A", A",..., care corespund curenților de sarcină proporționali cu lungimile segmentelor DAR DIN, DAR"DIN", Un „C”...

Avantajul generatoarelor cu excitație independentă - capacitatea de a regla tensiunea pe o gamă largă de la zero la Umaxprin modificarea curentului de excitație și o modificare relativ mică a tensiunii sub sarcină. Cu toate acestea, pentru a alimenta înfășurarea de excitație a unor astfel de generatoare, sunt necesare surse externe de curent continuu.

Generatoarele cu excitație independentă sunt utilizate numai la putere mare, precum și la putere mică, la tensiune joasă. Indiferent de valoarea tensiunii de armătură, înfășurarea de câmp este proiectată pentru o tensiune DC standard de 110 sau 220 V pentru a simplifica echipamentul de control.

Orez. 10.39. schema circuitului generator cu excitație paralelă (a) și dependența modificării EMF și a căderii de tensiune în circuitul de excitație i Β Σ R Β la schimbarea curentului de excitație al generatorului (b)

Generator cu excitație paralelă. LA acest generator (Fig. 10.39, A)înfăşurarea de excitaţie este conectată printr-un reostat de reglare în paralel cu sarcina. Prin urmare, în acest caz, se folosește principiul autoexcitației, în care înfășurarea de excitație este alimentată direct de la înfășurarea armăturii generatorului. Autoexcitarea generatorului este posibilă numai în anumite condiții. Pentru a le stabili, luați în considerare procesul de schimbare a curentului în circuitul „înfășurare de câmp - înfășurare de armătură” în modul inactiv. Pentru circuitul luat în considerare, obținem ecuația

(10.36)

Unde eși iîn - valorile instantanee ale EMF în înfășurarea armăturii și curentul de excitație;Σ R în = Rîn + Rr.v - rezistența totală a circuitului de excitație a generatorului (rezistențăΣ R α poate fi neglijat deoarece este mult mai puținΣ R în); LIVRE - inductanţa totală a înfăşurărilor de excitaţie şi armătură. Toți membrii ecuației (10.36) pot fi reprezentați grafic (Fig. 10.39, b). EMF e la o oarecare valoare iîn curentul de excitație poate fi determinat din caracteristică OA ralanti a generatorului și căderea de tensiuneiînΣ R în- conform caracteristicii curent-tensiune OV circuitele sale de excitaţie. Caracteristică OV este o linie dreaptă care trece prin origine sub un unghiγ la axa x; în caretgγ = Σ R B. Din (10.36) avem

(10.37)

Prin urmare, dacă diferența ( e - eu BΣ R B) > 0, apoi derivatadi/ dt > 0 și există un proces de creștere a curentului de excitațieiîn .

Starea staționară în circuitul înfășurării de excitație este observată cânddi B/ dt = 0, adică în punctul de intersecție DIN caracteristici inactiv OA cu o linie dreaptă OV.În acest caz, mașina funcționează cu un anumit curent de excitație constant eu v0 și emf E 0 = U 0 .

Din ecuația (10.37) rezultă că pentru autoexcitarea generatorului trebuie îndeplinite anumite condiții:

1) procesul de autoexcitare poate începe numai dacă în momentul inițial(i Β = 0) unele EMF inițiale sunt induse în înfășurarea armăturii. Prin urmare, o astfel de fem poate fi creată de fluxul de magnetism rezidual pentru a începe procesul de autoexcitare, este necesar ca generatorul să aibă un flux de magnetism rezidual, care, atunci când armătura se rotește, o induce în înfășurarea EMF E OST. De obicei, există un flux de magnetism rezidual în mașină datorită prezenței histerezii în sistemul său magnetic. Dacă nu există un astfel de flux, atunci acesta este creat prin trecerea unui curent de la o sursă externă prin înfășurarea de excitație;

2) în timpul trecerii curentuluiiîn în funcție de înfășurarea de excitație a MDS-ului săuF sar trebui îndreptată conform MDS magnetism rezidual F0CT . În acest caz, sub influența diferenței e - i B Σ R B are loc o creștere a curentului iîn , fluxul magnetic de excitație Ф in și EMF e. Dacă aceste MMF sunt direcționate opus, atunci MMF-ul înfășurării de excitație creează un flux direcționat împotriva fluxului de magnetism rezidual, mașina este demagnetizată și procesul de autoexcitare nu va putea începe;

3) diferență pozitivă e - i B ∑ R B necesar pentru a crește curentul de excitație iîn zero la starea de echilibrueu in0 , poate apărea numai dacă se află în intervalul specificat de modificare a curentuluiiîn Drept OV situat sub caracteristica de ralanti OA. Cu o creștere a rezistenței circuitului de excitațieΣ R B unghiul de înclinare creșteγ Drept OV la axa curentăeuîn și într-un unghi criticγ cr (corespunzător valorii critice de rezistențăΣ R B. Kp) Drept O V practic coincide cu partea rectilinie a caracteristicii de ralanti. În acest caz e iÎn Σ R în iar procesul de autoexcitare devine imposibil. (Prin urmare, pentru autoexcitarea generatorului, este necesar ca rezistența circuitului de excitație să fie mai mică decât valoarea critică.

