§ 111. MGA PAMAMARAAN NG EXCITATION NG DC GENERATORS

Mga Generator direktang kasalukuyang maaaring gawin gamit ang magnetic at electromagnetic excitation. Upang lumikha ng isang magnetic flux sa mga generator ng unang uri, ginagamit ang mga permanenteng magnet,

at sa mga generator ng pangalawang uri - mga electromagnet. Permanente, ang mga magnet ay ginagamit lamang sa mga makina na napakababa ng kapangyarihan. Kaya, ang electromagnetic excitation ay ang pinakalawak na ginagamit na paraan para sa paglikha ng magnetic flux. Sa ganitong paraan ng paggulo, ang magnetic flux ay nilikha ng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng paikot-ikot na paggulo.

Depende sa paraan ng pagbibigay ng excitation winding, ang mga generator ng DC ay maaaring independiyenteng nasasabik at nasasabik sa sarili.

Sa pamamagitan ng independiyenteng paggulo (Larawan 143, a), ang paikot-ikot na paggulo ay konektado sa network ng isang pantulong na mapagkukunan ng enerhiya ng DC. Upang ayusin ang kasalukuyang paggulo Iv, ang paglaban r p ay kasama sa paikot-ikot na circuit. Sa gayong paggulo, ang kasalukuyang Iv ay hindi nakasalalay sa kasalukuyang nasa armature Ia.

Ang kawalan ng mga generator malayang paggulo ay ang pangangailangan para sa karagdagang mapagkukunan ng enerhiya. Sa kabila ng katotohanan na ang mapagkukunang ito ay karaniwang may mababang kapangyarihan (ilang porsyento ng kapangyarihan ng mga generator), ang pangangailangan para dito ay isang malaking abala, kaya ang mga independiyenteng generator ng paggulo ay nakakahanap ng limitadong paggamit lamang sa mga makina. mataas na boltahe, kung saan ang supply ng excitation winding mula sa armature circuit ay hindi katanggap-tanggap para sa mga dahilan ng disenyo.

Ang mga self-excited generator, depende sa pagsasama ng excitation winding, ay maaaring magkatulad (Fig. 143, b), series (Fig. 143, c) at mixed (Fig. 143, d) excitation.

Para sa mga parallel excitation generator, maliit ang kasalukuyang (ilang porsyento kasalukuyang na-rate armature), at ang paikot-ikot na paggulo ay may malaking bilang ng mga pagliko. Sa series excitation, ang excitation current ay katumbas ng armature current at ang excitation winding ay may maliit na bilang ng mga liko.

Sa halo-halong paggulo, dalawang paikot-ikot na paggulo ay inilalagay sa mga pole ng generator - parallel at serye.

Ang proseso ng self-excitation ng DC generators ay nagpapatuloy sa parehong paraan para sa anumang scheme ng paggulo. Kaya, halimbawa, sa parallel excitation generators, na nakatanggap ng pinakamalawak na aplikasyon, ang proseso ng self-excitation ay nagpapatuloy tulad ng sumusunod.

Ang anumang prime mover ay umiikot sa armature ng generator, ang magnetic circuit (yoke at core ng mga pole) na may maliit na natitirang magnetic flux F 0 . Ang magnetic flux na ito sa winding ng umiikot na armature ay na-induce e. d.s. E 0 , na ilang porsyento ng rated boltahe ng makina.

Sa ilalim ng impluwensya ng e. d.s. E 0 sa isang closed circuit na binubuo ng isang armature at isang excitation winding, isang kasalukuyang Iv ang dumadaloy. Ang magnetizing force ng excitation winding Ivw (w ay ang bilang ng mga liko) ay nakadirekta alinsunod sa daloy ng natitirang magnetism, pagtaas ng magnetic flux ng machine F, na nagiging sanhi ng pagtaas sa parehong e. d.s. sa armature winding E, at ang kasalukuyang sa excitation winding Iv. Ang pagtaas sa huli ay nagdudulot ng karagdagang pagtaas sa F, na nagpapataas naman ng E at Iv.

Dahil sa saturation ng bakal ng magnetic circuit ng makina, ang self-excitation ay hindi nangyayari nang walang katiyakan, ngunit hanggang sa isang tiyak na boltahe, depende sa bilis ng pag-ikot ng armature ng makina at ang paglaban sa excitation winding circuit. . Kapag ang bakal ng magnetic circuit ay puspos, ang pagtaas ng magnetic flux ay bumabagal at ang proseso ng self-excitation ay nagtatapos. Ang pagtaas ng resistensya sa excitation winding circuit ay binabawasan ang parehong kasalukuyang nasa loob nito at ang magnetic flux na nasasabik ng kasalukuyang ito. Samakatuwid, ang emf ay bumababa. Sa. at ang boltahe kung saan nasasabik ang generator.

Ang pagbabago sa bilis ng pag-ikot ng generator armature ay nagdudulot ng pagbabago sa emf. s, na proporsyonal sa bilis, bilang isang resulta kung saan nagbabago din ang boltahe kung saan nasasabik ang generator.

Ang self-excitation ng generator ay magaganap lamang sa ilalim ng ilang mga kundisyon, na kung saan ay ang mga sumusunod:

1. > Pagkakaroon ng natitirang daloy ng magnetism. Sa kawalan ng daloy na ito, hindi malilikha ang e. d.s. E 0, sa ilalim ng impluwensya kung saan ang isang kasalukuyang ay nagsisimulang dumaloy sa paikot-ikot na paggulo, upang ang paggulo ng generator ay magiging imposible. Kung ang makina ay demagnetized at walang natitirang magnetization, kung gayon ang isang direktang kasalukuyang ay dapat na dumaan sa paikot-ikot na paggulo mula sa ilang extraneous na mapagkukunan ng elektrikal na enerhiya. Pagkatapos patayin ang paikot-ikot na paggulo, ang makina ay magkakaroon muli ng natitirang magnetic flux.

2. Ang paikot-ikot na paggulo ay dapat na konektado alinsunod sa daloy ng natitirang magnetism, i.e. upang ang magnetizing force ng winding na ito ay nagpapataas ng daloy ng natitirang magnetism.

Kapag ang excitation winding ay naka-on sa kabaligtaran na direksyon, ang magnetizing force nito ay magbabawas sa natitirang magnetic flux at, sa panahon ng matagal na operasyon, ay maaaring ganap na ma-demagnetize ang makina. Kung ang paikot-ikot na paggulo ay naka-on sa kabaligtaran ng direksyon, kung gayon kinakailangan na baguhin ang direksyon ng kasalukuyang nasa loob nito, ibig sabihin, palitan ang mga wire na angkop para sa mga terminal ng paikot-ikot na ito.

3. Ang resistensya ng excitation winding circuit ay dapat na labis na malaki, na may napakataas na resistensya ng excitation circuit, imposible ang self-excitation ng generator.

4. Ang paglaban ng panlabas na pag-load ay dapat na malaki, dahil may mababang pagtutol, ang kasalukuyang paggulo ay magiging maliit din at hindi magaganap ang self-excitation.

Ang mga katangian ng isang generator ng DC ay pangunahing tinutukoy sa pamamagitan ng paraan ng pagpapatakbo ng field winding. Depende dito, ang mga sumusunod na uri ng mga generator ay nakikilala:

1) na may independiyenteng paggulo - ang paikot-ikot na paggulo ay pinalakas ng isang panlabas na mapagkukunan ng DC;

2) kasama parallel excitation- ang paikot-ikot na paggulo ay konektado sa paikot-ikot na armature na kahanay sa pagkarga;

3) na may serial excitation - ang excitation winding ay konektado sa serye na may armature winding at ang load;

4) na may halo-halong paggulo - mayroong dalawang windings ng paggulo: ang isa ay konektado kahanay sa pagkarga, at ang isa ay konektado sa serye kasama nito.

