§ 111. วิธีการกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า กระแสตรงสามารถทำได้ด้วยการกระตุ้นด้วยแม่เหล็กและแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อสร้างฟลักซ์แม่เหล็กในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทแรกจะใช้แม่เหล็กถาวร

และในเครื่องกำเนิดประเภทที่สอง - แม่เหล็กไฟฟ้า แม่เหล็กถาวรใช้เฉพาะในเครื่องที่ใช้พลังงานต่ำมากเท่านั้น ดังนั้นการกระตุ้นด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจึงเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในการสร้างฟลักซ์แม่เหล็ก ด้วยวิธีการกระตุ้นนี้ กระแสแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นโดยกระแสที่ไหลผ่านขดลวดกระตุ้น

ขึ้นอยู่กับวิธีการจ่ายขดลวดกระตุ้น เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงสามารถตื่นเต้นได้อย่างอิสระและตื่นเต้นในตัวเอง

ด้วยแรงกระตุ้นอิสระ (รูปที่ 143, a) ขดลวดกระตุ้นจะเชื่อมต่อกับเครือข่ายของแหล่งพลังงาน DC เสริม เพื่อควบคุมกระแสกระตุ้น Iv ความต้านทาน r p จะรวมอยู่ในวงจรคดเคี้ยว ด้วยการกระตุ้นดังกล่าว Iv ปัจจุบันไม่ได้ขึ้นอยู่กับกระแสในกระดอง Ia

ข้อเสียของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การกระตุ้นอิสระคือความต้องการแหล่งพลังงานเพิ่มเติม แม้ว่าแหล่งที่มานี้มักจะมีพลังงานต่ำ (สองสามเปอร์เซ็นต์ของพลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) ความจำเป็นในการทำให้เกิดความไม่สะดวกอย่างมาก ดังนั้นเครื่องกระตุ้นแบบอิสระจึงพบว่ามีการใช้งานที่จำกัดมากในเครื่องจักรเท่านั้น ไฟฟ้าแรงสูงซึ่งการจ่ายกระแสไฟที่คดเคี้ยวจากวงจรกระดองนั้นไม่เป็นที่ยอมรับด้วยเหตุผลด้านการออกแบบ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่กระตุ้นตัวเองขึ้นอยู่กับการรวมของขดลวดกระตุ้นสามารถขนานกันได้ (รูปที่ 143, b), ซีรีส์ (รูปที่ 143, c) และแบบผสม (รูปที่ 143, d) การกระตุ้น

สำหรับเครื่องกำเนิดแรงกระตุ้นแบบขนาน กระแสไฟมีขนาดเล็ก (สองสามเปอร์เซ็นต์ จัดอันดับปัจจุบันเกราะ) และขดลวดกระตุ้นมีจำนวนรอบมาก ด้วยแรงกระตุ้นแบบอนุกรม กระแสกระตุ้นจะเท่ากับกระแสเกราะและขดลวดกระตุ้นมีจำนวนรอบเล็กน้อย

ด้วยแรงกระตุ้นแบบผสม ขดลวดกระตุ้นสองอันจะถูกวางบนเสาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า - แบบขนานและแบบอนุกรม

กระบวนการกระตุ้นตัวเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงดำเนินการในลักษณะเดียวกันสำหรับรูปแบบการกระตุ้นใด ๆ ตัวอย่างเช่น ในเครื่องกระตุ้นแบบขนานซึ่งได้รับการใช้งานที่กว้างที่สุด กระบวนการกระตุ้นตัวเองจะดำเนินการดังนี้

ผู้เสนอญัตติสำคัญใด ๆ จะหมุนเกราะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งเป็นวงจรแม่เหล็ก (แอกและแกนของเสา) ซึ่งมีฟลักซ์แม่เหล็กตกค้างขนาดเล็ก F 0 . ฟลักซ์แม่เหล็กนี้ในขดลวดของกระดองหมุนถูกเหนี่ยวนำ e ดีเอส E 0 ซึ่งเป็นเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของเครื่อง

ภายใต้อิทธิพลของอี ดีเอส E 0 ในวงจรปิดที่ประกอบด้วยเกราะและขดลวดกระตุ้นกระแส Iv ไหล แรงแม่เหล็กของขดลวดกระตุ้น Ivw (w คือจำนวนรอบ) ถูกชี้นำตามการไหลของสนามแม่เหล็กที่เหลือซึ่งเพิ่มฟลักซ์แม่เหล็กของเครื่อง F ซึ่งทำให้ทั้งสอง e เพิ่มขึ้น ดีเอส ในขดลวดกระดอง E และกระแสในขดลวดกระตุ้น Iv. การเพิ่มขึ้นของค่า F จะทำให้ค่า F เพิ่มขึ้น ซึ่งจะส่งผลให้ E และ Iv เพิ่มขึ้น

เนื่องจากความอิ่มตัวของเหล็กของวงจรแม่เหล็กของเครื่อง การกระตุ้นด้วยตนเองจึงไม่เกิดขึ้นอย่างไม่มีกำหนด แต่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอน ขึ้นอยู่กับความเร็วของการหมุนของกระดองของเครื่องและความต้านทานในวงจรขดลวดกระตุ้น . เมื่อเหล็กของวงจรแม่เหล็กอิ่มตัว การเพิ่มขึ้นของฟลักซ์แม่เหล็กจะช้าลงและกระบวนการกระตุ้นตัวเองจะสิ้นสุดลง การเพิ่มความต้านทานในวงจรขดลวดกระตุ้นจะลดทั้งกระแสในนั้นและฟลักซ์แม่เหล็กที่ตื่นเต้นด้วยกระแสนี้ ดังนั้นแรงเคลื่อนไฟฟ้าจึงลดลง กับ. และแรงดันไฟฟ้าที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าตื่นเต้น

การเปลี่ยนความเร็วในการหมุนของกระดองเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในแรงเคลื่อนไฟฟ้า s ซึ่งแปรผันตามความเร็วซึ่งเป็นผลมาจากแรงดันไฟฟ้าที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าตื่นเต้นก็เปลี่ยนไปเช่นกัน

การกระตุ้นตนเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้นซึ่งมีดังนี้:

1. >การปรากฏตัวของกระแสแม่เหล็กตกค้าง. หากไม่มีโฟลว์นี้ e จะไม่ถูกสร้างขึ้น ดีเอส อี 0,ภายใต้อิทธิพลที่กระแสเริ่มไหลในขดลวดกระตุ้นเพื่อให้ไม่สามารถกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ หากเครื่องถูกล้างอำนาจแม่เหล็กและไม่มี การสะกดจิตที่เหลือจากนั้นจะต้องส่งกระแสตรงผ่านขดลวดกระตุ้นจากแหล่งพลังงานไฟฟ้าภายนอก หลังจากปิดขดลวดกระตุ้น เครื่องจะมีฟลักซ์แม่เหล็กตกค้างอีกครั้ง

2. ขดลวดกระตุ้นต้องเชื่อมต่อตามกระแสแม่เหล็กตกค้าง นั่นคือ เพื่อให้แรงแม่เหล็กของขดลวดนี้เพิ่มการไหลของแม่เหล็กตกค้าง

เมื่อขดลวดกระตุ้นเปิดในทิศทางตรงกันข้าม แรงดึงดูดของสนามแม่เหล็กจะลดฟลักซ์แม่เหล็กตกค้าง และในระหว่างการใช้งานเป็นเวลานาน จะทำให้เครื่องล้างอำนาจแม่เหล็กได้อย่างสมบูรณ์ หากเปิดขดลวดกระตุ้นในทิศทางตรงกันข้ามก็จำเป็นต้องเปลี่ยนทิศทางของกระแสในนั้นนั่นคือ สลับสายไฟที่เหมาะสมกับขั้วของขดลวดนี้

3. ความต้านทานของวงจรขดลวดกระตุ้นจะต้องมีขนาดใหญ่เกินไปด้วยความต้านทานที่สูงมากของวงจรกระตุ้น การกระตุ้นตัวเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นไปไม่ได้

4. ความต้านทานของโหลดภายนอกจะต้องมีขนาดใหญ่ เนื่องจากความต้านทานต่ำ กระแสกระตุ้นก็จะน้อยและจะไม่เกิดการกระตุ้นด้วยตนเอง

คุณสมบัติของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยวิธีการขับเคลื่อนของขดลวดสนาม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่นขึ้นอยู่กับสิ่งนี้:

1) ด้วยแรงกระตุ้นอิสระ - ขดลวดกระตุ้นนั้นขับเคลื่อนโดยแหล่ง DC ภายนอก

2) กับ การกระตุ้นแบบขนาน- ขดลวดกระตุ้นเชื่อมต่อกับขดลวดกระดองขนานกับโหลด

3) กับ การกระตุ้นตามลำดับ- ขดลวดกระตุ้นเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับขดลวดกระดองและโหลด

4) ด้วยแรงกระตุ้นแบบผสม - มีขดลวดกระตุ้นสองอัน: อันหนึ่งเชื่อมต่อขนานกับโหลดและอีกอันเชื่อมต่อเป็นอนุกรมด้วย

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทที่พิจารณามีอุปกรณ์เดียวกันและแตกต่างกันเฉพาะในการใช้ขดลวดกระตุ้น ขดลวดของการกระตุ้นแบบอิสระและแบบขนานซึ่งมีจำนวนรอบมากทำจากลวดที่มีหน้าตัดเล็ก ชุดกระตุ้นที่คดเคี้ยวด้วยการหมุนจำนวนน้อย - จากลวดที่มีหน้าตัดขนาดใหญ่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานต่ำบางครั้งทำด้วยแม่เหล็กถาวร คุณสมบัติของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวใกล้เคียงกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีแรงกระตุ้นอิสระ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นอิสระ ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้ (รูปที่ 10.35) แรงกระตุ้นในปัจจุบัน ฉันใน เป็นอิสระจากกระดองปัจจุบันฉันเอ ซึ่งเท่ากับกระแสโหลดฉันน. หมุนเวียน ฉันใน กำหนดโดยตำแหน่งของลิโน่ที่ปรับเท่านั้นRp . บี, รวมอยู่ในวงจรขดลวดกระตุ้น:

ฉัน ข= U b (R b + R p.b),(10.33)

ที่ไหน ยู บี - แรงดันไฟอาร์ บี - ต้านทานคดเคี้ยวกระตุ้น;Rp ใน - ความต้านทานของลิโน่ปรับ

โดยปกติกระแสกระตุ้นจะมีขนาดเล็กและมีค่าเท่ากับ 1 ... 3% ของกระแสกระดองที่กำหนด ลักษณะสำคัญที่กำหนดคุณสมบัติของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงมีดังนี้: ไม่ได้ใช้งาน, ภายนอก, การควบคุมและโหลด ลักษณะเดินเบา (รูปที่ 10.36, ก)เรียกว่าเสพติดยู 0 = ฉ( ปอนด์) ที่ ฉัน n = 0 และ n = const . เมื่อเครื่องไม่ทำงาน เมื่อวงจรโหลดเปิดอยู่ แรงดันไฟคุณ o ที่ขั้วของขดลวดกระดองเท่ากับ EMF E 0 \u003d c อี F p.ความเร็วเกราะη ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงและแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ได้ใช้งานขึ้นอยู่กับฟลักซ์แม่เหล็ก F นั่นคือกระแสกระตุ้นฉันใน . ดังนั้นคุณลักษณะยู 0 = ฉ( ไอ บี) คล้ายกับลักษณะแม่เหล็กФ = ฉ( ฉันใน ). ลักษณะรอบเดินเบานั้นง่ายต่อการทดลอง ในการทำเช่นนี้ ก่อนอื่นให้ตั้งค่ากระแสกระตุ้นเพื่อที่คุณ o 1.25 คุณนอม จากนั้นลดกระแสกระตุ้นเป็นศูนย์และเพิ่มเป็นค่าก่อนหน้าอีกครั้ง ในกรณีนี้จะได้กิ่งที่ขึ้นและลงของคุณลักษณะซึ่งออกมาจากจุดเดียวกัน ความแตกต่างของกิ่งก้านอธิบายได้จากการมีฮิสเทรีซิสในวงจรแม่เหล็กของเครื่องที่ฉันใน = 0 ในขดลวดกระดอง EMF ที่เหลือเกิดจากการไหลของแม่เหล็กตกค้างอี หยุด ซึ่งเท่ากับ 2...4% ของคุณนอม

ลักษณะภายนอก (รูปที่ 10.36.6) คือการพึ่งพายู = ฉ( ฉันม ) ที่ พี - const และ ฉันใน = const . ในโหมดโหลด แรงดันเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

(10.34)

ที่ไหน Σ R เอ - ผลรวมของความต้านทานของขดลวดทั้งหมดที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมในวงจรกระดอง (ขดลวดกระดอง เสาเพิ่มเติม และการชดเชย)

ด้วยการเพิ่มโหลดเพื่อลดแรงดันไฟฟ้า ยู ส่งผลกระทบ: แรงดันตกระหว่าง ความต้านทานภายใน Σ รา รถยนต์; แรงเคลื่อนไฟฟ้าลดลงΕ อันเป็นผลมาจากการล้างอำนาจแม่เหล็กของปฏิกิริยากระดอง

การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าระหว่างการเปลี่ยนจากโหมดโหลดที่จัดอันดับเป็นโหมดว่าง

Δ ยู = ( ยู 0 - ยู ΗΟΜ )/ ยู ΗΟΜ . (10.35)

สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีแรงกระตุ้นอิสระคือ 5 ... 15%

ข้าว. 10.36.ลักษณะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นอิสระ

(ค)

ลักษณะการควบคุม (รูปที่ 10.36, ใน) เรียกว่าการพึ่งพาฉันใน = ฉ( ฉันม ) ที่ ยู= const และ น = const . มันแสดงให้เห็นว่าควรปรับกระแสสนามอย่างไรเพื่อให้แรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคงที่เมื่อโหลดเปลี่ยนแปลง เห็นได้ชัดว่าในกรณีนี้เมื่อโหลดเพิ่มขึ้นจำเป็นต้องเพิ่มกระแสกระตุ้น

ลักษณะการโหลด (รูปที่ 10.37, a) คือการพึ่งพายู= ฉ( ไอ บี) ที่ น = const และ / n = const . โหลดลักษณะที่ฉันน = ฉันชื่อ (โค้ง 2) ผ่านต่ำกว่าลักษณะรอบเดินเบา (เส้นโค้ง 1) ซึ่งถือได้ว่าเป็นกรณีพิเศษของลักษณะการโหลดที่ฉันน = 0 ความแตกต่างระหว่างพิกัดของเส้นโค้งที่ 1 และ 2 เกิดจากผลของการล้างอำนาจแม่เหล็กของปฏิกิริยากระดองและแรงดันตกในความต้านทานภายในΣ รา รถยนต์.

ข้าว. 10.37.โหลดลักษณะเฉพาะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นอิสระ (a) และการก่อสร้างโดยใช้รูปสามเหลี่ยมลักษณะเฉพาะ (ข)

การแสดงภาพอิทธิพลของปัจจัยเหล่านี้ให้ ลักษณะหรือปฏิกิริยา LAN สามเหลี่ยมถ้าไปที่เซกเมนต์ เอเท่ากับระดับหนึ่งของแรงดันไฟฟ้ายู, ที่กระแสโหลดบางส่วนฉันน และกระแสกระตุ้นฉันใน เพิ่มส่วน เอบีเท่ากับสเกลเดียวกันกับแรงดันตกคร่อมไอ บีΣ รา ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเราจะได้ส่วน เอบี,แรงเคลื่อนไฟฟ้าเท่ากับ อี

ที่ว่าง EMFΕ เหนี่ยวนำให้เกิดขดลวดกระดองที่กระแสล่างฉัน" ใน สอดคล้องกับ abscissa ของจุด จาก.ดังนั้น ส่วน ดวงอาทิตย์กำหนดลักษณะพิเศษของการขจัดอำนาจแม่เหล็กของปฏิกิริยากระดองในระดับของกระแสกระตุ้น ที่กระแสคงที่ฉันน ขา ABสามเหลี่ยมลักษณะเป็นค่าคงที่; ขา ดวงอาทิตย์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับกระแสเท่านั้นฉันน แต่ยังอยู่ในระดับความอิ่มตัวของระบบแม่เหล็กเช่น กับกระแสกระตุ้นฉันใน . อย่างไรก็ตาม ในบางกรณี อิทธิพลของกระแสกระตุ้นถูกละเลย และสันนิษฐานว่าเซกเมนต์ ดวงอาทิตย์สัดส่วนกับกระแสเท่านั้นฉันน.

สมมติฐานนี้ทำให้เราสามารถสร้างลักษณะโหลดที่กระแสต่างกัน โดยเปลี่ยนเฉพาะความยาวของทุกด้านของรูปสามเหลี่ยมABC. ถ้าจุดยอด C ของรูปสามเหลี่ยมลักษณะเฉพาะสร้างขึ้นสำหรับกระแสบางตัวฉันน , ตั้งอยู่บนลักษณะ 1 ไม่ทำงาน (รูปที่ 10.37, b) จากนั้นสามเหลี่ยมจะเคลื่อนที่ไปตามลักษณะนี้ABC ดังนั้น catet ดวงอาทิตย์ยังคงขนานกับแกน x แล้วตามด้วยรอยจุด แต่แสดงลักษณะโหลดที่ต้องการโดยประมาณ 2 ที่ค่าปัจจุบันที่กำหนดฉันน . ลักษณะนี้ค่อนข้างแตกต่างจากลักษณะจริงเล็กน้อย 3 (ซึ่งสามารถถอดออกได้ เชิงประจักษ์) เนื่องจากค่าของขา ดวงอาทิตย์สามเหลี่ยมลักษณะเฉพาะเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากสภาวะความอิ่มตัวที่เปลี่ยนไป การใช้ลักษณะของรอบเดินเบาโดยใช้สามเหลี่ยมลักษณะเฉพาะ สามารถสร้างลักษณะอื่นๆ ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้: ภายนอกและการปรับ

ลักษณะภายนอกถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของลักษณะรอบเดินเบา 1 (รูปที่ 10.38, ก) ชี้เป้าดี บนแกน y ที่สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดยูชื่อ , เส้นตรงลากผ่านมันAD, ขนานกับแกน x จุดยอดอยู่ที่บรรทัดนี้ แต่รูปสามเหลี่ยมลักษณะเฉพาะ ถ่ายที่ กระแสกระดองจัดอันดับ เพื่อให้ขา ABขนานกับแกน y และจุดยอด C อยู่บนคุณลักษณะ 1 . แล้วหย่อนเส้นตั้งฉากจากจุดยอด แต่บนแกน x หาจุด และ,สอดคล้องกับกระแสกระตุ้นที่กำหนดฉัน vnom . เมื่อกำหนดฉัน vnom ให้คำนึงว่าภายใต้การกระทำของปฏิกิริยากระดอง EMF ที่โหลดนั้นน้อยกว่าที่ไม่ได้ใช้งานนั่นคือมันถูกสร้างขึ้นอย่างที่มันเป็นโดยกระแสกระตุ้นที่เล็กกว่า

ข้าว. 10.38. แผนภูมิสำหรับการสร้างภายนอก (a) และการปรับ (b)

ลักษณะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นอิสระโดยใช้

ลักษณะสามเหลี่ยม

ลดกระแส ฉันใน สอดคล้องกับส่วน ดวงอาทิตย์,การกำหนดลักษณะผลกระทบล้างอำนาจแม่เหล็กของปฏิกิริยากระดอง แรงดันไฟฟ้าที่พิกัดกระแสยังน้อยกว่า EMF ด้วยปริมาณแรงดันตกฉันΣ รา, ที่ขาสอดคล้องกับ เอบี.