Dacă parametrii circuitului de excitaţie sunt aleşi astfel încâtΣR în Σ R in.cr , apoi la punct DIN se asigură stabilitatea modului de autoexcitare. Cu o scădere accidentală a curentuluiiîn sub valoarea stabilităeu in0 sau mărește-l pesteeu in0 există o diferență pozitivă sau, respectiv, negativă. (e - i B Σ R B ) căutând să se schimbe

Orez. 10.40.Caracteristici externe ale generatoarelor cu independent (2)

și excitație paralelă (1).

actual iîn astfel încât să redevină egală eu in0 . Cu toate acestea, pentru Σ R B> Σ R B . Kp se încalcă stabilitatea regimului de autoexcitare. Dacă, în timpul funcționării generatorului, rezistența circuitului de excitație este crescutăΣR în la o valoare mai mareΣ R în .cr , apoi sistemul său magnetic este demagnetizat și EMF scade laΕ ο Cu t . Dacă generatorul a pornit lucrez la

Σ R B > Σ R B . kr , atunci nu se va putea autoexcita. Prin urmare, condiție Σ Rîn Σ R c.c. R limitează domeniul posibil de reglare a curentului de excitație a generatorului și a tensiunii acestuia. De obicei, este posibilă scăderea tensiunii generatorului prin creșterea rezistențeiΣ R B , numai până la (0,6...0,7) Unom.

Caracteristica externă a generatorului este dependența U= f(eu m) la n = const şi R B = const (Fig. 10.40, curbă 1). Este situat sub caracteristica externă a generatorului cu excitație independentă (curbă 2). Acest lucru se datorează faptului că în generatorul considerat pe lângă două motive care provoacă o scădere a tensiunii odată cu creșterea sarcinii (căderea de tensiune în armătură și efectul de demagnetizare al reacției armăturii), există un al treilea motiv-reducerea curentului de excitație 1 V = = U/ ΣR în , care depinde de tensiune U, adică din curenteun.

Generatorul poate fi încărcat numai până la un anumit curent maxim eu kr . Cu o scădere suplimentară a rezistenței la sarcinăRH actual eu H= U/ RH începe să scadă pe măsură ce tensiuneaU scăzând mai repede decât scăzândRH. Lucrați pe site A b caracteristicile externe sunt instabile; în acest caz, mașina comută în modul de funcționare corespunzător punctuluib, adică în modul de scurtcircuit.

Acțiunea cauzelor care provoacă o scădere a tensiunii generatorului odată cu creșterea sarcinii se observă în mod deosebit din luarea în considerare a Fig. 10.41, care arată construcția unei caracteristici exterioare după caracteristica de ralanti și triunghiul caracteristic.

Construcția se realizează în următoarea ordine. Prin punctD pe axa ordonatelor corespunzătoare tensiunii nominale se trasează o linie dreaptă paralelă cu axa absciselor. Vârful este situat pe această linie. DAR triunghi caracteristic corespunzător nominalului

Orez. 10.41. Grafice pentru construirea caracteristicilor externe ale generatorului cu

excitație paralelă folosind un triunghi caracteristic

sarcină; picior A B trebuie să fie paralel cu axa y, iar vârful C trebuie să se afle pe caracteristica de ralanti 1. Prin origine și vârf DAR direct 2 până la intersecția cu caracteristica de ralanti; această linie dreaptă este caracteristica curent-tensiune a rezistenței circuitului de înfășurare de excitație. Pe ordonata punctului de intersecțieΕ caracteristici 1 și 2 obțineți tensiunea generatoruluiU 0 = E 0 la ralanti.

Curent de excitare euîn cotat la modul nominal corespunde abscisei punctului DAR,și generator EMF E nom la sarcina nominală - ordonată punctual LA. Se poate determina din caracteristica de ralanti dacă curentul de excitație este reduseuîn evaluat pentru lungimea segmentului soare,ţinând cont de efectul de demagnetizare al reacţiei armăturii. La construirea unei caracteristici externe 3 punctele ei Ași b , corespunzătoare sarcinii în gol și sarcinii nominale, sunt determinate de tensiuniU o iar tu hom . Puncte intermediare cu,d, ... obținut prin desen direct DAR"DIN", A"C", A""C",..., paralel cu ipotenuza AU,înainte de trecerea cu caracteristica curent-tensiune 2 la puncte A", A", A",..., precum si cu caracteristica de mers in gol 1 la punctele С", С", С"",.... Ordonatele punctelor A "A" A "", ... corespund tensiunilor la curenții de sarcină In absenta 1 , In absenta 2 , In absenta 3 ,..., ale căror valori sunt determinate din relație

In absentanom:I a1:I a2 ,I a3 = AC:A"C":A"C":A""C"":...