Ang mga generator ng mga uri na isinasaalang-alang ay may parehong aparato at naiiba lamang sa pagpapatupad ng paikot-ikot na paggulo. Ang mga windings ng independiyente at parallel na paggulo, pagkakaroon ng isang malaking bilang ng mga liko, ay ginawa mula sa isang wire ng maliit na cross section; isang serye ng paggulo ng paikot-ikot na may isang maliit na bilang ng mga liko - mula sa isang wire ng malaking cross section. Ang mga generator ng mababang kapangyarihan ay minsan ay ginawa gamit ang mga permanenteng magnet. Ang mga katangian ng naturang mga generator ay malapit sa mga generator na may independiyenteng paggulo.

Generator na may independiyenteng paggulo. Sa ganitong uri ng generator (Larawan 10.35) kasalukuyang paggulo ako V independiyente sa kasalukuyang armatureako A , na katumbas ng kasalukuyang loadako n . Kasalukuyan ako V tinutukoy lamang ng posisyon ng pagsasaayos ng rheostatRp . B, kasama sa excitation winding circuit:

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

saan U B - boltahe ng supply ng kuryente;R B - paggulo paikot-ikot na pagtutol;Rp V - paglaban ng adjusting rheostat.

Karaniwan, ang kasalukuyang paggulo ay maliit at mga halaga sa 1 ... 3% ng kasalukuyang kasalukuyang armature. Ang mga pangunahing katangian na tumutukoy sa mga katangian ng mga generator ng DC ay ang mga sumusunod: idle, panlabas, kontrol at pagkarga. Katangian ng idling (Larawan 10.36, A) tinatawag na addictionU 0 = f( l B) sa ako n = 0 at n = const . Kapag ang makina ay idling, kapag ang load circuit ay bukas, ang boltaheU o sa mga terminal ng armature winding ay katumbas ng EMF E 0 \u003d c e F p. Bilis ng armatureη ay pinananatili na hindi nagbabago, at ang boltahe sa idle ay nakasalalay lamang sa magnetic flux F, ibig sabihin, ang kasalukuyang pagguloako V . Samakatuwid, ang katangianU 0 = f( ako B) katulad ng magnetic na katangian Ф = f( ako V ). Ang katangian ng kawalang-ginagawa ay madaling makuha sa eksperimentong paraan. Upang gawin ito, itakda muna ang kasalukuyang paggulo upang iyonU o 1.25 U NOM , pagkatapos ay bawasan ang kasalukuyang paggulo sa zero at muli itong taasan sa nakaraang halaga. Sa kasong ito, ang pataas at pababang mga sanga ng katangian ay nakuha, na nagmumula sa parehong punto. Ang pagkakaiba-iba ng mga sanga ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng hysteresis sa magnetic circuit ng makina. Saako V = 0 sa armature winding, ang natitirang EMF ay naiimpluwensyahan ng daloy ng natitirang magnetism E tumigil ka , na 2...4% ng U nom .

Ang panlabas na katangian (Larawan 10.36.6) ay ang pagtitiwala U = f( ako m) sa P - const at ako sa = const . Sa load mode, generator boltahe

(10.34)

kung saan Σ R A - ang kabuuan ng mga resistensya ng lahat ng windings na konektado sa serye sa armature circuit (armature windings, karagdagang mga pole at kabayaran).

Sa pagtaas ng pagkarga upang bawasan ang boltahe U makakaapekto: pagbaba ng boltahe habang panloob na pagtutol Σ Ra mga sasakyan; pagbaba sa emfΕ bilang resulta ng demagnetizing action ng armature reaction.

Pagbabago ng boltahe sa panahon ng paglipat mula sa rated load mode patungo sa idle mode

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

Para sa mga generator na may independiyenteng paggulo, ito ay 5 ... 15%.

kanin. 10.36.Mga katangian ng generator na may independiyenteng paggulo

(a-c)

Regulasyon na katangian (Larawan 10.36, V) ay tinatawag na pagtitiwalaako V = f( ako m) sa U= const at n = const . Ipinapakita nito kung paano dapat iakma ang kasalukuyang field upang panatilihing pare-pareho ang boltahe ng generator kapag nagbago ang pagkarga. Malinaw, sa kasong ito, habang tumataas ang pagkarga, kinakailangan upang madagdagan ang kasalukuyang paggulo.

Ang katangian ng pagkarga (Larawan 10.37, a) ay ang pagtitiwalaU= f( ako B) sa n = const at / n = const . Katangian ng pag-load saako n = ako nom (kurba 2) pumasa sa ibaba ng idling na katangian (curve 1), na maaaring ituring bilang isang espesyal na kaso ng katangian ng pagkarga saako n = 0. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga ordinate ng curves 1 at 2 ay dahil sa demagnetizing effect ng armature reaction at ang pagbaba ng boltahe sa internal resistanceΣ Ra mga sasakyan.

kanin. 10.37.Mag-load ng katangian ng isang generator na may independiyenteng paggulo (a) at ang pagbuo nito gamit ang isang katangian na tatsulok (b)

Ang isang visual na representasyon ng impluwensya ng mga salik na ito ay nagbibigay katangian, o reaktibo, LAN triangle. Kung sa segment isang A, katumbas sa isang tiyak na sukat sa boltaheU, sa ilang kasalukuyang pagkargaako n at kasalukuyang pagguloako V magdagdag ng segment AB, katumbas sa parehong sukat sa pagbaba ng boltaheako BΣ Ra sa generator, nakukuha namin ang segment aB, pantay na emf E.

Sa idle EMFΕ sapilitan sa armature winding sa isang mas mababang kasalukuyangako" V , naaayon sa abscissa ng punto SA. Samakatuwid, ang segment Araw nailalarawan ang demagnetizing effect ng armature reaction sa sukat ng kasalukuyang paggulo. Sa patuloy na kasalukuyangako n binti AB ang katangian na tatsulok ay pare-pareho; binti Araw depende hindi lang sa currentako n , ngunit din sa antas ng saturation ng magnetic system, i.e. sa kasalukuyang pagguloako V . Gayunpaman, sa ilang mga kaso, ang impluwensya ng kasalukuyang paggulo ay napapabayaan at ipinapalagay na ang segment Araw proporsyonal sa kasalukuyang lamangako n .

Ang pagpapalagay na ito ay nagpapahintulot sa amin na bumuo ng mga katangian ng pagkarga sa iba't ibang mga alon, na binabago lamang ang haba ng lahat ng panig ng tatsulok.ABC. Kung ang vertex C ng katangian na tatsulok ay itinayo para sa ilang kasalukuyangako n , na matatagpuan sa katangian 1 idling (Larawan 10.37, b), at pagkatapos ay gumagalaw ang tatsulok kasama ang katangiang itoABC kaya na catet Araw nananatiling parallel sa x-axis, pagkatapos ay ang bakas ng punto A nagpapakita ng humigit-kumulang sa nais na katangian ng pagkarga 2 sa isang naibigay na kasalukuyang halagaako n . Ang katangiang ito ay medyo naiiba sa aktwal na katangian. 3 (na maaaring alisin empirically), dahil ang halaga ng binti Araw pagbabago ng katangian ng tatsulok dahil sa pagbabago ng mga kondisyon ng saturation. Gamit ang katangian ng idling sa tulong ng isang katangian na tatsulok, posible na bumuo ng iba pang mga katangian ng generator: panlabas at pagsasaayos.

Ang panlabas na katangian ay binuo batay sa idling na katangian 1 (Larawan 10.38, a). Pagkuha ng puntoD sa y-axis na naaayon sa rated boltaheU nom , isang tuwid na linya ang iginuhit sa pamamagitan nitoAD, parallel sa x-axis. Ang vertex ay matatagpuan sa linyang ito. A katangian tatsulok na kinuha sa rated armature kasalukuyang upang ang binti AB ay kahanay sa y-axis, at ang vertex C ay nasa katangian 1 . Pagkatapos, ibinababa ang patayo mula sa vertex A sa x-axis, maghanap ng punto At sa, naaayon sa na-rate na kasalukuyang pagguloako vnom . Kapag nagpapasiyaako vnom isaalang-alang na sa ilalim ng pagkilos ng reaksyon ng armature, ang EMF sa pagkarga ay mas mababa kaysa sa idle, ibig sabihin, ito ay nilikha, tulad ng, sa pamamagitan ng isang mas maliit na kasalukuyang paggulo.

kanin. 10.38. Mga tsart para sa pagbuo ng panlabas (a) at pagsasaayos (b)

mga katangian ng generator na may independiyenteng paggulo gamit

katangian na tatsulok

Pagbaba ng kasalukuyang ako V tumutugma sa segment araw, pagkilala sa demagnetizing effect ng armature reaction. Ang boltahe sa kasalukuyang rate ay mas mababa din kaysa sa EMF sa pamamagitan ng dami ng pagbaba ng boltaheako aΣ Ra, kung saan ang binti ay tumutugma AB.