เมื่อสร้างการพึ่งพาที่ต้องการ 2 นั่นคือแรงดันไฟฟ้ายู จากกระแสโหลด 1 ก,สามารถกำหนดจุดสองจุดได้อย่างง่ายดาย: พิกัดกระแสฉัน anom สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดยูโฮม (จุด b ), และกระแสกระดองเท่ากับศูนย์ (โหมดว่าง) คือแรงดันคุณ o (จุด เอ), เท่ากับ EMF ที่กระแสกระตุ้นฉัน vnom . ประเด็นอื่นๆ (ด้วย,d เป็นต้น) ของลักษณะภายนอกสามารถสร้างได้โดยการเปลี่ยนทุกด้านของรูปสามเหลี่ยมลักษณะเฉพาะตามสัดส่วนการเปลี่ยนแปลงของกระแสเกราะและจัดเรียงเพื่อให้ขา เอ"บี",เอ"บี",...ยังคงขนานกับแกน y ในขณะเดียวกัน จุด บี บี บีควรอยู่บนเส้นแนวตั้ง A K Bสอดคล้องกับกระแสกระตุ้นฉัน in.nom , และจุด C, C", C", ... - ในลักษณะของการไม่ทำงาน1 . แล้วพิกัดของจุด เอ เอ เอ...จะกำหนดค่าแรงดันที่ต้องการที่กระแสโหลด 1 a1 \u003d 1 ชื่อ A "B" / AB, 1 a2 \u003d \u003d 1 anom A "B" / ABเป็นต้น โดยปกติ เมื่อสร้างลักษณะภายนอก จะวาดเฉพาะด้านตรงข้ามมุมฉากของรูปสามเหลี่ยมลักษณะเฉพาะเท่านั้น เอ "ซี" เอ "ซี""",..., ขนานACจนถึงทางแยกที่มีลักษณะรอบเดินเบาและกับเส้นตรง เอ เค วีลำดับของจุดที่พบ เอ"เอ"...กำหนดค่าความเครียดที่ต้องการ (เช่น จุด c,d ลักษณะภายนอก 2) ที่กระแสโหลดฉันเอชื่อ , ฉัน 1 , 1a2.

ถ้าจากจุด โตลากเส้นขนานกัน ออสเตรเลียถึงทางแยกที่มีคุณสมบัติรอบเดินเบาที่จุด C ถึง จากนั้นคุณจะได้ค่าปัจจุบัน ไฟฟ้าลัดวงจร 1 k \u003d 1 anom A ถึง C ถึง /ACซึ่งเท่ากับ 5 ... 15 เท่าของกระแสไฟที่กำหนด เมื่อรู้กระแสลัดวงจรคุณสามารถคำนวณได้ ช่วงเวลาสูงสุดความแข็งแรงทางกลของเพลาและเลือกพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ป้องกัน การกำหนดเชิงทดลองของกระแสไฟลัดวงจร ยากเพราะในกระบวนการทดลองอาจเกิดไฟลุกลามได้

ลักษณะที่สร้างขึ้นเป็นค่าโดยประมาณ ข้อผิดพลาดหลักเกิดจากการที่ผลกระทบล้างอำนาจแม่เหล็กของปฏิกิริยากระดอง (เช่นขา ดวงอาทิตย์)ไม่เป็นสัดส่วนกับกระแสเกราะ โดยปกติการก่อสร้างที่กำหนดจะให้ค่ากระแสลัดวงจรค่อนข้างต่ำ

ลักษณะการปรับ (รูปที่ 10.38, b) ถูกสร้างขึ้นดังนี้ หากระแสกระตุ้นก่อน ฉันใน0 สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าที่ไม่มีโหลด เพื่อตรวจสอบกระแสกระตุ้นที่กระแสโหลดที่กำหนด top แต่สามเหลี่ยมลักษณะเฉพาะ (สอดคล้องกับโหลดที่กำหนด) วางบนเส้นตรง 2 ขนานกับแกน abscissa และอยู่ห่างจากมันยูโฮม. ขา ABต้องขนานกับแกน y และจุดยอด จากควรอยู่ในลักษณะรอบเดินเบา 1. Apex abscissa แต่ให้ค่าที่ต้องการของกระแสกระตุ้น

การพิสูจน์ความถูกต้องของการก่อสร้างนี้ได้รับจากการสร้างลักษณะภายนอก การวาดเส้นขนานกับด้านตรงข้ามมุมฉาก แต่ C เราได้รับเซ็กเมนต์ เอ"ซี",เอ"ซี",...,สรุประหว่างลักษณะรอบเดินเบา 1 และบรรทัดที่ 2 ที่สอดคล้องกับเงื่อนไขU=Uโฮม = คอนสตรัค ส่วนเหล่านี้แสดงถึงด้านตรงข้ามมุมฉากของรูปสามเหลี่ยมลักษณะเฉพาะที่กระแสโหลดต่างกัน ลักษณะการควบคุมที่ต้องการไอ บี= ฉ( ฉัน) - เส้นโค้ง 3 - สร้างขึ้นในมุมพิกัดล่าง ค่าของกระแสกระตุ้นจะถูกกำหนดโดย abscissas ของจุด เอ,เอ",เอ",... ซึ่งสอดคล้องกับกระแสโหลดตามสัดส่วนความยาวของเซกเมนต์ แต่จาก, แต่"จาก", เอ "ซี"...

ข้อดีของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีแรงกระตุ้นอิสระ - ความสามารถในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าในช่วงกว้างจากศูนย์ถึง Umaxโดยการเปลี่ยนกระแสกระตุ้นและการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างเล็กภายใต้ภาระ อย่างไรก็ตาม ในการจ่ายพลังงานให้กับขดลวดกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าว จำเป็นต้องใช้แหล่ง DC ภายนอก

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีแรงกระตุ้นอิสระจะใช้เฉพาะที่พลังงานสูงเช่นเดียวกับพลังงานต่ำที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ โดยไม่คำนึงถึงค่าของแรงดันกระดอง ขดลวดสนามได้รับการออกแบบสำหรับแรงดัน DC มาตรฐานที่ 110 หรือ 220 V เพื่อทำให้อุปกรณ์ควบคุมง่ายขึ้น

ข้าว. 10.39. แผนภูมิวงจรรวมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นแบบขนาน (a) และการพึ่งพาการเปลี่ยนแปลงของ EMF และแรงดันไฟฟ้าตกในวงจรกระตุ้น ผม Β Σ R Β เมื่อเปลี่ยนกระแสกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (b)

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นแบบขนาน ที่ เครื่องกำเนิดนี้ (รูปที่ 10.39, ก)ขดลวดกระตุ้นเชื่อมต่อผ่านรีโอสแตทแบบปรับขนานกับโหลด ดังนั้น, ในกรณีนี้ใช้หลักการกระตุ้นตัวเองซึ่งขดลวดกระตุ้นถูกขับเคลื่อนโดยตรงจากขดลวดกระดองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าการกระตุ้นตนเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้น ในการสร้างสิ่งเหล่านี้ให้พิจารณากระบวนการเปลี่ยนกระแสในวงจร "การพันของสนาม - ขดลวดกระดอง" ในโหมดว่าง สำหรับวงจรที่กำลังพิจารณา เราได้สมการ

(10.36)

ที่ไหน อีและ ผมใน - ค่า EMF ทันทีในขดลวดกระดองและกระแสกระตุ้นΣ ร ใน = Rใน + Rr.v - ความต้านทานรวมของวงจรกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ความต้านทานΣ R α ละเลยได้เพราะมันน้อยΣ ร ใน); ปอนด์ - การเหนี่ยวนำทั้งหมดของขดลวดกระตุ้นและกระดอง สมาชิกทั้งหมดของสมการ (10.36) สามารถแสดงเป็นภาพกราฟิกได้ (รูปที่ 10.39, b) EMF อีในบางค่า ผมใน กระแสกระตุ้นสามารถกำหนดได้จากลักษณะเฉพาะ OAรอบเดินเบาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าตกผมในΣ ร ใน- ตามลักษณะแรงดันกระแสไฟ OVวงจรกระตุ้นของมัน ลักษณะ OVเป็นเส้นตรงผ่านจุดกำเนิดเป็นมุมγ ไปยังแกน x; นั้นtgγ = Σ อาร์ บี. จาก (10.36) เรามี

(10.37)

ดังนั้นหากความแตกต่าง ( อี - ฉัน BΣ อาร์ บี) > 0 แล้วอนุพันธ์ดิ/ dt > 0 และมีกระบวนการเพิ่มกระแสกระตุ้นผมใน .

สถานะคงตัวในวงจรขดลวดกระตุ้นจะถูกสังเกตเมื่อดิ บี/ dt = 0, คือ ณ จุดสี่แยก จากลักษณะว่าง OAด้วยเส้นตรง โอวีในกรณีนี้ เครื่องจะทำงานด้วยกระแสกระตุ้นคงที่ ฉัน v0 และแรงเคลื่อนไฟฟ้า อี 0 = ยู 0 .