La trecerea de la modul de sarcină nominală la modul inactiv, tensiunea generatorului se modifică cu 10 ... 20%, adică mai mult decât la un generator cu excitație independentă.

Cu un scurtcircuit constant al armăturii, curentul eu la generatorul cu excitație paralelă este relativ mic

Orez. 10.42. Circuit generator cu excitație secvențială (a)

și caracteristica sa externă ( b)

(vezi Fig. 10.41), deoarece în acest mod tensiunea și curentul de excitație sunt zero. Prin urmare, curentul spre. numai EMF este creat din magnetismul rezidual și este (0,4 ... 0,8)eu nom .

Caracteristicile de control și sarcină ale unui generator cu excitație paralelă sunt de aceeași natură cu cele ale unui generator cu excitație independentă.

Majoritatea generatoarelor de curent continuu produse de industria autohtonă au excitație paralelă. Pentru a îmbunătăți performanța externă, acestea au de obicei o înfășurare în serie mică (una până la trei spire pe stâlp). Dacă este necesar, astfel de generatoare pot fi pornite și conform unei scheme cu excitație independentă.

Generator cu excitație secvențială. LA generator cu excitație secvențială (Fig. 10.42, A) curent de excitație euîn = eu A = eu n . Caracteristica externă a generatorului (Fig. 10.42, b, curbă 1) poate fi construit din caracteristica de mers în gol (curba 2) și triunghiul de reacțieABC, ale căror laturi cresc proporţional cu curentuleu n . Pentru curenți mai puținieu kr , cu o creștere a curentului de sarcină, fluxul magnetic creșteΦ și generator fem E, Ca urmare, crește și tensiunea.U. Doar pentru curenți mari eu n > eu kr tensiune U scade odată cu creșterea sarcinii, deoarece în acest caz sistemul magnetic al mașinii este saturat și o mică creștere a fluxuluiΦ nu poate compensa creșterea căderii de tensiune pe rezistența internăΣ R A. Deoarece într-un generator excitat în serie, tensiunea variază foarte mult cu o schimbare a sarcinii, iar la ralanti este aproape de zero, astfel de generatoare sunt improprii pentru alimentarea majorității consumatorilor de electricitate. Ele sunt utilizate numai pentru frânarea electrică a motoarelor cu excitație secvențială, care sunt apoi transferate în modul generator.

Orez. 10.43.Circuit generator de excitație mixtă (a)

și caracteristicile sale externe (b)

Generator mixt excitare. În acest generator (Fig. 10.43, A) Există două înfășurări de excitație: principal (paralel) și auxiliar (serial). Includerea consecventă a două înfășurări vă permite să obțineți o tensiune aproximativ constantă a generatorului atunci când sarcina se schimbă.

Caracteristica exterioară a generatorului (Fig. 10.43, b) în prima aproximarepoate fi reprezentat ca suma caracteristicilor create de fiecare dintre înfăşurările de excitaţie. Când o înfășurare paralelă este pornită, prin care trece curentul de excitație euîn 1 , tensiunea generatoruluiU scade treptat odată cu creșterea curentului de sarcinăeu n (curba 1). Când o înfășurare în serie este pornită, prin care trece curentul de excitație euîn 2 = eun, tensiunea crește odată cu curentuleu n (curba 2).

Prin selectarea numărului de spire ale înfășurării în serie astfel încât la sarcină nominală tensiunea generată de aceastaΔ U ultimul compensat pentru căderea totală de tensiuneΔ U la operarea mașinii cu o singură înfășurare paralelă, se poate obține ca tensiuneaU când curentul de sarcină se schimbă de la zero laeu nom a rămas aproape neschimbată (curba 3). În practică, variază între 2...3%. Prin creșterea numărului de spire ale înfășurării în serie, se poate obține o caracteristică la care tensiuneaUHOM > U o (curba 4); această caracteristică compensează căderea de tensiune nu numai în rezistența internăΣ Ra generator, dar și în linia care îl conectează la sarcină. Dacă înfășurarea în serie este pornită astfel încât MMF să fie îndreptată împotriva MMF a înfășurării paralele (conexiune opusă), atunci caracteristica externă a generatorului cu un număr mare de spire a înfășurării în serie va scădea brusc (curba 5) . Contraconectarea înfășurărilor de excitație în serie și paralelă este utilizată la generatoarele de sudare și alte mașini speciale unde este necesară limitarea curentului de scurtcircuit.

Funcționarea generatorului la turație variabilă. Generatoarele instalate pe mașini, tractoare, vagoane de cale ferată, avioane etc., sunt de obicei

Orez. 10.44.Caracteristici de mers în gol (a) și generator extern (b) cu

excitație paralelă la viteze diferite

sunt antrenate de un motor care asigură propulsie vehicul, sau de pe axa roților sale. Frecvența de rotație a unui astfel de generator se modifică în funcție de viteza vehiculului.