Kapag nagtatayo ng nais na pag-asa 2, ibig sabihin, boltaheU mula sa kasalukuyang pagkarga 1 a, ang dalawang punto nito ay madaling matukoy: ang kasalukuyang na-rateako anom tumutugma sa na-rate na boltaheU HOM (punto b ), at ang armature current, katumbas ng zero (idle mode), ay ang boltaheU o (tuldok a), katumbas ng EMF sa kasalukuyang pagguloako vnom . Iba pang mga punto (na may,d atbp.) ng panlabas na katangian ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng pagbabago sa lahat ng panig ng katangian na tatsulok sa proporsyon sa pagbabago sa kasalukuyang armature at pag-aayos nito upang ang mga binti A"B", A"B",... nanatiling parallel sa y-axis. Kasabay nito, ang mga puntos B, B" B" dapat nasa patayong linya A K B naaayon sa kasalukuyang pagguloako sa.nom , at mga puntos C, C", C", ... - sa katangian ng idling 1 . Pagkatapos ay ang mga ordinates ng mga puntos A, A,... matutukoy ang nais na halaga ng boltahe sa mga alon ng pagkarga 1 a1 \u003d 1 anom A "B" / AB, 1 a2 \u003d \u003d 1 anom A "B" / AB atbp. Karaniwan, kapag gumagawa ng isang panlabas na katangian, tanging ang mga hypotenuse ng mga katangian na tatsulok ang iginuhit A "C", A "C""",..., parallelAChanggang sa intersection na may idling na katangian at may linya A K V. Ordinasyon ng mga nahanap na puntos A", A"... matukoy ang nais na mga halaga ng stress (ibig sabihin, mga puntos c,d panlabas na katangian 2) sa load currentsakoA nom , ako a 1 , 1 a2.

Kung mula sa isang punto A to gumuhit ng parallel na linya AU, sa intersection na may idling na katangian sa punto C hanggang, pagkatapos ay maaari mong makuha ang kasalukuyang halaga short circuit 1 k \u003d 1 anom A hanggang C hanggang /AC, na 5 ... 15 beses ang rate ng kasalukuyang. Alam ang short-circuit kasalukuyang, maaari mong kalkulahin maximum na sandali, ang mekanikal na lakas ng baras at piliin ang mga parameter ng kagamitan sa proteksyon. Pang-eksperimentong pagpapasiya ng short-circuit kasalukuyang mahirap, dahil sa proseso ng pagsasagawa ng eksperimento, maaaring magkaroon ng all-round fire.

Ang itinayong katangian ay tinatayang. Ang pangunahing pagkakamali nito ay dahil sa ang katunayan na ang demagnetizing effect ng armature reaction (i.e., ang binti araw) hindi proporsyonal sa kasalukuyang armature. Karaniwan, ang ibinigay na konstruksiyon ay nagbibigay ng medyo underestimated na halaga ng short-circuit current.

Ang katangian ng pagsasaayos (Larawan 10.38, b) ay itinayo bilang mga sumusunod. Unang hanapin ang kasalukuyang paggulo ako sa 0 , naaayon sa rated boltahe na walang load. Upang matukoy ang kasalukuyang paggulo sa kasalukuyang rate ng pagkarga, ang tuktok A Ang katangian na tatsulok (naaayon sa na-rate na pag-load) ay inilalagay sa isang tuwid na linya 2, parallel sa abscissa axis at matatagpuan sa layo mula ditoUHOM. binti AB ay dapat na parallel sa y-axis, at ang vertex SA dapat na matatagpuan sa idling na katangian 1. Apex abscissa A nagbibigay ng nais na halaga ng kasalukuyang paggulo.

Ang patunay ng bisa ng konstruksiyon na ito ay ibinibigay sa pagtatayo ng panlabas na katangian. Pagguhit ng mga linya parallel sa hypotenuse A C, nakakakuha kami ng mga segment A "C", A "C",..., natapos sa pagitan ng kawalang-ginagawa na katangian 1 at linya 2 na naaayon sa kondisyonU= UHOM = const. Ang mga segment na ito ay kumakatawan sa mga hypotenuse ng mga katangian na tatsulok sa iba't ibang mga alon ng pagkarga. Ninanais na katangian ng kontrolako B= f( ako a) - kurba 3 - binuo sa ibabang sulok ng coordinate. Ang mga halaga ng kasalukuyang paggulo ay tinutukoy ng mga abscissas ng mga puntos A, A", A",..., na tumutugma sa mga alon ng pag-load na proporsyonal sa mga haba ng mga segment A SA, A"SA", Isang "C"...

Ang bentahe ng mga generator na may independiyenteng paggulo - ang kakayahang i-regulate ang boltahe sa isang malawak na hanay mula sa zero hanggang Umaxsa pamamagitan ng pagbabago ng kasalukuyang paggulo at isang medyo maliit na pagbabago sa boltahe sa ilalim ng pagkarga. Gayunpaman, upang mapalakas ang paikot-ikot na paggulo ng mga naturang generator, kinakailangan ang mga panlabas na mapagkukunan ng DC.

Ang mga generator na may independiyenteng paggulo ay ginagamit lamang sa mataas na kapangyarihan, pati na rin sa mababang kapangyarihan, sa mababang boltahe. Anuman ang halaga ng boltahe ng armature, ang field winding ay idinisenyo para sa isang karaniwang boltahe ng DC na 110 o 220 V upang pasimplehin ang control equipment.

kanin. 10.39. circuit diagram generator na may parallel excitation (a) at ang dependence ng pagbabago sa EMF at ang pagbaba ng boltahe sa excitation circuit i Β Σ R Β kapag binabago ang kasalukuyang paggulo ng generator (b)

Generator na may parallel excitation. SA generator na ito (Larawan 10.39, A) ang paikot-ikot na paggulo ay konektado sa pamamagitan ng isang pagsasaayos ng rheostat na kahanay ng pagkarga. Samakatuwid, sa kasong ito, ang prinsipyo ng self-excitation ay ginagamit, kung saan ang paikot-ikot na paggulo ay direktang pinapagana mula sa generator armature winding. Ang self-excitation ng generator ay posible lamang sa ilalim ng ilang mga kundisyon. Upang maitatag ang mga ito, isaalang-alang ang proseso ng pagbabago ng kasalukuyang sa circuit na "field winding - armature winding" sa idle mode. Para sa circuit na isinasaalang-alang, nakuha namin ang equation

(10.36)

saan e At i V - agarang halaga ng EMF sa armature winding at excitation current;Σ R V = RV + Rr.v - ang kabuuang paglaban ng generator excitation circuit (paglabanΣ R α maaaring pabayaan dahil ito ay mas maliitΣ R V); L B - kabuuang inductance ng paggulo at armature windings. Ang lahat ng miyembro ng equation (10.36) ay maaaring ilarawan nang grapiko (Larawan 10.39, b). EMF e sa ilang halaga i V Ang kasalukuyang paggulo ay maaaring matukoy mula sa katangian OA kawalang-ginagawa ng generator, at ang pagbaba ng boltaheiVΣ R V- ayon sa kasalukuyang-boltahe na katangian OV mga excitation circuit nito. Katangian OV ay isang tuwid na linya na dumadaan sa pinanggalingan sa isang angguloγ sa x-axis; kung saantgγ = Σ R B. Mula sa (10.36) mayroon kami

(10.37)

Samakatuwid, kung ang pagkakaiba ( e - ako BΣ R B) > 0, pagkatapos ay ang derivativedi/ dt > 0, at mayroong proseso ng pagtaas ng kasalukuyang pagguloi V .