จากสมการ (10.37) เป็นไปตามเงื่อนไขบางประการสำหรับการกระตุ้นตนเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องเป็นไปตามเงื่อนไขบางประการ:

1) กระบวนการกระตุ้นตัวเองสามารถเริ่มต้นได้ก็ต่อเมื่อในช่วงเวลาเริ่มต้น(ผม Β = 0) EMF เริ่มต้นบางส่วนเกิดขึ้นที่ขดลวดกระดอง แรงเคลื่อนไฟฟ้าดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นได้โดยการไหลของแม่เหล็กตกค้าง ดังนั้น เพื่อเริ่มกระบวนการกระตุ้นตัวเองมีความจำเป็นที่เครื่องกำเนิดจะมีกระแสแม่เหล็กตกค้างซึ่งเมื่อกระดองหมุนจะเหนี่ยวนำให้อยู่ในขดลวด EMF อี OST.โดยปกติจะมีการไหลของแม่เหล็กตกค้างในเครื่องเนื่องจากมีฮิสเทรีซิสอยู่ในระบบแม่เหล็ก หากไม่มีการไหลดังกล่าวจะถูกสร้างขึ้นโดยการส่งกระแสจากแหล่งภายนอกผ่านขดลวดกระตุ้น

2) ระหว่างทางของกระแสผมใน ตามการกระตุ้นที่คดเคี้ยวของMDSF sควรจะกำกับตาม MDS แม่เหล็กตกค้าง F0CT . ในกรณีนี้ภายใต้อิทธิพลของความแตกต่างe - ผมบี Σ อาร์ บี มีเพิ่มขึ้นในปัจจุบัน ผมใน , ฟลักซ์แม่เหล็กกระตุ้น Ф ใน และ EMF อีหาก MMF เหล่านี้มีทิศทางตรงกันข้าม MMF ของขดลวดกระตุ้นจะสร้างกระแสที่พุ่งตรงไปที่การไหลของสนามแม่เหล็กที่ตกค้าง เครื่องจักรจะถูกล้างอำนาจแม่เหล็กและกระบวนการกระตุ้นตัวเองจะไม่สามารถเริ่มต้นได้

3) ความแตกต่างในเชิงบวก อี - ผมบี ∑ อาร์ บี จำเป็นต้องเพิ่มกระแสกระตุ้น ผมใน ศูนย์ถึงสถานะคงตัวฉันใน0 เกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่ออยู่ในช่วงการเปลี่ยนแปลงปัจจุบันที่กำหนดผมใน ตรง OVอยู่ต่ำกว่าลักษณะความเร็วรอบเดินเบา โอเอด้วยการเพิ่มความต้านทานของวงจรกระตุ้นΣ อาร์ บี มุมเอียงเพิ่มขึ้นγ ตรง OVไปยังแกนปัจจุบันฉันใน และในบางมุมวิกฤตγ cr (สอดคล้องกับค่าความต้านทานวิกฤตΣ อาร์ บี. Kp) ตรง โอ วีเกือบจะตรงกับส่วนที่เป็นเส้นตรงของลักษณะรอบเดินเบา ในกรณีนี้ อี ผมใน Σ R ใน และกระบวนการกระตุ้นตัวเองก็เป็นไปไม่ได้ (เพราะเหตุนี้, สำหรับการกระตุ้นตัวเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจำเป็นต้องมีความต้านทานของวงจรกระตุ้นน้อยกว่าค่าวิกฤต

หากเลือกพารามิเตอร์ของวงจรกระตุ้นดังนั้นอาร์ อิน Σ R in.cr แล้วตรงจุด จากมั่นใจเสถียรภาพของโหมดกระตุ้นตัวเอง โดยบังเอิญลดลงในปัจจุบันผมใน ต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ฉันใน0 หรือเพิ่มขึ้นมากกว่าฉันใน0 มีความแตกต่างในเชิงบวกหรือเชิงลบตามลำดับ (อี - ผมบี Σ อาร์ บี ) แสวงหาการเปลี่ยนแปลง

ข้าว. 10.40.ลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีความเป็นอิสระ (2)

และขนาน (1) แรงกระตุ้น

หมุนเวียน ผมใน ให้กลับมาเท่าเทียมกันอีกครั้ง ฉันใน0 อย่างไรก็ตาม สำหรับ Σ อาร์ บี> Σ อาร์ บี . Kp เสถียรภาพของระบอบการกระตุ้นตนเองถูกละเมิด หากในระหว่างการทำงานของเครื่องกำเนิดความต้านทานของวงจรกระตุ้นเพิ่มขึ้นอาร์ อิน ให้มีค่ามากขึ้นΣ R ใน .cr จากนั้นระบบแม่เหล็กจะถูกล้างอำนาจแม่เหล็กและ EMF จะลดลงเป็นΕ ο กับ t . ถ้าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเริ่มทำงานทำงานที่

Σ อาร์ บี > Σ อาร์ บี . kr แล้วจะไม่สามารถปลุกเร้าตัวเองได้ เพราะเหตุนี้, สภาพ Σ Rใน Σ R c.c. R จำกัด ช่วงการควบคุมที่เป็นไปได้ของกระแสกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าโดยปกติสามารถลดแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้โดยการเพิ่มความต้านทานΣ R B สูงสุดเท่านั้น (0.6...0.7) ยูชื่อ.

ลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือการพึ่งพายู= ฉ(ฉันม ) ที่ น = const และ อาร์ บี = const (รูปที่ 10.40 เส้นโค้ง 1). มันอยู่ด้านล่างลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นอิสระ (curve 2). นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในเครื่องกำเนิดที่พิจารณา นอกเหนือจากสาเหตุสองประการที่ทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงพร้อมกับโหลดที่เพิ่มขึ้น (แรงดันตกในอาร์มาเจอร์และเอฟเฟกต์ล้างอำนาจแม่เหล็กของปฏิกิริยาอาร์เมเจอร์) มีเหตุผลที่สาม-ลดกระแสกระตุ้น 1 V = = ยู/ อาร์ อิน , ซึ่งขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า ยู, คือ จากปัจจุบันฉันน.

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถโหลดได้ถึงกระแสสูงสุดที่กำหนดเท่านั้น ฉัน kr . ด้วยความต้านทานโหลดที่ลดลงอีกอาร์ โฮ หมุนเวียน ฉัน H= ยู/ อาร์ โฮ เริ่มลดลงเมื่อแรงดันไฟยู ล้มเร็วกว่าลดลงอาร์ โฮ. ทำงานบนเว็บไซต์ เอ ข ลักษณะภายนอกไม่เสถียร ในกรณีนี้เครื่องจะเปลี่ยนเป็นโหมดการทำงานที่สอดคล้องกับจุดข, เช่นในโหมดลัดวงจร

การกระทำของสาเหตุที่ทำให้แรงดันไฟของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าลดลงพร้อมกับโหลดที่เพิ่มขึ้นนั้นเห็นได้ชัดเจนโดยเฉพาะเมื่อพิจารณาจากรูปที่ 10.41 ซึ่งแสดงการสร้างลักษณะภายนอกตามลักษณะรอบเดินเบาและรูปสามเหลี่ยมลักษณะเฉพาะ

การก่อสร้างดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้ ผ่านจุดดี บนแกนพิกัดที่สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด เส้นตรงจะถูกวาดขนานกับแกน abscissa จุดยอดอยู่ที่บรรทัดนี้ แต่สามเหลี่ยมลักษณะเฉพาะที่สอดคล้องกับชื่อ

ข้าว. 10.41. กราฟสำหรับสร้างลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วย

การกระตุ้นแบบขนานโดยใช้รูปสามเหลี่ยมลักษณะเฉพาะ

โหลด; ขา เอ บีต้องขนานกับแกน y และจุดยอด C ต้องอยู่บนลักษณะรอบเดินเบา 1. ผ่านจุดกำเนิดและจุดยอด แต่โดยตรง 2 ถึงทางแยกที่มีลักษณะรอบเดินเบา เส้นตรงนี้เป็นลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแสของความต้านทานของวงจรขดลวดกระตุ้น ที่พิกัดจุดสี่แยกΕ ลักษณะเฉพาะ 1 และ 2รับแรงดันเครื่องกำเนิดไฟฟ้ายู 0 = อี 0 ที่ไม่ได้ใช้งาน

กระแสกระตุ้น ฉันใน จัดอันดับในโหมดระบุสอดคล้องกับ abscissa ของจุด แต่,และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าEMFอีนอม ที่พิกัดโหลด - พิกัด ที่.สามารถกำหนดได้จากลักษณะรอบเดินเบาหากกระแสกระตุ้นลดลงฉันใน จัดอันดับตามความยาวของเซ็กเมนต์ ดวงอาทิตย์,โดยคำนึงถึงผลการล้างอำนาจแม่เหล็กของปฏิกิริยากระดอง เมื่อสร้างลักษณะภายนอก 3 คะแนนของเธอ เอและข , สอดคล้องกับโหลดที่ไม่มีโหลดและพิกัดที่กำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าคุณ o และคุณโฮม . จุดกลางด้วย,d, ... ได้จากการวาดโดยตรง แต่"จาก", เอ"ค",เอ""ค"",...,ขนานกับด้านตรงข้ามมุมฉาก ออสเตรเลียก่อนข้ามด้วยลักษณะแรงดันกระแสไฟ 2 ที่จุด อะ", อะ", อะ",...,เช่นเดียวกับลักษณะรอบเดินเบา 1 ที่จุด С", С", С"",.... ลำดับของคะแนน เอ "เอ" เอ "", ...สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าที่กระแสโหลด ฉัน 1 , ฉัน 2 , ฉัน 3 ,..., ซึ่งค่านิยมถูกกำหนดจากความสัมพันธ์

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

เมื่อเปลี่ยนจากโหมดโหลดที่กำหนดเป็นโหมดว่าง แรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเปลี่ยน 10 ... 20% นั่นคือ มากกว่าในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นอิสระ

ด้วยการลัดวงจรของกระดองคงที่กระแส ฉันถึง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นแบบขนานค่อนข้างเล็ก

ข้าว. 10.42. วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นตามลำดับ (a)

และลักษณะภายนอก ( ข)

(ดูรูปที่ 10.41) เนื่องจากในโหมดนี้แรงดันและกระแสกระตุ้นจะเป็นศูนย์ ดังนั้นกระแสไป มีเพียง EMF เท่านั้นที่สร้างจากสนามแม่เหล็กที่เหลือและเป็น (0.4 ... 0.8)ฉันน.

ลักษณะการควบคุมและโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นแบบขนานมีลักษณะเดียวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นอย่างอิสระ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงส่วนใหญ่ที่ผลิตโดยอุตสาหกรรมในประเทศมีการกระตุ้นแบบขนาน เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพภายนอก พวกเขามักจะมีขดลวดขนาดเล็ก (หนึ่งถึงสามรอบต่อเสา) หากจำเป็นก็สามารถเปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวได้ตามรูปแบบที่มีการกระตุ้นอิสระ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นตามลำดับ ที่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นตามลำดับ (รูปที่ 10.42, ก)แรงกระตุ้นในปัจจุบัน ฉันใน = ฉันเอ = ฉันน . ลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (รูปที่ 10.42, b, เส้นโค้ง 1) สามารถสร้างได้จากลักษณะรอบเดินเบา (เส้นโค้ง 2) และรูปสามเหลี่ยมปฏิกิริยาABC, ด้านที่เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนปัจจุบันฉันน . สำหรับกระแสน้ำน้อยฉัน kr ด้วยการเพิ่มขึ้นของกระแสโหลดฟลักซ์แม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นΦ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า emf อี,ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นด้วยยู. สำหรับกระแสน้ำสูงเท่านั้น ฉันน > ฉัน kr แรงดันไฟฟ้า ยู ลดลงเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น เนื่องจากในกรณีนี้ระบบแม่เหล็กของเครื่องจะอิ่มตัวและฟลักซ์เพิ่มขึ้นเล็กน้อยΦ ไม่สามารถชดเชยการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมความต้านทานภายในได้Σ ร เอ. เนื่องจากในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอนุกรมตื่นเต้น แรงดันไฟฟ้าจะแปรผันอย่างมากตามการเปลี่ยนแปลงของโหลด และเมื่อไม่ได้ใช้งาน ค่านั้นก็เกือบจะเป็นศูนย์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวไม่เหมาะสำหรับการจ่ายไฟให้กับผู้ใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้เฉพาะสำหรับการเบรกด้วยไฟฟ้าของเครื่องยนต์ที่มีการกระตุ้นตามลำดับซึ่งจะถูกโอนไปยังโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ข้าว. 10.43.วงจรเครื่องกำเนิดแรงกระตุ้นแบบผสม (a)

และลักษณะภายนอก (ข)

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าผสม เร้าอารมณ์ ในเครื่องกำเนิดนี้ (รูปที่ 10.43 ก)มีขดลวดกระตุ้นสองแบบ: ขดลวดหลัก (ขนาน) และขดลวดเสริม (อนุกรม) การรวมสองขดลวดอย่างสม่ำเสมอช่วยให้คุณได้รับแรงดันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคงที่โดยประมาณเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลง

ลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (รูปที่ 10.43, b) ในการประมาณครั้งแรกสามารถแสดงเป็นผลรวมของคุณลักษณะที่สร้างขึ้นโดยขดลวดกระตุ้นแต่ละอัน เมื่อเปิดขดลวดคู่ขนานซึ่งกระแสกระตุ้นจะผ่าน ฉันใน 1 , แรงดันเครื่องกำเนิดไฟฟ้ายู ค่อยๆ ลดลงตามกระแสโหลดที่เพิ่มขึ้นฉันน (โค้ง 1). เมื่อเปิดขดลวดหนึ่งชุดซึ่งกระแสกระตุ้นจะผ่าน ฉันใน2 = ฉันน, แรงดันเพิ่มขึ้นตามกระแสฉัน n (เส้นโค้ง 2).

โดยการเลือกจำนวนรอบของขดลวดแบบอนุกรมเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่สร้างโดยโหลดที่กำหนดΔ คุณล่าสุด ชดเชยแรงดันตกคร่อมทั้งหมดΔ ยู เมื่อใช้งานเครื่องด้วยขดลวดคู่ขนานเพียงเส้นเดียว ก็สามารถบรรลุแรงดันไฟฟ้าได้ยู เมื่อกระแสโหลดเปลี่ยนจากศูนย์เป็นฉันชื่อ ยังคงแทบไม่เปลี่ยนแปลง (curve 3). ในทางปฏิบัติ จะแตกต่างกันไปภายใน 2...3% โดยการเพิ่มจำนวนรอบของขดลวดแบบอนุกรม เราสามารถได้คุณลักษณะที่แรงดันไฟฟ้ายูโฮม > คุณ o (โค้ง 4); ลักษณะนี้ชดเชยแรงดันตกคร่อมไม่เพียงแต่ในความต้านทานภายในΣ รา เครื่องกำเนิดไฟฟ้า แต่ยังอยู่ในสายที่เชื่อมต่อกับโหลด หากเปิดการม้วนแบบอนุกรมเพื่อให้ MMF หันไปทาง MMF ของขดลวดคู่ขนาน (การเชื่อมต่อที่ตรงกันข้าม) ดังนั้นลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีจำนวนรอบมากของขดลวดแบบอนุกรมจะสูงชัน (เส้นโค้ง 5) การเชื่อมต่อเคาน์เตอร์ของขดลวดกระตุ้นแบบอนุกรมและแบบขนานนั้นใช้ในเครื่องกำเนิดการเชื่อมและเครื่องจักรพิเศษอื่นๆ ซึ่งจำเป็นต้องจำกัดกระแสลัดวงจร

การทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ความเร็วตัวแปร เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ติดตั้งในรถยนต์ รถแทรกเตอร์ รถราง เครื่องบิน ฯลฯ มักจะเป็น

ข้าว. 10.44.ลักษณะการเดินเบา (a) และภายนอก (b) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วย

การกระตุ้นแบบขนานที่ความเร็วต่างกัน

ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ที่ให้กำลังขับเคลื่อน ยานพาหนะหรือจากแกนล้อของมัน ความถี่ของการหมุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวจะเปลี่ยนไปตามความเร็วของรถ

สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทำงานในโหมดที่กำลังพิจารณา มักจะให้คุณสมบัติหลักสำหรับสามค่าของความเร็วในการหมุน: ต่ำสุด เฉลี่ย และสูงสุด (รูปที่ 10.44) ลักษณะเฉพาะเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งความเร็วในการหมุนจะแปรผันตามช่วงกว้างๆ คือ เริ่มจาก n พุธและสูงกว่านั้น พวกมันทำงานกับวงจรแม่เหล็กที่อ่อนหรือไม่อิ่มตัวทั้งหมด นี่เป็นเพราะความปรารถนาที่จะลดกระแสกระตุ้นระหว่างรอบเดินเบาฉัน B 0 สูงสุดและ AT โหลดที่เกิดขึ้นด้วยความเร็วรอบnmin, เพื่อสร้างสภาพการทำงานที่ดีขึ้นสำหรับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า โหมดที่ยากที่สุดสำหรับไดรฟ์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เป็นปัญหาคือโหมดที่มีความเร็วในการหมุนต่ำสุดเนื่องจากในกรณีนี้เพื่อให้มีกำลังที่จำเป็นΡ ต้องมีแรงบิดสูงสุด ดังนั้น ในบางกรณี กำลังมีจำกัด กล่าวคือ เครื่องกำเนิดกระแสด้วยความเร็วรอบnmin.

สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นแบบขนานที่ทำงานด้วยความเร็วที่เปลี่ยนแปลงได้ นอกเหนือจากเงื่อนไขการกระตุ้นตนเองสามประการข้างต้นแล้ว ยังมีอีกสามเงื่อนไขเพิ่มเติม ที่ความเร็วต่ำกว่า p t ใน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าควรทำงานที่ไม่ได้ใช้งาน ถ้าที่น nmin เชื่อมต่อโหลดขนาดใหญ่เข้ากับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าตกอย่างมีนัยสำคัญในวงจรกระดอง แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของมันจะลดลงเหลือเกือบเป็นศูนย์และกระบวนการกระตุ้นตัวเองจะไม่เริ่มทำงาน ดังนั้นในระบบจ่ายไฟรถยนต์

ข้าว. 10.45. กราฟของการเปลี่ยนแปลงใน EMF และแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับต่างๆ

ความเร็วและความต้านทานของวงจรกระตุ้น

มีอุปกรณ์ป้องกันการเชื่อมต่อ

ไปยังเครื่องกำเนิดโหลดน nmin. ความต้านทานของวงจรกระตุ้นต้องต่ำกว่าความต้านทานวิกฤตสำหรับความเร็วที่กำหนด ดังนั้นสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่กระตุ้นตัวเองอย่างรวดเร็ว ไม่แนะนำให้ใส่ตัวต้านทานเพิ่มเติมเข้าไปในวงจรกระตุ้นเมื่อเร่งความเร็วรถ ถ้าเราลดความเร็วลง พีดังนั้นลักษณะรอบเดินเบาจะลดลง (รูปที่ 10.45) และความต้านทานวิกฤตจะลดลงซึ่งกระบวนการกระตุ้นตัวเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นไปไม่ได้ ดังนั้นเพื่อความรวดเร็วน ί แนวต้านวิกฤตสอดคล้องกับเส้นตรง OA 1มีมุมγ และ และเพื่อความรวดเร็ว n 2 - ตรง OA2มีมุม γ 2 ดังนั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีความต้านทานวงจรกระตุ้นที่สอดคล้องกับเส้นตรง OA 2 สามารถทำงานได้ตามปกติที่ความเร็วการหมุน น 1แต่จะไม่สามารถปลุกเร้าตัวเองได้ในความถี่ น 2 .ด้วยความเร็วรอบ หน้า 1ขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานของวงจรกระตุ้นแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเท่ากับยู 01 หรือ ยู 02 .