Pentru generatoarele care funcționează în modul în cauză, caracteristicile principale sunt de obicei date pentru trei valori ale vitezelor de rotație: minimă, medie și maximă (Fig. 10.44). Caracteristică generatoare, a căror viteză de rotație variază într-o gamă largă, este că, pornind de la n miercuriși mai sus, funcționează cu un circuit magnetic slab sau complet nesaturat. Acest lucru se datorează dorinței de a reduce curenții de excitație în timpul mersului în goleu B 0 max și AT sarcina care apare la o viteza de rotatienmin, pentru a crea condiţii de lucru mai favorabile pentru regulatorul de tensiune. Cel mai dificil mod de acționare a generatorului în cauză este modul cu viteza minimă de rotație, deoarece în acest caz, pentru a furniza puterea necesarăΡ necesar pentru a avea cel mai mare cuplu. Prin urmare, în unele cazuri, puterea este limitată, adică curentul generatorului la o viteză de rotațienmin.

Pentru generatoarele cu excitație paralelă care funcționează la o viteză variabilă, pe lângă cele trei condiții de autoexcitare de mai sus, există trei altele suplimentare. La viteze mai mici p t în generatorul ar trebui să funcționeze la ralanti. Eu gras n nmin conectați o sarcină mare la generator, apoi din cauza unei căderi semnificative de tensiune în circuitul armăturii, tensiunea la bornele sale va scădea aproape la zero și procesul de autoexcitare nu va începe. Prin urmare, în sistemul de alimentare cu energie al vehiculului,

Orez. 10.45. Grafice ale modificărilor EMF și tensiunea generatorului pentru diverse

vitezele și rezistențele circuitului de excitație

să fie prevăzute cu echipamente care împiedică posibilitatea conectării

la generatorul de sarcină n nmin. Rezistența circuitului de excitație trebuie să fie sub rezistența critică pentru orice viteză dată. Prin urmare, pentru autoexcitarea rapidă a generatorului, se recomandă să nu se introducă nicio rezistență suplimentară în circuitul de excitare la accelerarea vehiculului. Dacă scădem viteza P, apoi, în consecință, caracteristica de ralanti se va deplasa în jos (Fig. 10.45) și rezistența critică va scădea, la care procesul de autoexcitare a generatorului este imposibil. Deci, pentru viteza n ί rezistența critică corespunde unei linii drepte OA 1 cu un unghiγ și si pentru viteza n 2 - drept OA 2 cu un unghi y 2 Prin urmare, un generator cu o rezistență a circuitului de excitație corespunzătoare unei linii drepte OA 2, poate funcționa normal la viteza de rotație n 1, dar nu va putea să se autoexcite la o frecvență n 2 . La o viteză de rotație p 1în funcție de valoarea rezistenței circuitului de excitație, tensiunea generatorului se dovedește a fi egală cuU 01 sau U 02 .

Pentru fiecare rezistență a circuitului de excitare, puteți selecta viteza de rotație P, la care această rezistenţă devine critică. Această viteză se numește „moartă”. Viteza de rotație „moartă” pentru înfășurarea de excitație în sine fără rezistențe suplimentare va fi frecvența cea mai joasă sub care procesul de autoexcitare este imposibil. Prin urmare, în unele cazuri, pentru a accelera excitația generatorului în timpul accelerării vehiculului, înfășurarea de excitație este alimentată cu energie de la baterie folosind un releu.

La schimbarea direcției de rotație a armăturii generatorului, direcția curentului în înfășurarea câmpului trebuie să rămână neschimbată, astfel încât fluxul magnetic creat de înfășurare să nu distrugă fluxul de magnetism rezidual. Acest lucru se realizează de obicei prin comutarea firelor care conectează înfășurarea de excitație la periile mașinii.

Pe fig. 10.46 , A sunt date caracteristicile de reglare ale generatorului cu excitație paralelă, construit pentru trei valori ale vitezei. puncteA 1 , A 2 și A 3 dintre aceste caracteristici corespund modului de ralanti.

Orez. 10.46.Reglarea (a) și caracteristicile de reglare a vitezei (b).

Conform caracteristicilor de reglare, este posibil să se determine intervalul de modificare a curentului de excitație necesar pentru a stabiliza tensiunea generatorului la nivelul U Η0Μ la schimbarea vitezei și a sarcinii. Cel mai mic curenteu b. min corespunde vitezei n maxși mașină de ralanti, cel mai mare curent euîn m ah - vitezanmin și sarcina nominală.