Ang steady state sa excitation winding circuit ay sinusunod kapagdi B/ dt = 0, ibig sabihin, sa punto ng intersection SA mga katangiang walang ginagawa OA na may tuwid na linya OV. Sa kasong ito, ang makina ay nagpapatakbo sa isang tiyak na matatag na kasalukuyang paggulo ako v0 at emf E 0 = U 0 .

Mula sa equation (10.37) sumusunod na para sa self-excitation ng generator, ang ilang mga kundisyon ay dapat matugunan:

1) ang proseso ng self-excitation ay maaari lamang magsimula kung sa unang sandali(i Β = 0) ilang paunang EMF ay sapilitan sa armature winding. Ang ganitong emf ay maaaring malikha sa pamamagitan ng daloy ng natitirang magnetism, samakatuwid upang simulan ang proseso ng self-excitation, kinakailangan na ang generator ay may daloy ng natitirang magnetism, na, kapag umiikot ang armature, hinihikayat ito sa paikot-ikot na EMF E OST. Kadalasan mayroong daloy ng natitirang magnetism sa makina dahil sa pagkakaroon ng hysteresis sa magnetic system nito. Kung walang ganoong daloy, pagkatapos ito ay nilikha sa pamamagitan ng pagpasa ng isang kasalukuyang mula sa isang panlabas na mapagkukunan sa pamamagitan ng paikot-ikot na paggulo;

2) sa panahon ng pagpasa ng kasalukuyangi V ayon sa excitation winding ng MDS nitoF sdapat idirekta ayon sa MDS natitirang magnetismo F0CT . Sa kasong ito, sa ilalim ng impluwensya ng pagkakaiba e - i B Σ R B mayroong pagtaas sa kasalukuyang i V , paggulo magnetic flux Ф in at EMF e. Kung ang mga MMF na ito ay nakadirekta sa kabaligtaran, kung gayon ang MMF ng paikot-ikot na paggulo ay lumilikha ng isang daloy na nakadirekta laban sa daloy ng natitirang magnetism, ang makina ay na-demagnetize at ang proseso ng self-excitation ay hindi makakapagsimula;

3) positibong pagkakaiba e - i B ∑ R B kinakailangan upang mapataas ang kasalukuyang paggulo i V zero hanggang steady stateako sa 0 , ay maaaring mangyari lamang kung nasa tinukoy na hanay ng kasalukuyang pagbabagoi V tuwid OV matatagpuan sa ibaba ng katangian ng idle speed OA. Sa isang pagtaas sa paglaban ng circuit ng pagguloΣ R B tumataas ang anggulo ng pagkahiligγ tuwid OV sa kasalukuyang axisako V at sa ilang kritikal na angguloγ cr (naaayon sa halaga ng kritikal na pagtutolΣ R B. Kp) tuwid O V praktikal na tumutugma sa rectilinear na bahagi ng idling na katangian. Sa kasong ito e i Sa Σ R sa at ang proseso ng self-excitation ay nagiging imposible. (Kaya, para sa self-excitation ng generator, kinakailangan na ang paglaban ng circuit ng paggulo ay mas mababa kaysa sa kritikal na halaga.

Kung ang mga parameter ng circuit ng paggulo ay pinili upang iyonΣR sa Σ R sa.cr , pagkatapos ay sa punto SA sinisiguro ang katatagan ng self-excitation mode. Sa isang hindi sinasadyang pagbaba sa kasalukuyangi V mas mababa sa itinatag na halagaako sa 0 o dagdagan itoako sa 0 mayroong positibo o negatibong pagkakaiba, ayon sa pagkakabanggit. (e - i B Σ R B ) na naghahanap ng pagbabago

kanin. 10.40.Mga panlabas na katangian ng mga generator na may independiyenteng (2)

at parallel (1) paggulo

kasalukuyang i V upang muli itong maging pantay ako sa0 . Gayunpaman, para sa Σ R B> Σ R B . Kp ang katatagan ng self-excitation na rehimen ay nilabag. Kung, sa panahon ng pagpapatakbo ng generator, ang paglaban ng circuit ng paggulo ay nadagdaganΣR sa sa mas mataas na halagaΣ R sa .cr , pagkatapos ay ang magnetic system nito ay demagnetize at ang EMF ay bumaba saΕ ο Sa T . Kung nagsimula ang generator trabaho sa

Σ R B > Σ R B . kr , pagkatapos ay hindi nito magagawang pasiglahin ang sarili. Kaya naman, kundisyon Σ R V Σ R c.c. R nililimitahan ang posibleng saklaw ng regulasyon ng kasalukuyang paggulo ng generator at ang boltahe nito. Karaniwang posible na bawasan ang boltahe ng generator sa pamamagitan ng pagtaas ng paglabanΣ R B , hanggang (0.6...0.7) lang Unom.

Ang panlabas na katangian ng generator ay ang pagtitiwala U= f(ako m) sa n = const at R B = const (Larawan 10.40, curve 1). Ito ay matatagpuan sa ibaba ng panlabas na katangian ng generator na may independiyenteng paggulo (curve 2). Ito ay dahil sa ang katunayan na sa itinuturing na generator bilang karagdagan sa dalawang dahilan na nagdudulot ng pagbaba ng boltahe sa pagtaas ng pagkarga (pagbaba ng boltahe sa armature at ang demagnetizing effect ng armature reaction), mayroong pangatlong dahilan-pagbabawas ng kasalukuyang paggulo 1 V = = U/ ΣR sa , na depende sa boltahe U, ibig sabihin, mula sa kasalukuyangakon.

Ang generator ay maaari lamang i-load hanggang sa isang tiyak na pinakamataas na kasalukuyang ako kr . Na may karagdagang pagbaba sa paglaban ng pagkargaR H kasalukuyang I H= U/ R H nagsisimula nang bumaba habang ang boltaheU mas mabilis bumagsak kaysa bumabaR H. Magtrabaho sa site A b ang mga panlabas na katangian ay hindi matatag; sa kasong ito, lumilipat ang makina sa operating mode na naaayon sa puntob, ibig sabihin, sa short circuit mode.

Ang pagkilos ng mga sanhi na nagdudulot ng pagbaba sa boltahe ng generator na may pagtaas ng pagkarga ay lalo na malinaw na nakikita mula sa pagsasaalang-alang ng Fig. 10.41, na nagpapakita ng pagbuo ng isang panlabas na katangian ayon sa idling na katangian at ang katangiang tatsulok.

Ang pagtatayo ay isinasagawa sa sumusunod na pagkakasunud-sunod. Sa pamamagitan ng tuldokD sa ordinate axis na naaayon sa na-rate na boltahe, ang isang tuwid na linya ay iguguhit parallel sa abscissa axis. Ang vertex ay matatagpuan sa linyang ito. A katangian na tatsulok na naaayon sa nominal

kanin. 10.41. Mga graph para sa pagbuo ng mga panlabas na katangian ng generator na may

parallel excitation gamit ang isang katangian na tatsulok

load; binti A B dapat na parallel sa y-axis, at ang vertex C ay dapat na nasa idling na katangian 1. Sa pamamagitan ng pinagmulan at vertex A direkta 2 sa intersection na may idling na katangian; ang tuwid na linyang ito ay ang kasalukuyang-boltahe na katangian ng paglaban ng circuit winding ng paggulo. Sa ordinate ng punto ng intersectionΕ katangian 1 at 2 kumuha ng boltahe ng generatorU 0 = E 0 sa idle.