สำหรับความต้านทานแต่ละวงจรกระตุ้น คุณสามารถเลือกความเร็วในการหมุนได้ พีที่การต่อต้านนี้กลายเป็นวิกฤต ความเร็วนี้เรียกว่า "ตาย" ความเร็วในการหมุน "ตาย" สำหรับขดลวดกระตุ้นเองโดยไม่มีตัวต้านทานเพิ่มเติมจะเป็นความถี่ต่ำสุดด้านล่างซึ่งกระบวนการกระตุ้นตัวเองเป็นไปไม่ได้ ดังนั้น ในบางกรณี เพื่อเร่งการกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในระหว่างการเร่งความเร็วของรถ ขดลวดกระตุ้นจะได้รับพลังงานจากแบตเตอรี่โดยใช้รีเลย์

เมื่อเปลี่ยนทิศทางการหมุนของกระดองเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทิศทางของกระแสในขดลวดสนามจะต้องไม่เปลี่ยนแปลงเพื่อให้ฟลักซ์แม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยขดลวดไม่ทำลายกระแสแม่เหล็กตกค้าง ซึ่งมักจะทำได้โดยการเปลี่ยนสายไฟที่เชื่อมต่อขดลวดกระตุ้นกับแปรงของเครื่อง

ในรูป 10.46 , เอ กำหนดลักษณะการปรับของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยการกระตุ้นแบบขนานซึ่งสร้างขึ้นสำหรับสามค่าของความเร็ว คะแนนอา 1 , อา 2 และ A 3ของลักษณะเหล่านี้สอดคล้องกับโหมดรอบเดินเบา

ข้าว. 10.46.การปรับ (a) และการปรับความเร็ว (b) ลักษณะเฉพาะ

ตามลักษณะการควบคุม เป็นไปได้ที่จะกำหนดช่วงของการเปลี่ยนแปลงของกระแสกระตุ้นที่จำเป็นในการรักษาเสถียรภาพของแรงดันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ระดับคุณ Η0Μ เมื่อเปลี่ยนความเร็วและโหลด กระแสไฟต่ำสุดฉันข. นาที สอดคล้องกับความเร็ว n maxและเครื่องเดินเบากระแสสูงสุด ฉันใน m ah - ความเร็วnmin และพิกัดโหลด

ลักษณะการปรับความเร็ว (รูปที่ 10.46, b) เป็นการพึ่งพากระแสกระตุ้นฉันใน จากความเร็วรอบน ที่แรงดันคงที่ยู ที่ขั้วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยปกติแล้วจะถูกสร้างขึ้นสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดคุณหนู ที่ไม่ได้ใช้งาน (curve 1) และพิกัดโหลด (โค้ง 2) นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อกำหนดช่วงของการเปลี่ยนแปลงในกระแสกระตุ้นที่จำเป็นต่อการรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ตลอดโหลด ทัศนคติคิ = ฉันใน m ah / ฉันใน ม. 1p เรียกว่า ปัจจัยควบคุมกระแสกระตุ้นโดยปกติคือ 8 ... 12. ในทางปฏิบัติเมื่อได้รับลักษณะเหล่านี้จะมีการกำหนดส่วนหนึ่งของลักษณะการกระตุ้นตนเองด้วย (ส่วน โอเอ)ด้วยความต้านทานคงที่ของวงจรกระตุ้น ซึ่งช่วยให้คุณกำหนดความเร็วในการหมุนเริ่มต้นได้ nmin ซึ่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะพัฒนาแรงดันไฟฟ้าที่รอบเดินเบาและที่โหลดที่กำหนด ภายใต้ความเร็วในการโหลด p t ผมพีมากกว่าที่ไม่ได้ใช้งานเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าตกในวงจรกระดอง ยิ่งความต้านทานของวงจรกระตุ้นต่ำลง ความเร็วก็จะยิ่งต่ำลงnmin.

กระแสกระตุ้นสูงสุดสำหรับเครื่องกำเนิดนี้สอดคล้องกับส่วน เอบี.พอไปถึงยูชม 0 เอ็ม กระแสกระตุ้นด้วยการเพิ่มขึ้นอีกน ลดลงประมาณตามกฎไฮเปอร์โบลิก อย่างไรก็ตามที่ค่าแรงกระตุ้นสูงเนื่องจากความอิ่มตัว

ข้าว. 10.47.ลักษณะการควบคุมไม่คงที่

วงจรแม่เหล็กของเครื่อง ลักษณะเหล่านี้แตกต่างจากอติพจน์อย่างมาก

ด้วยวิธีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั้งหมดการเปลี่ยนแปลงที่จำเป็นในกระแสกระตุ้นจะดำเนินการโดยการเปลี่ยนความต้านทานของวงจรกระตุ้นΣ อาร์ บี (เพื่อเปลี่ยน Σ อาร์ บี การทำงานของทรานซิสเตอร์พัลซิ่งหรือตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าไทริสเตอร์สามารถลดลงได้) ในรูป แสดงการพึ่งพาความต้านทาน 10.47Σ อาร์ บี จากความเร็วรอบη ที่แรงดันคงที่ยู และโหลดคงที่ซึ่งสร้างขึ้นสำหรับโหมดว่าง (curve 1) และพิกัดโหลด (โค้ง 2) ตามลักษณะนี้เป็นไปได้ที่จะกำหนดค่าสัมประสิทธิ์การควบคุมความต้านทานของวงจรกระตุ้น k rv = Σ R สูงสุด / Σ R Bmin และแนวต้านเพิ่มเติมRpB, ซึ่งจะต้องป้อนระหว่างการควบคุมในวงจรกระตุ้นตามลำดับที่มีความต้านทานอาร์ บี การกระตุ้นที่คดเคี้ยวนั้นเอง

§ 111. วิธีการกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่ทันสมัยใช้การกระตุ้นที่เป็นอิสระของฟลักซ์แม่เหล็กและการกระตุ้นด้วยตนเองทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวิธีการจัดหาขดลวดกระตุ้น
ด้วยแรงกระตุ้นอิสระ (รูปที่ 154, a) ขดลวดกระตุ้นจะเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน DC เสริม เพื่อควบคุมกระแสกระตุ้น ฉันความต้านทานเปิดอยู่ในวงจรคดเคี้ยว rพี ด้วยแรงกระตุ้นนี้ กระแส ฉันไม่ได้ขึ้นอยู่กับกระแสในกระดอง ฉันฉัน.

ข้อเสียของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระตุ้นอิสระคือความต้องการแหล่งพลังงานเพิ่มเติม แม้ว่าแหล่งที่มานี้มักจะมีพลังงานต่ำ (สองสามเปอร์เซ็นต์ของกำลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) ความจำเป็นในการทำให้เกิดความไม่สะดวกอย่างมาก ดังนั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบกระตุ้นอิสระจึงถูกจำกัดการใช้งานในการติดตั้งแบบพิเศษ (GD) และในไฟฟ้าแรงสูง เครื่องจักรที่ขดลวดกระตุ้นถูกขับเคลื่อนจากโซ่กระดองนั้นไม่เป็นที่ยอมรับด้วยเหตุผลด้านการออกแบบ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ตื่นเต้นในตัวเองมีมากขึ้น ประยุกต์กว้าง. ขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อของขดลวดกระตุ้นพวกเขาสามารถขนานได้ (รูปที่ 154, b), อนุกรม (รูปที่ 154, c) และแบบผสม (รูปที่ 154, d) การกระตุ้น
สำหรับเครื่องกำเนิดแรงกระตุ้นแบบขนานกระแส ฉันในขนาดเล็ก (ไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของกระแสเกราะที่ได้รับการจัดอันดับ) และขดลวดกระตุ้นมีจำนวนรอบมาก ด้วยแรงกระตุ้นแบบอนุกรม กระแสกระตุ้นคือกระแสอาร์เมเจอร์ และขดลวดกระตุ้นมีจำนวนรอบเล็กน้อย
ด้วยแรงกระตุ้นแบบผสม ขดลวดกระตุ้นสองอันจะถูกวางบนเสาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า - แบบขนานและแบบอนุกรม
กระบวนการกระตุ้นตัวเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงดำเนินการในลักษณะเดียวกันสำหรับรูปแบบการกระตุ้นใด ๆ ให้เราพิจารณากระบวนการกระตุ้นตัวเองของเครื่องกระตุ้นแบบขนานซึ่งได้รับการใช้งานที่กว้างที่สุด
ผู้เสนอญัตติสำคัญใด ๆ จะหมุนเกราะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในวงจรแม่เหล็ก (แกนแอกและแกนเสา) ซึ่งมีฟลักซ์แม่เหล็กตกค้างขนาดเล็ก Φ ส่วนที่เหลือจะถูกเก็บรักษาไว้ ฟลักซ์แม่เหล็กนี้ในขดลวดของกระดองหมุนถูกเหนี่ยวนำ e ดีเอส อี ost ซึ่งเป็นส่วนน้อยของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของเครื่อง
ภายใต้อิทธิพลของอี ดีเอส อีอยู่ในวงจรปิดประกอบด้วยอาร์เมเจอร์และขดลวดกระตุ้น, กระแสไหล ฉันใน. แรงแม่เหล็กของสนามที่คดเคี้ยว ฉันใน ω ใน (ω ใน - จำนวนรอบ) ถูกกำหนดตามกระแสแม่เหล็กตกค้าง เพิ่มฟลักซ์แม่เหล็กของเครื่อง Φ มซึ่งทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นเช่น e. ดีเอส ในขดลวดกระดอง อีและกระแสในขดลวดกระตุ้น ฉันใน. การเพิ่มขึ้นอย่างหลังทำให้ Φ . เพิ่มขึ้นอีก มซึ่งจะทำให้เพิ่มขึ้น อีและ ฉันใน.
เนื่องจากความอิ่มตัวของเหล็กของวงจรแม่เหล็กของเครื่อง การกระตุ้นตัวเองไม่ได้เกิดขึ้นอย่างไม่มีกำหนด แต่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอน ขึ้นอยู่กับความเร็วของการหมุนของกระดองของเครื่องและความต้านทานของวงจรขดลวดกระตุ้น . เมื่อเหล็กของวงจรแม่เหล็กอิ่มตัว การเพิ่มขึ้นของฟลักซ์แม่เหล็กจะช้าลงและกระบวนการกระตุ้นตัวเองจะสิ้นสุดลง การเพิ่มความต้านทานในวงจรขดลวดกระตุ้นจะลดทั้งกระแสในนั้นและฟลักซ์แม่เหล็กที่ตื่นเต้นด้วยกระแสนี้ ดังนั้น e จะลดลง ดีเอส และแรงดันไฟฟ้าที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าตื่นเต้น
การเปลี่ยนความเร็วในการหมุนของกระดองเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงใน e d.s. ซึ่งแปรผันตามความเร็ว อันเป็นผลมาจากการที่แรงดันไฟฟ้าที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกตื่นเต้นก็เปลี่ยนไปเช่นกัน
การกระตุ้นตนเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้นซึ่งมีดังนี้
1. การปรากฏตัวของกระแสแม่เหล็กตกค้าง ในกรณีที่ไม่มีโฟลว์นี้ จะไม่มีการสร้าง e ดีเอส อี ost ภายใต้การกระทำที่กระแสเริ่มไหลในขดลวดกระตุ้นเพื่อให้การกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นไปไม่ได้ หากเครื่องถูกล้างอำนาจแม่เหล็กและไม่มีแม่เหล็กตกค้าง จะต้องส่งกระแสตรงจากแหล่งภายนอกบางส่วนผ่านขดลวดกระตุ้น พลังงานไฟฟ้า. หลังจากตัดการเชื่อมต่อขดลวดกระตุ้น ฟลักซ์แม่เหล็กตกค้างจะยังคงอยู่ในเครื่อง
2. ต้องเปิดขดลวดกระตุ้นเพื่อให้แรงแม่เหล็กของขดลวดนี้เพิ่มการไหลของสนามแม่เหล็กที่เหลือ
เมื่อขดลวดกระตุ้นเปิดในทิศทางตรงกันข้าม แรงดึงดูดของสนามแม่เหล็กจะลดฟลักซ์แม่เหล็กตกค้าง และในระหว่างการใช้งานเป็นเวลานาน จะทำให้เครื่องล้างอำนาจแม่เหล็กได้อย่างสมบูรณ์ ในกรณีนี้จำเป็นต้องเปลี่ยนทิศทางของกระแสในขดลวดกระตุ้นนั่นคือเพื่อสลับสายไฟที่เหมาะสมกับขั้วของมัน
3. ความต้านทานของวงจรขดลวดสนามไม่ควรมากเกินไป ด้วยความต้านทานที่สูงมากของวงจรกระตุ้นทำให้ไม่สามารถกระตุ้นตัวเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้
4. ความต้านทานของโหลดภายนอกต้องมีขนาดค่อนข้างใหญ่ เนื่องจากความต้านทานต่ำ กระแสกระตุ้นก็จะน้อยและจะไม่เกิดการกระตุ้นด้วยตนเอง

11. เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงพร้อมการกระตุ้นแบบขนาน: หลักการทำงาน, เงื่อนไขการกระตุ้นตนเอง, ลักษณะเฉพาะ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระตุ้น Shunt. ในตัวสร้างนี้ (รูปที่ 8.47 เอ) ขดลวดกระตุ้นเชื่อมต่อผ่านตัวปรับอุณหภูมิควบคู่ไปกับโหลด เพราะเหตุนี้, ในเรื่องนี้ ในกรณีนี้ใช้หลักการกระตุ้นตัวเองซึ่งขดลวดกระตุ้นถูกขับเคลื่อนโดยตรงจากขดลวดกระดองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าการกระตุ้นตนเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้น ในการสร้างสิ่งเหล่านี้ให้พิจารณากระบวนการเปลี่ยนกระแสในวงจร "การพันของสนาม - ขดลวดกระดอง" ในโหมดว่าง สำหรับวงจรที่กำลังพิจารณา เราได้สมการ

ที่ไหน อีและ ผม c - ค่า EMF ทันทีในขดลวดกระดองและกระแสกระตุ้น เ Rใน = Rใน + R r.v - ความต้านทานรวมของวงจรกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ความต้านทาน Σ Rและสามารถละเลยได้ เพราะมันน้อยกว่า Σ . มาก Rใน); หลี่ c คือการเหนี่ยวนำทั้งหมดของขดลวดกระตุ้นและกระดอง เงื่อนไขทั้งหมดที่รวมอยู่ใน (8.59) สามารถแสดงเป็นภาพกราฟิกได้ (รูปที่ 8.47, b) EMF อีในบางค่า ผมในกระแสกระตุ้นสามารถกำหนดได้โดยลักษณะ OAรอบเดินเบาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าตก ผมใน Σ R c - ตามลักษณะแรงดันกระแส OVวงจรกระตุ้นของมัน ลักษณะ OVเป็นเส้นตรงที่ลากผ่านจุดกำเนิดที่มุม y ถึงแกน x นั้น tg γ= Σ Rใน. จาก (8.59) เรามี

ดังนั้นหากความแตกต่าง ( อี - ผมใน Σ R c) > 0 แล้วอนุพันธ์ ดิใน / dt> 0 และมีกระบวนการเพิ่มกระแสกระตุ้น ผมใน.

สถานะคงตัวในวงจรขดลวดกระตุ้นจะถูกสังเกตเมื่อ ดิใน / dt= 0 คือ ณ จุดสี่แยก จากลักษณะว่าง OAด้วยเส้นตรง OV. ในกรณีนี้ เครื่องจะทำงานด้วยกระแสกระตุ้นคงที่ ฉัน v0 และแรงเคลื่อนไฟฟ้า อี 0 = ยู 0 .

จากสมการ (8.60) เป็นไปตามเงื่อนไขบางประการสำหรับการกระตุ้นตนเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องเป็นไปตามเงื่อนไขบางประการ:

1) กระบวนการกระตุ้นตัวเองสามารถเริ่มต้นได้ก็ต่อเมื่อในช่วงเวลาเริ่มต้น ( ผม c \u003d 0) EMF เริ่มต้นบางส่วนถูกเหนี่ยวนำในขดลวดกระดอง EMF ดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นได้โดยการไหลของแม่เหล็กตกค้าง ดังนั้น เพื่อเริ่มกระบวนการกระตุ้นตัวเอง จึงมีความจำเป็นที่เครื่องกำเนิดจะมีกระแสแม่เหล็กตกค้าง ซึ่งเมื่อกระดองหมุน จะทำให้เกิด EMF ในขดลวด อีพักผ่อน. โดยปกติจะมีการไหลของแม่เหล็กตกค้างในเครื่องเนื่องจากมีฮิสเทรีซิสอยู่ในระบบแม่เหล็ก หากไม่มีการไหลดังกล่าวจะถูกสร้างขึ้นโดยการส่งกระแสจากแหล่งภายนอกผ่านขดลวดกระตุ้น

2) ระหว่างทางของกระแส ผมในความปั่นป่วนของมัน MDS Fใน จะต้องกำกับตาม MMF ของสนามแม่เหล็กที่เหลือ Fต.ค. ในกรณีนี้ภายใต้การกระทำของความแตกต่าง อี - ผมใน Σ Rในกระบวนการเพิ่มกระแส ผม c, ฟลักซ์แม่เหล็กกระตุ้น F c และ EMF อีหาก MMF เหล่านี้มีทิศทางตรงกันข้าม MMF ของขดลวดกระตุ้นจะสร้างกระแสที่พุ่งตรงไปที่การไหลของสนามแม่เหล็กที่ตกค้าง เครื่องจักรจะถูกล้างอำนาจแม่เหล็กและกระบวนการกระตุ้นตัวเองจะไม่สามารถเริ่มต้นได้

3) ความแตกต่างในเชิงบวก อี - ผมใน Σ R c จำเป็นต้องเพิ่มกระแสกระตุ้น ผมจากศูนย์สู่สภาวะคงตัว ฉัน v0 สามารถเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่ออยู่ในช่วงที่กำหนดของการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน ผมเป็นเส้นตรง OBอยู่ต่ำกว่าลักษณะความเร็วรอบเดินเบา โอเอด้วยการเพิ่มความต้านทานของวงจรกระตุ้น Σ Rมุมเอียงเพิ่มขึ้น γ ตรง OBไปยังแกนปัจจุบัน ฉันในและที่ค่าวิกฤตของมุม γ cr (สอดคล้องกับค่าความต้านทานวิกฤต Σ R c.cr) ตรง โอวี"เกือบจะตรงกับส่วนที่เป็นเส้นตรงของลักษณะรอบเดินเบา ในกรณีนี้ อี≈ ผมใน Σ Rในและกระบวนการของการกระตุ้นตนเองจะเป็นไปไม่ได้ เพราะเหตุนี้, สำหรับการกระตุ้นตัวเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจำเป็นต้องมีความต้านทานของวงจรกระตุ้นน้อยกว่าค่าวิกฤต

หากเลือกพารามิเตอร์ของวงจรกระตุ้นเพื่อให้ Σ Rใน< ΣR v.cr แล้วตรงประเด็น จากมั่นใจเสถียรภาพของโหมดกระตุ้นตัวเอง โดยบังเอิญลดลงในปัจจุบัน ผมที่ต่ำกว่าสภาวะคงตัว ฉันใน 0 หรือเพิ่มขึ้นมากกว่า ฉัน in0 ความแตกต่างเชิงบวกหรือเชิงลบเกิดขึ้นตามลำดับ ( อี - ผมใน Σ Rค) แสวงหาการเปลี่ยนแปลงปัจจุบัน ผมให้กลับมาเท่าเทียมกันอีกครั้ง ฉันใน0 อย่างไรก็ตาม สำหรับ Σ Rค > Σ R c.cr เสถียรภาพของโหมดกระตุ้นตัวเองถูกละเมิด หากในระหว่างการทำงานของเครื่องกำเนิดความต้านทานของวงจรกระตุ้นเพิ่มขึ้น Σ Rมีค่ามากกว่า Σ R v.cr จากนั้นระบบแม่เหล็กจะถูกล้างอำนาจแม่เหล็กและ EMF จะลดลงเป็น อีพักผ่อน. หากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเริ่มทำงานที่ Σ Rค > Σ R v.kr แล้วเขาจะไม่สามารถปลุกเร้าตัวเองได้ เพราะเหตุนี้, สภาพΣ Rใน< ΣRค.cr จำกัด ช่วงการควบคุมที่เป็นไปได้ของกระแสกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าโดยปกติสามารถลดแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้โดยการเพิ่มความต้านทาน Σ R c สูงสุดเท่านั้น (0.6-0.7) ยูน. ลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นที่พึ่ง U=f(ฉันม.) ที่ น= const และ Rใน = const (โค้ง 1, ข้าว. 8.48) มันอยู่ด้านล่างลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นอิสระ (เส้นโค้ง 2) นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในเครื่องกำเนิดที่พิจารณา ยกเว้นด้วยเหตุผลสองประการที่ทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงพร้อมกับเพิ่มขึ้น

โหลด (แรงดันตกในกระดองและเอฟเฟกต์ล้างอำนาจแม่เหล็กของปฏิกิริยากระดอง) มีเหตุผลที่สาม - การลดลงของกระแสกระตุ้น Iใน = ยู/Σ Rใน, ซึ่งขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า U เช่น กับกระแส ฉันน.