Caracteristicile de reglare a vitezei (Fig. 10.46, b) sunt dependențele curentului de excitațieeuîn de la viteza de rotatie n la tensiune constantăU la bornele generatorului. De obicei sunt construite pentru tensiunea nominală U nom la ralanti (curba 1) și sarcina nominală (curba 2). Ele pot fi, de asemenea, utilizate pentru a determina intervalul de modificare a curentului de excitație necesar pentru a menține o tensiune stabilă la sarcină. Atitudine k i = euîn m ah / euîn m 1p numit factor de control al curentului de excitație; de obicei este 8 ... 12. În practică, la obținerea acestor caracteristici se determină și o parte din caracteristica de autoexcitare (secțiunea OA) cu o rezistenţă constantă a circuitului de excitaţie. Acest lucru vă permite să determinați vitezele de rotație inițiale nmin , la care generatorul dezvoltă tensiunea nominală la ralanti și la sarcină nominală. Sub viteza de sarcină p t iPmai mult decât la relanti, din cauza căderii de tensiune în circuitul de armătură. Cu cât rezistența circuitului de excitație este mai mică, cu atât viteza este mai micănmin.

Curentul maxim de excitație pentru acest generator corespunde segmentului AB. La atingereUH 0 M curent de excitație cu creștere suplimentară n scade aproximativ conform legii hiperbolice. Cu toate acestea, la valori mari ale curentului de excitație, din cauza saturației

Orez. 10.47.Caracteristicile controlului reostatic

circuitul magnetic al mașinii, aceste caracteristici diferă semnificativ de hiperbolă.

Cu toate metodele de reglare a tensiunii generatorului, modificarea necesară a curentului de excitație se realizează prin schimbarea rezistenței circuitului de excitație.Σ R B (pentru a schimba Σ R B se poate reduce şi acţiunea regulatoarelor de tensiune a tranzistorului în impulsuri sau tiristoarelor). Pe fig. Sunt prezentate 10.47 dependențe de rezistențăΣ R B de la viteza de rotatieη la tensiune constantă U și sarcină constantă, construită pentru modurile inactiv (curba 1) și sarcina nominală (curba 2). În funcție de caracteristici, este posibil să se determine coeficientul de reglare a rezistenței circuitului de excitație k rv = Σ R în max / Σ R Bmin și rezistență suplimentarăRpB, care trebuie introdus în timpul reglajului în circuitul de excitație, în serie cu rezistențaR B înfăşurarea de excitaţie în sine.

§ 111. Metode de excitare a generatoarelor de curent continuu

În funcție de metoda de alimentare a înfășurării de excitație, generatoarele moderne de curent continuu utilizează excitarea independentă a fluxului magnetic și autoexcitarea.
Cu excitație independentă (Fig. 154, a), înfășurarea de excitație este conectată la o sursă de energie DC auxiliară. Pentru a controla curentul de excitație eu rezistența este activată în circuitul de înfășurare r p . Cu această excitare, curentul eu in nu depinde de curentul din armătură eu eu.

Dezavantajul generatoarelor independente de excitație este necesitatea unei surse suplimentare de energie. În ciuda faptului că această sursă are de obicei o putere scăzută (câteva procente din puterea generatoarelor), necesitatea ei este un mare inconvenient și, prin urmare, generatoarele de excitație independente sunt de utilizare limitată în instalații speciale (GD) și în înaltă tensiune. mașinile, în care înfășurarea de excitație este alimentată din lanțul de armătură, este inacceptabilă din motive de proiectare.
Generatoarele auto-excitate au mai multe aplicare largă. În funcție de conexiunea înfășurării de excitație, acestea pot fi excitații paralele (Fig. 154, b), în serie (Fig. 154, c) și mixte (Fig. 154, d).
Pentru generatoarele de excitație paralelă, curentul euîn mic (câteva procente din curentul nominal al armăturii), iar înfășurarea de excitație are un număr mare de spire. Cu excitația în serie, curentul de excitație este curentul de armătură, iar înfășurarea de excitație are un număr mic de spire.
Cu excitație mixtă, două înfășurări de excitație sunt plasate pe polii generatorului - paralel și serie.
Procesul de autoexcitare a generatoarelor de curent continuu decurge în același mod pentru orice schemă de excitație. Să luăm în considerare procesul de autoexcitare a unui generator de excitație paralel, care a primit cea mai largă aplicație.
Orice motor primar rotește armătura generatorului, în circuitul magnetic (jug și miezuri de poli) din care se păstrează un mic flux magnetic rezidual Φ rest. Acest flux magnetic în înfășurarea armăturii rotative este indus e. d.s. E ost, care reprezintă câteva procente din tensiunea nominală a mașinii.
Sub influența lui e. d.s. E ost într-un circuit închis format dintr-o armătură și o înfășurare de excitație, curge un curent euîn. Forța de magnetizare a înfășurării câmpului euîn ω in (ω in - numărul de spire) este direcționat în funcție de fluxul de magnetism rezidual, crescând fluxul magnetic al mașinii Φ m, ceea ce determină o creștere ca e. d.s. în înfăşurarea armăturii E, și curentul din înfășurarea de excitație euîn. O creștere a acestuia din urmă determină o creștere suplimentară a Φ m, care la rândul său crește Eși euîn.
Datorită saturației oțelului circuitului magnetic al mașinii, autoexcitarea nu are loc la infinit, ci până la o anumită tensiune, în funcție de viteza de rotație a armăturii mașinii și de rezistența circuitului de înfășurare de excitație. . Când oțelul circuitului magnetic este saturat, creșterea fluxului magnetic încetinește și procesul de autoexcitare se încheie. Creșterea rezistenței în circuitul de înfășurare de excitație reduce atât curentul din acesta, cât și fluxul magnetic excitat de acest curent. Prin urmare e scade. d.s. și tensiunea la care este excitat generatorul.
Modificarea vitezei de rotație a armăturii generatorului determină o modificare a e. d.s., care este proporțională cu viteza, în urma căreia se modifică și tensiunea la care este excitat generatorul.
Autoexcitarea generatorului are loc numai în anumite condiții, care sunt următoarele.
1. Prezența unui flux de magnetism rezidual. În absența acestui flux, nu se creează e. d.s. E ost, sub acțiunea căruia începe să curgă un curent în înfășurarea de excitație, astfel încât excitarea generatorului va fi imposibilă. Dacă mașina este demagnetizată și nu are magnetizare reziduală, atunci un curent continuu de la o sursă străină trebuie să fie trecut prin înfășurarea de excitație energie electrica. După ce înfășurarea de excitație este deconectată, fluxul magnetic rezidual va rămâne în mașină.
2. Înfășurarea de excitație trebuie pornită astfel încât forța de magnetizare a acestei înfășurări să mărească fluxul de magnetism rezidual.
Când înfășurarea de excitație este pornită în direcția opusă, forța sa de magnetizare va reduce fluxul magnetic rezidual și, în timpul funcționării prelungite, poate demagnetiza complet mașina. În acest caz, este necesar să schimbați direcția curentului în înfășurarea de excitație, adică să schimbați firele potrivite pentru bornele sale.
3. Rezistența circuitului de înfășurare de câmp nu trebuie să fie excesiv de mare; cu o rezistență foarte mare a circuitului de excitare, autoexcitarea generatorului este imposibilă.
4. Rezistența sarcinii externe trebuie să fie relativ mare, deoarece cu o rezistență scăzută, curentul de excitare va fi, de asemenea, mic și autoexcitarea nu va apărea.