Kasalukuyang paggulo ako V na-rate sa nominal mode ay tumutugma sa abscissa ng punto A, at generator EMF E nom sa rated load - point ordinate SA. Maaari itong matukoy mula sa idling na katangian kung ang kasalukuyang paggulo ay nabawasanako V na-rate para sa haba ng segment araw, isinasaalang-alang ang demagnetizing effect ng armature reaction. Kapag bumubuo ng isang panlabas na katangian 3 kanyang mga punto A At b , naaayon sa walang-load at rated load, ay tinutukoy ng mga boltaheU o at u hom . Mga intermediate na puntos na may,d, ... nakuha sa pamamagitan ng direktang pagguhit A"SA", A"C", A""C"",..., parallel sa hypotenuse AU, bago tumawid sa kasalukuyang-boltahe na katangian 2 sa mga punto A", A", A",..., pati na rin sa kawalang-ginagawa na katangian 1 sa mga puntong С", С", С"",.... Mga ordinasyon ng mga puntos Isang "A" A "", ... tumutugma sa mga boltahe sa mga alon ng pagkarga ako a 1 , ako a 2 , ako a 3 ,..., na ang mga halaga ay tinutukoy mula sa kaugnayan

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

Kapag lumipat mula sa rate ng load mode sa idle mode, ang generator boltahe ay nagbabago ng 10 ... 20%, i.e. higit pa kaysa sa isang generator na may independiyenteng paggulo.

Sa isang matatag na maikling circuit ng armature, ang kasalukuyang ako Upang Ang generator na may parallel excitation ay medyo maliit

kanin. 10.42. Generator circuit na may sequential excitation (a)

at ang panlabas na katangian nito ( b)

(tingnan ang Fig. 10.41), dahil sa mode na ito ang boltahe ng paggulo at kasalukuyang ay zero. Samakatuwid, ang kasalukuyang sa. ang EMF lamang ang nilikha mula sa natitirang magnetism at (0.4 ... 0.8)ako nom .

Ang mga katangian ng kontrol at pag-load ng isang generator na may parallel excitation ay kapareho ng katangian ng isang generator na may independent excitation.

Karamihan sa mga generator ng DC na ginawa ng domestic na industriya ay may parallel excitation. Upang mapabuti ang panlabas na pagganap, kadalasan ay mayroon silang maliit na serye na paikot-ikot (isa hanggang tatlong pagliko bawat poste). Kung kinakailangan, ang mga naturang generator ay maaari ding i-on ayon sa isang pamamaraan na may independiyenteng paggulo.

Generator na may sequential excitation. SA generator na may sequential excitation (Larawan 10.42, A) kasalukuyang paggulo ako V = ako A = ako n . Ang panlabas na katangian ng generator (Larawan 10.42, b, curve 1) maaaring itayo mula sa idling na katangian (curve 2) at ang reaction triangleABC, ang mga gilid nito ay tumataas sa proporsyon sa kasalukuyangako n . Para sa mga alon na mas mababaako kr , na may pagtaas sa kasalukuyang load, tumataas ang magnetic fluxΦ at generator emf E, Bilang isang resulta, ang boltahe ay tumataas din.U. Para lamang sa matataas na agos ako n > ako kr boltahe U bumababa sa pagtaas ng pagkarga, dahil sa kasong ito ang magnetic system ng makina ay puspos at isang maliit na pagtaas sa pagkilos ng bagayΦ hindi maaaring makabawi sa pagtaas ng pagbaba ng boltahe sa panloob na pagtutolΣ R A. Dahil sa isang serye-nasasabik na generator, ang boltahe ay nag-iiba nang malaki sa isang pagbabago sa pagkarga, at sa idle ito ay malapit sa zero, ang mga naturang generator ay hindi angkop para sa pagpapagana ng karamihan sa mga consumer ng kuryente. Ginagamit lamang ang mga ito para sa electric braking ng mga makina na may sunud-sunod na paggulo, na pagkatapos ay ililipat sa generator mode.

kanin. 10.43.Mixed excitation generator circuit (a)

at ang mga panlabas na katangian nito (b)

Pinaghalong generator pagpukaw. Sa generator na ito (Larawan 10.43, A) Mayroong dalawang paikot-ikot na paggulo: pangunahing (parallel) at auxiliary (serial). Ang pare-parehong pagsasama ng dalawang windings ay nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng humigit-kumulang na pare-pareho ang boltahe ng generator kapag nagbago ang pagkarga.

Ang panlabas na katangian ng generator (Larawan 10.43, b) sa unang pagtatantyaay maaaring kinakatawan bilang kabuuan ng mga katangian na nilikha ng bawat isa sa mga windings ng paggulo. Kapag ang isang parallel winding ay naka-on, kung saan dumadaan ang kasalukuyang paggulo ako sa 1 , boltahe ng generatorU unti-unting bumababa sa pagtaas ng kasalukuyang loadako n (curve 1). Kapag ang isang serye paikot-ikot ay naka-on, kung saan ang kasalukuyang paggulo ay pumasa ako sa 2 = akon, tumataas ang boltahe sa kasalukuyangako n (curve 2).

Sa pamamagitan ng pagpili ng bilang ng mga liko ng serye paikot-ikot upang sa rate load ang boltahe na nabuo sa pamamagitan ng itoΔ Huli ka nabayaran para sa kabuuang pagbaba ng boltaheΔ U kapag operating ang makina na may lamang ng isang parallel winding, ito ay maaaring makamit na ang boltaheU kapag nagbabago ang kasalukuyang load mula sa zero hanggangako nom nanatiling halos hindi nagbabago (curve 3). Sa pagsasagawa, nag-iiba ito sa loob ng 2...3%. Sa pamamagitan ng pagtaas ng bilang ng mga liko ng serye paikot-ikot, ang isa ay maaaring makakuha ng isang katangian kung saan ang boltaheUHOM > U o (kurba 4); ang katangiang ito ay nagbabayad para sa pagbaba ng boltahe hindi lamang sa panloob na pagtutolΣ Ra generator, ngunit din sa linya ng pagkonekta nito sa load. Kung ang serial winding ay naka-on upang ang MMF ay nakadirekta laban sa MMF ng parallel winding (kabaligtaran na koneksyon), kung gayon ang panlabas na katangian ng generator na may malaking bilang ng mga liko ng serye na paikot-ikot ay magiging matarik (curve 5). Ang counter-connection ng serial at parallel excitation windings ay ginagamit sa welding generators at iba pang espesyal na makina kung saan kinakailangan na limitahan ang short-circuit current.

Ang operasyon ng generator sa variable na bilis. Karaniwan ang mga generator na naka-install sa mga kotse, traktora, tren, eroplano, atbp

kanin. 10.44.Mga katangian ng idling (a) at panlabas (b) generator na may

parallel excitation sa iba't ibang bilis

ay hinihimok ng isang makina na nagbibigay ng propulsion sasakyan, o mula sa axis ng mga gulong nito. Ang dalas ng pag-ikot ng naturang generator ay nagbabago alinsunod sa bilis ng sasakyan.

Para sa mga generator na tumatakbo sa mode na isinasaalang-alang, ang mga pangunahing katangian ay karaniwang ibinibigay para sa tatlong halaga ng mga bilis ng pag-ikot: minimum, average at maximum (Larawan 10.44). Tampok mga generator, ang bilis ng pag-ikot na nag-iiba sa isang malawak na hanay, ay iyon, simula sa n kasal at mas mataas, gumagana ang mga ito sa mahina o ganap na unsaturated magnetic circuit. Ito ay dahil sa pagnanais na bawasan ang mga alon ng paggulo sa panahon ng kawalang-ginagawaako B 0 max at AT load na nagaganap sa bilis ng pag-ikotnmin, upang lumikha ng mas kanais-nais na mga kondisyon sa pagtatrabaho para sa regulator ng boltahe. Ang pinakamahirap na mode para sa drive ng generator na pinag-uusapan ay ang mode na may pinakamababang bilis ng pag-ikot, dahil sa kasong ito, upang maibigay ang kinakailangang kapangyarihanΡ kinakailangan na magkaroon ng pinakamataas na torque. Samakatuwid, sa ilang mga kaso, ang kapangyarihan ay limitado, ibig sabihin, ang generator kasalukuyang sa isang bilis ng pag-ikotnmin.