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถโหลดได้ถึงกระแสสูงสุดที่กำหนดเท่านั้น ฉัน cr. ด้วยความต้านทานโหลดที่ลดลงอีก R n ปัจจุบัน ฉันน = ยู/R n เริ่มลดลงเมื่อแรงดันไฟฟ้า ยูล้มเร็วกว่าลดลง Rน. ทำงานบนเว็บไซต์ อะบีลักษณะภายนอกไม่เสถียร ในกรณีนี้เครื่องจะเปลี่ยนเป็นโหมดการทำงานที่สอดคล้องกับจุด ขเช่นในโหมดลัดวงจร

การกระทำของสาเหตุที่ทำให้แรงดันไฟของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าลดลงพร้อมกับโหลดที่เพิ่มขึ้นนั้นเห็นได้ชัดเจนโดยเฉพาะเมื่อพิจารณาจากรูปที่ 8.49 ซึ่งแสดงการสร้างลักษณะภายนอกตามลักษณะรอบเดินเบาและรูปสามเหลี่ยมลักษณะเฉพาะ

การก่อสร้างดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้ ผ่านจุด ดีบนแกนพิกัดที่สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด เส้นตรงจะถูกวาดขนานกับแกน abscissa จุดยอดอยู่ที่บรรทัดนี้ แต่สามเหลี่ยมลักษณะเฉพาะที่สอดคล้องกับโหลดที่กำหนด ขา ABต้องขนานกับแกน y และจุดยอด จากต้องนอนบนลักษณะรอบเดินเบา 1. ผ่านจุดกำเนิดและจุดยอด แต่โดยตรง 2 ถึงทางแยกที่มีลักษณะรอบเดินเบา เส้นตรงนี้เป็นลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแสของความต้านทานของวงจรขดลวดกระตุ้น ที่พิกัดจุดสี่แยก อีลักษณะเฉพาะ 1 และ 2 รับแรงดันเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ยู 0 = อี 0 ที่ไม่ได้ใช้งาน

กระแสกระตุ้น ฉัน in.nom ที่โหมดเล็กน้อยสอดคล้องกับ abscissa ของจุด แต่,และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าEMF อีนามที่พิกัดโหลด - พิกัดของจุด ที่.สามารถกำหนดได้จากลักษณะรอบเดินเบาหากกระแสกระตุ้นลดลง ฉัน v.nom ตามความยาวของส่วน ดวงอาทิตย์,โดยคำนึงถึงผลการล้างอำนาจแม่เหล็กของปฏิกิริยากระดอง เมื่อสร้างลักษณะภายนอก 3 คะแนนของเธอ เอและ ขสอดคล้องกับโหลดที่ไม่มีโหลดและพิกัดที่กำหนดโดยแรงดันไฟฟ้า ยู 0 และ ยูน. จุดกลาง กับ, ด,...รับจากการใช้จ่าย

ตรง อ"ค",แอ"ค",ก""ค"",..., ขนานกับด้านตรงข้ามมุมฉาก ACก่อนข้ามด้วยลักษณะแรงดันกระแสไฟ 2 ที่จุด เอ" เอ "เอ",...และยังมีลักษณะของการอยู่นิ่งด้วย 1 ที่จุด ซี", ซี", ซี"",.... ลำดับของคะแนน เอ "เอ" เอ "",... สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าที่กระแสโหลด ฉัน a1 , ฉัน a2 , ฉัน a3 ,... ซึ่งมีค่าถูกกำหนดจากความสัมพันธ์

ฉัน เอชื่อ: ฉัน เอ 1:ฉัน เอ 2 ,เอีย 3… = AC: เอ"ซี": เอ"ซี":เอ"ซี"" ...

เมื่อเปลี่ยนจากโหมดโหลดที่กำหนดเป็นโหมดว่าง แรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเปลี่ยน 10 - 20% นั่นคือ มากกว่าในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นอิสระ

ด้วยการลัดวงจรของกระดองคงที่กระแส ฉันสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีแรงกระตุ้นแบบขนานนั้นค่อนข้างเล็ก (ดูรูปที่ 8.48) เนื่องจากในโหมดนี้แรงดันและกระแสกระตุ้นจะเป็นศูนย์ ดังนั้นกระแสไป มีเพียง EMF ที่สร้างจากสนามแม่เหล็กตกค้างและเป็น (0.4 - 0.8) ฉันน. ลักษณะการควบคุมและโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นแบบขนานมีลักษณะเดียวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นอย่างอิสระ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงส่วนใหญ่ที่ผลิตโดยอุตสาหกรรมในประเทศมีการกระตุ้นแบบขนาน เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพภายนอก พวกเขามักจะมีขดลวดขนาดเล็ก (หนึ่งถึงสามรอบต่อเสา) หากจำเป็นก็สามารถเปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวได้ตามรูปแบบที่มีการกระตุ้นอิสระ

การกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือการสร้างฟลักซ์แม่เหล็กที่ใช้งานได้เนื่องจาก EMF ถูกสร้างขึ้นในกระดองหมุน เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงขึ้นอยู่กับวิธีการเชื่อมต่อขดลวดกระตุ้น มีความโดดเด่น เป็นอิสระ ขนาน อนุกรม และกระตุ้นแบบผสม เครื่องกระตุ้นไฟฟ้าแบบอิสระมีขดลวดกระตุ้น OB ซึ่งเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายกระแสไฟภายนอกผ่านรีโอสแตตที่ปรับตั้งได้ (รูปที่ 6-10 , ก) แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าว ( โค้ง 1 ในรูปที่ 6-11) ลดลงบ้างตามกระแสโหลดที่เพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากแรงดันตกคร่อมความต้านทานภายในของกระดองและแรงดันไฟฟ้าจะคงที่เสมอ คุณสมบัตินี้มีค่ามากในด้านเคมีไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดแรงกระตุ้นแบบขนานเป็นเครื่องกำเนิดแบบตื่นเต้นในตัวเอง ขดลวดกระตุ้นของ OB เชื่อมต่อผ่านตัวปรับค่าลิโน่เข้ากับขั้วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเดียวกัน (รูปที่ 6-10, b) การรวมดังกล่าวนำไปสู่ความจริงที่ว่าเมื่อกระแสโหลดเพิ่มขึ้นแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะลดลงเนื่องจากแรงดันตกคร่อมขดลวดกระดอง ในทางกลับกันนี้

ทำให้กระแสกระตุ้นและ EMF ลดลงในกระดอง ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของเครื่องกำเนิด UH จะลดลงค่อนข้างเร็วกว่า (เส้นโค้ง 2 ในรูปที่ 6-11) กว่าเครื่องกำเนิดแบบกระตุ้นอิสระ

โหลดที่เพิ่มขึ้นอีกนำไปสู่การลดลงอย่างมากในกระแสกระตุ้นซึ่งเมื่อวงจรโหลดลัดวงจร แรงดันไฟฟ้าจะลดลงเป็นศูนย์ (กระแสไฟลัดขนาดเล็กเกิดจากการเหนี่ยวนำที่เหลืออยู่ในเครื่องเท่านั้น) ดังนั้นจึงเชื่อว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบขนานไม่กลัวไฟฟ้าลัดวงจร

เครื่องกำเนิดแรงกระตุ้นตามลำดับมีขดลวดกระตุ้น OB ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับกระดอง (รูปที่ 6-10, e) ในกรณีที่ไม่มีโหลดในกระดอง EMF ขนาดเล็กยังคงตื่นเต้นเนื่องจากการเหนี่ยวนำที่เหลือในเครื่อง (เส้นโค้ง 3 ในรูปที่ 6-11) เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นก่อน และหลังจากถึงความอิ่มตัวของแม่เหล็กของระบบแม่เหล็กของเครื่อง มันเริ่มลดลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากแรงดันตกคร่อมความต้านทานของกระดองและเนื่องจากผลการล้างอำนาจแม่เหล็กของ ปฏิกิริยาของเกราะ

เนื่องจากความแปรปรวนขนาดใหญ่ของแรงดันไฟฟ้าที่มีการเปลี่ยนแปลงของโหลด จึงไม่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบตื่นเต้นแบบอนุกรมในปัจจุบัน

เครื่องกำเนิดแรงกระตุ้นแบบผสมมีขดลวดสองเส้น: OB - ต่อขนานกับกระดอง (เพิ่มเติม) - เป็นชุด (รูปที่ 6-10, d) ขดลวดถูกเปิดเพื่อให้สร้างฟลักซ์แม่เหล็กในทิศทางเดียว และเลือกจำนวนรอบในขดลวดเพื่อให้แรงดันตกที่ความต้านทานภายในของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและ EMF ของปฏิกิริยากระดองจะได้รับการชดเชยโดย EMF จากกระแสของขดลวดคู่ขนาน