11. Generator de curent continuu cu excitație paralelă: principiu de funcționare, condiții de autoexcitare, caracteristici.

Generator de excitație șunt. În acest generator (Fig. 8.47, A) înfăşurarea de excitaţie este conectată printr-un reostat de reglare în paralel cu sarcina. Prin urmare, in acest În acest caz, se utilizează principiul autoexcitației, în care înfășurarea de excitație este alimentată direct de la înfășurarea armăturii generatorului. Autoexcitarea generatorului este posibilă numai în anumite condiții. Pentru a le stabili, luați în considerare procesul de schimbare a curentului în circuitul „înfășurare de câmp - înfășurare de armătură” în modul inactiv. Pentru circuitul luat în considerare, obținem ecuația

Unde eși i c - valorile instantanee ale EMF în înfășurarea armăturii și curentul de excitație; Σ Rîn = Rîn + R r.v - rezistența totală a circuitului de excitare a generatorului (rezistența Σ Rși poate fi neglijat, deoarece este mult mai mic decât Σ Rîn); L c este inductanța totală a înfășurărilor de excitație și armătură. Toți termenii incluși în (8.59) pot fi reprezentați grafic (Fig. 8.47, b). EMF e la o oarecare valoare iîn curentul de excitaţie poate fi determinat de caracteristică OA ralanti a generatorului și căderea de tensiune iîn Σ R c - conform caracteristicii curent-tensiune OV circuitele sale de excitaţie. Caracteristică OV este o dreaptă care trece prin origine la un unghi y față de axa x; în care tg γ= Σ Rîn. Din (8.59) avem

Prin urmare, dacă diferența ( e - iîn Σ R c) > 0, apoi derivata di in / dt> 0 și există un proces de creștere a curentului de excitație iîn.

Starea staționară în circuitul înfășurării de excitație este observată când di in / dt= 0, adică în punctul de intersecție DIN caracteristici inactiv OA cu o linie dreaptă OV. În acest caz, mașina funcționează cu un anumit curent de excitație constant eu v0 și emf E 0 = U 0 .