Para sa mga generator na may parallel excitation na tumatakbo sa isang variable na bilis, bilang karagdagan sa tatlong mga kondisyon ng self-excitation sa itaas, mayroong tatlong karagdagang mga. Sa bilis sa ibaba p t sa ang generator ay dapat tumakbo nang walang ginagawa. Kung sa n nmin ikonekta ang isang malaking load sa generator, pagkatapos ay dahil sa isang makabuluhang pagbaba ng boltahe sa armature circuit, ang boltahe sa mga terminal nito ay bababa sa halos zero at ang proseso ng self-excitation ay hindi magsisimula. Samakatuwid, sa sistema ng supply ng kuryente ng sasakyan,

kanin. 10.45. Mga graph ng mga pagbabago sa EMF at boltahe ng generator para sa iba't ibang

bilis at paglaban ng circuit ng paggulo

bigyan ng kagamitan na pumipigil sa posibilidad ng pagkonekta

sa load generator n nmin. Ang paglaban ng circuit ng paggulo ay dapat na mas mababa sa kritikal na pagtutol para sa anumang naibigay na bilis. Samakatuwid, para sa mabilis na self-excitation ng generator, inirerekumenda na huwag ipakilala ang anumang karagdagang mga resistors sa circuit ng paggulo kapag pinabilis ang sasakyan. Kung babawasan natin ang bilis P, pagkatapos, nang naaayon, ang idling na katangian ay lilipat pababa (Larawan 10.45) at ang kritikal na pagtutol ay bababa, kung saan ang proseso ng self-excitation ng generator ay imposible. Kaya, para sa bilis n ί kritikal na pagtutol ay tumutugma sa isang tuwid na linya OA 1 may angguloγ At at para sa bilis n 2 - tuwid OA 2 may anggulo γ 2 Samakatuwid, ang isang generator na may paglaban sa circuit ng paggulo na naaayon sa isang tuwid na linya OA 2, maaaring gumana nang normal sa bilis ng pag-ikot n 1, ngunit hindi magagawang pasiglahin ang sarili sa isang dalas n 2 . Sa bilis ng pag-ikot p 1 depende sa halaga ng paglaban ng circuit ng paggulo, ang boltahe ng generator ay lumalabas na katumbas ngU 01 o U 02 .

Para sa bawat paglaban ng circuit ng paggulo, maaari mong piliin ang bilis ng pag-ikot P, kung saan nagiging kritikal ang paglaban na ito. Ang bilis na ito ay tinatawag na "patay". Ang "patay" na bilis ng pag-ikot para sa paikot-ikot na paggulo mismo nang walang karagdagang mga resistors ang magiging pinakamababang dalas sa ibaba kung saan imposible ang proseso ng self-excitation. Samakatuwid, sa ilang mga kaso, upang mapabilis ang paggulo ng generator sa panahon ng acceleration ng sasakyan, ang excitation winding ay ibinibigay ng kapangyarihan mula sa baterya gamit ang isang relay.

Kapag binabago ang direksyon ng pag-ikot ng generator armature, ang direksyon ng kasalukuyang sa field winding ay dapat manatiling hindi nagbabago upang ang magnetic flux na nilikha ng winding ay hindi sirain ang daloy ng natitirang magnetism. Ito ay kadalasang nakakamit sa pamamagitan ng paglipat ng mga wire na nagkokonekta sa paikot-ikot na paggulo sa mga brush ng makina.

Sa fig. 10.46 , a ang mga katangian ng pagsasaayos ng generator na may parallel na paggulo ay ibinibigay, na binuo para sa tatlong halaga ng bilis. puntosA 1 , A 2 At A 3 ng mga katangiang ito ay tumutugma sa idling mode.

kanin. 10.46.Mga katangian ng pagsasaayos (a) at pagsasaayos ng bilis (b).

Ayon sa mga katangian ng regulasyon, posibleng matukoy ang saklaw ng pagbabago sa kasalukuyang paggulo na kinakailangan upang patatagin ang boltahe ng generator sa antas. U Η0Μ kapag nagbabago ng bilis at pagkarga. Pinakamababang kasalukuyangako b. min tumutugma sa bilis n max at idling machine, ang pinakamataas na kasalukuyang ako sa m ah - bilisnmin at rated load.

Ang mga katangian ng pagsasaayos ng bilis (Larawan 10.46, b) ay ang mga dependency ng kasalukuyang pagguloako V mula sa bilis ng pag-ikot n sa pare-parehong boltaheU sa mga terminal ng generator. Karaniwan ang mga ito ay binuo para sa rated boltahe U nom sa idle (curve 1) at rated load (curve 2). Maaari din silang magamit upang matukoy ang hanay ng pagbabago sa kasalukuyang paggulo na kinakailangan upang mapanatili ang isang matatag na boltahe sa buong load. Saloobin k i = ako sa m ah / ako sa m 1p tinawag kadahilanan ng kontrol sa kasalukuyang paggulo; kadalasan ito ay 8 ... 12. Sa pagsasagawa, kapag nakuha ang mga katangiang ito, ang isang bahagi ng katangian ng self-excitation ay tinutukoy din (seksyon OA) na may pare-parehong pagtutol ng circuit ng paggulo. Pinapayagan ka nitong matukoy ang mga paunang bilis ng pag-ikot nmin , kung saan ang generator ay bubuo ng rated boltahe sa idle at sa rated load. Sa ilalim ng bilis ng pagkarga p t iPhigit pa kaysa sa idle, dahil sa pagbaba ng boltahe sa armature circuit. Ang mas mababa ang paglaban ng circuit ng paggulo, mas mababa ang bilisnmin.

Ang maximum na kasalukuyang paggulo para sa generator na ito ay tumutugma sa segment AB. PagkaratingUH 0 M kasalukuyang paggulo na may karagdagang pagtaas n humigit-kumulang bumababa ayon sa hyperbolic na batas. Gayunpaman, sa mataas na halaga ng kasalukuyang paggulo, dahil sa saturation

kanin. 10.47.Mga katangian ng Rheostatic control

magnetic circuit ng makina, ang mga katangiang ito ay naiiba nang malaki sa hyperbole.

Sa lahat ng mga pamamaraan ng pag-regulate ng boltahe ng generator, ang kinakailangang pagbabago sa kasalukuyang paggulo ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagbabago ng paglaban ng circuit ng pagguloΣ R B (upang baguhin ang Σ R B ang pagkilos ng pulsed transistor o thyristor voltage regulators ay maaari ding mabawasan). Sa fig. 10.47 paglaban dependences ay ipinapakitaΣ R B mula sa bilis ng pag-ikotη sa pare-parehong boltahe U at patuloy na pagkarga, na binuo para sa mga idle mode (curve 1) at rated load (curve 2). Ayon sa mga katangian, posibleng matukoy ang koepisyent ng regulasyon ng paglaban ng circuit ng paggulo k rv = Σ R sa max / Σ R Bmin at karagdagang pagtutolRpB, na dapat ipasok sa panahon ng regulasyon sa circuit ng paggulo, sa serye na may paglabanR B ang paikot-ikot na paggulo mismo.

§ 111. Mga paraan ng paggulo ng mga generator ng DC

Depende sa paraan ng pagbibigay ng excitation winding, ang mga modernong generator ng DC ay gumagamit ng independiyenteng paggulo ng magnetic flux at self-excitation.
Sa pamamagitan ng independiyenteng paggulo (Larawan 154, a), ang paikot-ikot na paggulo ay konektado sa isang pantulong na mapagkukunan ng enerhiya ng DC. Upang kontrolin ang kasalukuyang paggulo ako ang paglaban ay naka-on sa paikot-ikot na circuit r p . Sa kaguluhan na ito, ang kasalukuyang ako in ay hindi nakadepende sa kasalukuyang nasa armature ako ako.