Din ecuația (8.60) rezultă că pentru autoexcitarea generatorului trebuie îndeplinite anumite condiții:

1) procesul de autoexcitare poate începe numai dacă în momentul inițial ( i c \u003d 0) unele EMF inițiale sunt induse în înfășurarea armăturii. Un astfel de EMF poate fi creat printr-un flux de magnetism rezidual, prin urmare, pentru a începe procesul de autoexcitare, este necesar ca generatorul să aibă un flux de magnetism rezidual, care, atunci când armătura se rotește, induce un EMF în înfășurarea sa. E odihnă. De obicei, există un flux de magnetism rezidual în mașină datorită prezenței histerezii în sistemul său magnetic. Dacă nu există un astfel de flux, atunci acesta este creat prin trecerea unui curent de la o sursă externă prin înfășurarea de excitație;

2) în timpul trecerii curentului iîn înfăşurarea excitaţiei sale MDS Fîn trebuie direcționat conform MMF-ului magnetismului rezidual F oct. În acest caz, sub acţiunea diferenţei e - iîn Σ Rîn proces de creştere a curentului i c, fluxul magnetic de excitație F c și EMF e. Dacă aceste MMF sunt direcționate opus, atunci MMF-ul înfășurării de excitație creează un flux direcționat împotriva fluxului de magnetism rezidual, mașina este demagnetizată și procesul de autoexcitare nu va putea începe;

3) diferență pozitivă e - iîn Σ R c, necesar pentru a crește curentul de excitație i de la zero la starea de echilibru eu v0, poate apărea numai dacă se află în intervalul specificat de modificare a curentului iîn linie dreaptă OB situat sub caracteristica de ralanti OA. Cu o creștere a rezistenței circuitului de excitație Σ R unghiul de înclinare crește γ Drept OB la axa curentă euîn și la o anumită valoare critică a unghiului γ cr (corespunzător valorii critice de rezistență Σ R c.cr) drept OV" practic coincide cu partea rectilinie a caracteristicii de ralanti. În acest caz e≈ iîn Σ R in si procesul de autoexcitare devine imposibil. Prin urmare, pentru autoexcitarea generatorului, este necesar ca rezistența circuitului de excitație să fie mai mică decât valoarea critică.

Dacă parametrii circuitului de excitație sunt aleși astfel încât Σ Rîn< ΣR v.cr, apoi la punct DIN se asigură stabilitatea modului de autoexcitare. Cu o scădere accidentală a curentului i sub starea de echilibru euîn 0 sau mărește-l peste euîn 0, apare o diferență pozitivă sau negativă, respectiv ( e - iîn Σ R c), căutând schimbarea curentului iîn astfel încât să redevină egală eu in0 . Cu toate acestea, pentru Σ R c > Σ R c.cr stabilitatea modului de autoexcitare este încălcată. Dacă, în timpul funcționării generatorului, rezistența circuitului de excitație crește Σ Rîn până la o valoare mai mare decât Σ R v.cr, atunci sistemul său magnetic este demagnetizat și EMF scade la E odihnă. Dacă generatorul a început să funcționeze la Σ R c > Σ R v.kr, atunci nu se va putea autoexcita. Prin urmare, condițieΣ Rîn< ΣR c.cr limitează domeniul posibil de reglare a curentului de excitație a generatorului și a tensiunii acestuia. De obicei, este posibilă scăderea tensiunii generatorului prin creșterea rezistenței Σ R c, numai până la (0,6-0,7) U nom. Caracteristica externă a generatorului este o dependență U=f(eu m) la n= const and Rîn = const (curba 1, orez. 8.48). Este situat sub caracteristica exterioară a generatorului cu excitație independentă (curba 2). Acest lucru se datorează faptului că în generatorul considerat cu excepţia a două motive care provoacă o scădere a tensiunii odată cu creşterea

sarcină (căderea de tensiune în armătură și efectul de demagnetizare al reacției armăturii), există un al treilea motiv - o scădere a curentului de excitație Iîn = U/Σ Rîn, care depinde de tensiunea U, adică de curent eu n.

Generatorul poate fi încărcat numai până la un anumit curent maxim eu cr. Cu o scădere suplimentară a rezistenței la sarcină R n curent eu n = U/R n începe să scadă, pe măsură ce tensiunea U scăzând mai repede decât scăzând R n. Lucrați pe site ab caracteristicile externe sunt instabile; în acest caz, mașina comută în modul de funcționare corespunzător punctului b, adică în modul de scurtcircuit.

Acțiunea cauzelor care provoacă o scădere a tensiunii generatorului odată cu creșterea sarcinii se observă în mod deosebit din luarea în considerare a Fig. 8.49, care arată construcția unei caracteristici exterioare după caracteristica de ralanti și triunghiul caracteristic.

Construcția se realizează în următoarea ordine. Prin punct D pe axa ordonatelor corespunzătoare tensiunii nominale se trasează o linie dreaptă paralelă cu axa absciselor. Vârful este situat pe această linie. DAR triunghi caracteristic corespunzător sarcinii nominale; picior AB trebuie să fie paralelă cu axa y și cu vârful DIN trebuie să se afle pe caracteristica de ralanti 1. Prin origine și vârf DAR direct 2 până la intersecția cu caracteristica de ralanti; această linie dreaptă este caracteristica curent-tensiune a rezistenței circuitului de înfășurare de excitație. Pe ordonata punctului de intersecție E caracteristici 1 și 2 obțineți tensiunea generatorului U 0 = E 0 la ralanti.