Ang kawalan ng independiyenteng mga generator ng paggulo ay ang pangangailangan para sa isang karagdagang mapagkukunan ng enerhiya. Sa kabila ng katotohanan na ang mapagkukunang ito ay karaniwang may mababang kapangyarihan (ilang porsyento ng kapangyarihan ng mga generator), ang pangangailangan para dito ay isang malaking abala at samakatuwid ang mga independiyenteng mga generator ng paggulo ay limitado ang paggamit sa mga espesyal na pag-install (GD) at sa mataas na boltahe. machine, kung saan ang excitation winding ay pinapagana mula sa armature chain ay hindi katanggap-tanggap para sa mga dahilan ng disenyo.
Ang mga self-excited generator ay may higit pa malawak na aplikasyon. Depende sa koneksyon ng paikot-ikot na paggulo, maaari silang maging parallel (Larawan 154, b), serial (Larawan 154, c) at halo-halong (Larawan 154, d) paggulo.
Para sa mga generator ng parallel excitation, ang kasalukuyang ako sa maliit (ilang porsyento ng rate ng kasalukuyang armature), at ang paikot-ikot na paggulo ay may malaking bilang ng mga liko. Sa serye ng paggulo, ang kasalukuyang paggulo ay ang armature kasalukuyang at ang paggulo paikot-ikot ay may maliit na bilang ng mga liko.
Sa halo-halong paggulo, dalawang paikot-ikot na paggulo ay inilalagay sa mga pole ng generator - parallel at serye.
Ang proseso ng self-excitation ng DC generators ay nagpapatuloy sa parehong paraan para sa anumang scheme ng paggulo. Isaalang-alang natin ang proseso ng self-excitation ng isang parallel excitation generator, na nakatanggap ng pinakamalawak na aplikasyon.
Ang anumang prime mover ay umiikot sa armature ng generator, sa magnetic circuit (yoke at pole core) kung saan ang isang maliit na natitirang magnetic flux Φ rest ay napanatili. Ang magnetic flux na ito sa winding ng umiikot na armature ay na-induce e. d.s. E ost, na ilang porsyento ng rated boltahe ng makina.
Sa ilalim ng impluwensya ng e. d.s. E ost sa isang closed circuit na binubuo ng isang armature at isang paikot-ikot na paggulo, isang kasalukuyang daloy ako V. Magnetizing force ng field winding ako sa ω in (ω in - bilang ng mga liko) ay nakadirekta ayon sa daloy ng natitirang magnetism, na nagpapataas ng magnetic flux ng makina Φ m, na nagdudulot ng pagtaas tulad ng e. d.s. sa armature winding E, at ang kasalukuyang sa paikot-ikot na paggulo ako V. Ang pagtaas sa huli ay nagdudulot ng karagdagang pagtaas sa Φ m, na tumataas naman E At ako V.
Dahil sa saturation ng bakal ng magnetic circuit ng makina, ang self-excitation ay hindi nangyayari nang walang katiyakan, ngunit hanggang sa isang tiyak na boltahe, depende sa bilis ng pag-ikot ng armature ng makina at ang paglaban ng excitation winding circuit. . Kapag ang bakal ng magnetic circuit ay puspos, ang pagtaas ng magnetic flux ay bumagal at ang proseso ng self-excitation ay nagtatapos. Ang pagtaas ng resistensya sa excitation winding circuit ay binabawasan ang parehong kasalukuyang nasa loob nito at ang magnetic flux na nasasabik ng kasalukuyang ito. Samakatuwid e bumababa. d.s. at ang boltahe kung saan nasasabik ang generator.
Ang pagpapalit ng bilis ng pag-ikot ng generator armature ay nagdudulot ng pagbabago sa e. d.s., na proporsyonal sa bilis, bilang isang resulta kung saan nagbabago din ang boltahe kung saan nasasabik ang generator.
Ang self-excitation ng generator ay nangyayari lamang sa ilalim ng ilang mga kundisyon, na kung saan ay ang mga sumusunod.
1. Ang pagkakaroon ng daloy ng natitirang magnetism. Sa kawalan ng daloy na ito, walang e nalilikha. d.s. E ost, sa ilalim ng pagkilos kung saan ang isang kasalukuyang ay nagsisimulang dumaloy sa paikot-ikot na paggulo, upang ang paggulo ng generator ay magiging imposible. Kung ang makina ay na-demagnetize at walang natitirang magnetization, kung gayon ang isang direktang kasalukuyang mula sa ilang extraneous na pinagmulan ay dapat na dumaan sa paggulong ng paggulo. enerhiyang elektrikal. Matapos madiskonekta ang paikot-ikot na paggulo, ang natitirang magnetic flux ay mananatili sa makina.
2. Ang paikot-ikot na paggulo ay dapat na naka-on upang ang magnetizing force ng winding na ito ay nagpapataas ng daloy ng natitirang magnetism.
Kapag ang excitation winding ay naka-on sa kabaligtaran na direksyon, ang magnetizing force nito ay magbabawas sa natitirang magnetic flux at, sa panahon ng matagal na operasyon, ay maaaring ganap na ma-demagnetize ang makina. Sa kasong ito, kinakailangan upang baguhin ang direksyon ng kasalukuyang sa paikot-ikot na paggulo, iyon ay, upang palitan ang mga wire na angkop para sa mga terminal nito.
3. Ang paglaban ng field winding circuit ay hindi dapat labis na malaki; na may napakataas na pagtutol ng circuit ng paggulo, imposible ang self-excitation ng generator.
4. Ang paglaban ng panlabas na pagkarga ay dapat na medyo malaki, dahil sa isang mababang pagtutol, ang kasalukuyang paggulo ay magiging maliit din at hindi magaganap ang self-excitation.

11. DC generator na may parallel excitation: operating prinsipyo, self-excitation kondisyon, mga katangian.

Shunt excitation generator. Sa generator na ito (Larawan 8.47, A) ang paikot-ikot na paggulo ay konektado sa pamamagitan ng isang pagsasaayos ng rheostat na kahanay ng pagkarga. Kaya naman, dito sa Sa kasong ito, ginagamit ang prinsipyo ng self-excitation, kung saan ang paikot-ikot na paggulo ay direktang pinapagana mula sa generator armature winding. Ang self-excitation ng generator ay posible lamang sa ilalim ng ilang mga kundisyon. Upang maitatag ang mga ito, isaalang-alang ang proseso ng pagbabago ng kasalukuyang sa circuit na "field winding - armature winding" sa idle mode. Para sa circuit na isinasaalang-alang, nakuha namin ang equation

saan e At i c - agarang mga halaga ng EMF sa armature winding at kasalukuyang paggulo; Σ R sa = R sa + R r.v - kabuuang pagtutol ng circuit ng paggulo ng generator (paglaban Σ R at maaaring mapabayaan, dahil ito ay mas mababa kaysa sa Σ R V); L c ay ang kabuuang inductance ng paggulo at armature windings. Ang lahat ng mga terminong kasama sa (8.59) ay maaaring ilarawan nang grapiko (Larawan 8.47, b). EMF e sa ilang halaga i sa kasalukuyang paggulo ay maaaring matukoy ng katangian OA kawalang-ginagawa ng generator, at ang pagbaba ng boltahe i sa Σ R c - ayon sa kasalukuyang-boltahe na katangian OV mga excitation circuit nito. Katangian OV ay isang tuwid na linya na dumadaan sa pinanggalingan sa isang anggulo y sa x-axis; kung saan tg γ= Σ R V. Mula sa (8.59) mayroon kami

Samakatuwid, kung ang pagkakaiba ( e - i sa Σ R c) > 0, pagkatapos ay ang derivative di V / dt> 0, at mayroong proseso ng pagtaas ng kasalukuyang paggulo i V.

Ang steady state sa excitation winding circuit ay sinusunod kapag di V / dt= 0, ibig sabihin, sa punto ng intersection SA mga katangiang walang ginagawa OA na may tuwid na linya OV. Sa kasong ito, ang makina ay nagpapatakbo sa isang tiyak na matatag na kasalukuyang paggulo ako v0 at emf E 0 = U 0 .