Curent de excitare eu in.nom la modul nominal corespunde abscisei punctului DAR,și generator EMF E nom la sarcina nominală - ordonata punctului LA. Se poate determina din caracteristica de ralanti, dacă curentul de excitație este redus eu v.nom după lungimea segmentului soare,ţinând cont de efectul de demagnetizare al reacţiei armăturii. La construirea unei caracteristici externe 3 punctele ei Ași b, corespunzătoare sarcinii în gol și sarcinii nominale, sunt determinate de tensiuni U 0 și U nom. puncte intermediare Cu, d,... primi prin cheltuire

Drept A"C", A"C", A""C"",..., paralel cu ipotenuza AC, înainte de trecerea cu caracteristica curent-tensiune 2 la puncte A", A", A"",..., și, de asemenea, cu caracteristica de mers în gol 1 la puncte C", C", C"",.... Ordonatele punctelor A "A" A "",... corespund tensiunilor la curenții de sarcină eu a1, eu a2, eu a3 ,..., ale căror valori sunt determinate din relație

eu A nume: eu A 1:eu A 2 ,In absenta 3… = AC: A"C": A"C":A""C""...

La trecerea de la modul de sarcină nominală la modul inactiv, tensiunea generatorului se modifică cu 10 - 20%, adică mai mult decât la un generator cu excitație independentă.

Cu un scurtcircuit constant al armăturii, curentul eu la un generator cu excitație paralelă este relativ mic (vezi Fig. 8.48), deoarece în acest mod tensiunea și curentul de excitație sunt zero. Prin urmare, curentul spre. numai EMF este creat din magnetismul rezidual și este (0,4 - 0,8) eu nom. Caracteristicile de control și sarcină ale unui generator cu excitație paralelă sunt de aceeași natură cu cele ale unui generator cu excitație independentă.

Majoritatea generatoarelor de curent continuu produse de industria autohtonă au excitație paralelă. Pentru a îmbunătăți performanța externă, acestea au de obicei o înfășurare în serie mică (una până la trei spire pe stâlp). Dacă este necesar, astfel de generatoare pot fi pornite și conform unei scheme cu excitație independentă.

Excitația unui generator se numește crearea unui flux magnetic de lucru, datorită căruia se creează un EMF într-o armătură rotativă. Generatoarele de curent continuu, în funcție de metoda de conectare a înfășurărilor de excitație, se disting, independente, paralele, în serie și excitație mixtă.Generatorul de excitație independent are o înfășurare de excitație OB conectată la o sursă externă de curent printr-un reostat de reglare (Figura 6-10, a) Tensiunea la bornele unui astfel de generator (curba 1 din Fig. 6-11) scade oarecum odată cu creșterea curentului de sarcină ca urmare a căderii de tensiune pe rezistența internă a armăturii, iar tensiunile sunt întotdeauna stabile. Această proprietate se dovedește a fi foarte valoroasă în electrochimie (alimentarea băilor electrolitice)

Generatorul de excitație paralelă este un generator autoexcitat; înfășurarea de excitație a OB este conectată printr-un reostat de reglare la bornele aceluiași generator (Fig. 6-10, b). Această includere duce la faptul că, odată cu creșterea curentului de sarcină, tensiunea la bornele generatorului scade din cauza căderii de tensiune pe înfășurarea armăturii. Asta in schimb,

determină o scădere a curentului de excitație și a EMF în armătură. Prin urmare, tensiunea la bornele generatorului UH scade ceva mai repede (curba 2 din Fig. 6-11) decât cea a unui generator de excitație independent.

O creștere suplimentară a sarcinii duce la o scădere atât de puternică a curentului de excitație, încât atunci când circuitul de sarcină este scurtcircuitat, tensiunea scade la zero (un curent mic de scurtcircuit se datorează numai inducției reziduale în mașină). Prin urmare, se crede că generatorul de excitație paralelă nu se teme de un scurtcircuit.

Generatorul de excitaţie secvenţială are o înfăşurare de excitaţie OB conectată în serie cu armătura (Fig. 6-10, e). În absența unei sarcini în armătură, un EMF mic este totuși excitat din cauza inducției reziduale în mașină (curba 3 din Fig. 6-11). Odată cu creșterea sarcinii, tensiunea la bornele generatorului crește mai întâi, iar după atingerea saturației magnetice a sistemului magnetic al mașinii, începe să scadă rapid din cauza căderii de tensiune pe rezistența armăturii și datorită efectului de demagnetizare al reacția armăturii.

Datorită variabilității mari a tensiunii cu o modificare a sarcinii, generatoarele excitate în serie nu sunt utilizate în prezent.

Generatorul de excitație mixtă are două înfășurări: OB - conectat în paralel cu armătura, (suplimentar) - în serie (Fig. 6-10, d). Înfășurările sunt pornite astfel încât să creeze fluxuri magnetice într-o singură direcție, iar numărul de spire din înfășurări este ales astfel încât scăderea de tensiune pe rezistența internă a generatorului și EMF a reacției armăturii să fie compensate de EMF. din fluxul înfășurării paralele.