Mula sa equation (8.60) sumusunod na para sa self-excitation ng generator, ang ilang mga kundisyon ay dapat matugunan:

1) ang proseso ng self-excitation ay maaaring magsimula lamang kung sa unang sandali ( i c \u003d 0) ang ilang paunang EMF ay na-induce sa armature winding. Ang ganitong EMF ay maaaring malikha ng isang daloy ng natitirang magnetism, samakatuwid, upang simulan ang proseso ng self-excitation, kinakailangan na ang generator ay may daloy ng natitirang magnetism, na, kapag ang armature ay umiikot, ay nag-uudyok ng isang EMF sa paikot-ikot nito. E magpahinga. Karaniwang mayroong daloy ng natitirang magnetism sa makina dahil sa pagkakaroon ng hysteresis sa magnetic system nito. Kung walang ganoong daloy, pagkatapos ito ay nilikha sa pamamagitan ng pagpasa ng isang kasalukuyang mula sa isang panlabas na mapagkukunan sa pamamagitan ng paikot-ikot na paggulo;

2) sa panahon ng pagpasa ng kasalukuyang i sa pag-ikot ng excitement nito MDS F V dapat idirekta ayon sa MMF ng natitirang magnetism F Oct. Sa kasong ito, sa ilalim ng pagkilos ng pagkakaiba e - i sa Σ R sa proseso ng pagtaas ng kasalukuyang i c, paggulo magnetic flux F c at EMF e. Kung ang mga MMF na ito ay nakadirekta sa kabaligtaran, kung gayon ang MMF ng paikot-ikot na paggulo ay lumilikha ng isang daloy na nakadirekta laban sa daloy ng natitirang magnetism, ang makina ay na-demagnetize at ang proseso ng self-excitation ay hindi makakapagsimula;

3) positibong pagkakaiba e - i sa Σ R c, kinakailangan upang madagdagan ang kasalukuyang paggulo i mula sa zero hanggang sa steady state ako v0, ay maaaring mangyari lamang kung nasa tinukoy na hanay ng kasalukuyang pagbabago i sa isang tuwid na linya OB matatagpuan sa ibaba ng katangian ng idle speed OA. Sa isang pagtaas sa paglaban ng circuit ng paggulo Σ R tumataas ang anggulo ng pagkahilig γ tuwid OB sa kasalukuyang axis ako sa at sa ilang kritikal na halaga ng anggulo γ cr (naaayon sa kritikal na halaga ng paglaban Σ R c.cr) tuwid OV" praktikal na tumutugma sa rectilinear na bahagi ng idling na katangian. Sa kasong ito e≈ i sa Σ R at ang proseso ng self-excitation ay nagiging imposible. Kaya naman, para sa self-excitation ng generator, kinakailangan na ang paglaban ng circuit ng paggulo ay mas mababa kaysa sa kritikal na halaga.

Kung ang mga parameter ng circuit ng paggulo ay pinili upang ang Σ R V< ΣR v.cr, pagkatapos ay sa punto SA sinisiguro ang katatagan ng self-excitation mode. Sa isang hindi sinasadyang pagbaba sa kasalukuyang i sa ilalim ng steady state ako sa 0 o dagdagan ito ako sa 0, isang positibo o negatibong pagkakaiba ang lumitaw, ayon sa pagkakabanggit ( e - i sa Σ R c), naghahanap na baguhin ang kasalukuyang i upang ito ay maging pantay na muli ako sa0 . Gayunpaman, para sa Σ R c > Σ R c.cr katatagan ng self-excitation na rehimen ay nilabag. Kung, sa panahon ng pagpapatakbo ng generator, ang paglaban ng circuit ng paggulo ay nadagdagan Σ R hanggang sa isang halaga na mas malaki kaysa sa Σ R v.cr, pagkatapos ay ang magnetic system nito ay demagnetize at ang EMF ay bumaba sa E magpahinga. Kung nagsimulang gumana ang generator sa Σ R c > Σ R v.kr, kung gayon hindi niya magagawang pasiglahin ang sarili. Kaya naman, kundisyonΣ R V< ΣR c.cr nililimitahan ang posibleng saklaw ng regulasyon ng kasalukuyang paggulo ng generator at ang boltahe nito. Karaniwang posible na bawasan ang boltahe ng generator sa pamamagitan ng pagtaas ng paglaban Σ R c, hanggang sa (0.6-0.7) lang U nom. Panlabas na katangian ng generator ay isang dependency U=f(ako m) sa n= const at R V = const (curve 1, kanin. 8.48). Ito ay matatagpuan sa ibaba ng panlabas na katangian ng generator na may independiyenteng paggulo (curve 2). Ito ay dahil sa ang katunayan na sa itinuturing na generator maliban sa dalawang dahilan na nagdudulot ng pagbaba ng boltahe sa pagtaas

load (pagbaba ng boltahe sa armature at ang demagnetizing effect ng armature reaction), mayroong isang ikatlong dahilan - isang pagbawas sa kasalukuyang paggulo I sa = U/Σ R V, na depende sa boltahe U, ibig sabihin, sa kasalukuyang ako n.

Ang generator ay maaari lamang i-load hanggang sa isang tiyak na pinakamataas na kasalukuyang ako cr. Na may karagdagang pagbaba sa paglaban ng pagkarga R n kasalukuyang ako n = U/R n nagsisimula sa pagbaba, bilang ang boltahe U mas mabilis bumagsak kaysa bumaba R n. Magtrabaho sa site ab ang mga panlabas na katangian ay hindi matatag; sa kasong ito, lumilipat ang makina sa operating mode na naaayon sa punto b, ibig sabihin, sa short circuit mode.

Ang pagkilos ng mga sanhi na nagdudulot ng pagbaba sa boltahe ng generator na may pagtaas ng pagkarga ay lalo na malinaw na nakikita mula sa pagsasaalang-alang ng Fig. 8.49, na nagpapakita ng pagbuo ng isang panlabas na katangian ayon sa idling na katangian at ang katangiang tatsulok.

Ang pagtatayo ay isinasagawa sa sumusunod na pagkakasunud-sunod. Sa pamamagitan ng tuldok D sa ordinate axis na naaayon sa na-rate na boltahe, ang isang tuwid na linya ay iguguhit parallel sa abscissa axis. Ang vertex ay matatagpuan sa linyang ito. A katangian na tatsulok na naaayon sa na-rate na pagkarga; binti AB ay dapat na parallel sa y-axis, at ang vertex SA dapat magsinungaling sa kawalang-ginagawa na katangian 1. Sa pamamagitan ng pinagmulan at vertex A direkta 2 sa intersection na may idling na katangian; ang tuwid na linyang ito ay ang kasalukuyang-boltahe na katangian ng paglaban ng circuit winding ng paggulo. Sa ordinate ng punto ng intersection E katangian 1 At 2 kumuha ng boltahe ng generator U 0 = E 0 sa idle.

Kasalukuyang paggulo ako in.nom sa nominal mode ay tumutugma sa abscissa ng punto A, at generator EMF E nom at rated load - ang ordinate ng punto SA. Maaari itong matukoy mula sa idling na katangian kung ang kasalukuyang paggulo ay nabawasan ako v.nom sa haba ng segment araw, isinasaalang-alang ang demagnetizing effect ng armature reaction. Kapag bumubuo ng isang panlabas na katangian 3 kanyang mga punto A At b, naaayon sa walang-load at rated load, ay tinutukoy ng mga boltahe U 0 at U nom. mga intermediate na puntos Sa, d,... matanggap sa pamamagitan ng paggastos

tuwid A"C", A"C", A""C"",..., parallel sa hypotenuse AC, bago tumawid gamit ang kasalukuyang-boltahe na katangian 2 sa mga punto A", A", A"",..., at mayroon ding katangian ng kawalang-ginagawa 1 sa mga punto C", C", C"",.... Ordinasyon ng mga puntos Isang "A" A "",... tumutugma sa mga boltahe sa mga alon ng pagkarga ako a1 , ako a2, ako a3 ,..., na ang mga halaga ay tinutukoy mula sa kaugnayan

ako a pangalan: ako a 1:ako a 2 ,Ia 3… = AC: A "C": A "C":A""C""...

Kapag lumipat mula sa rate ng load mode sa idle mode, ang boltahe ng generator ay nagbabago ng 10 - 20%, i.e. higit pa kaysa sa isang generator na may independiyenteng paggulo.

Sa isang matatag na maikling circuit ng armature, ang kasalukuyang ako sa generator na may parallel excitation ay medyo maliit (tingnan ang Fig. 8.48), dahil sa mode na ito ang boltahe at kasalukuyang paggulo ay zero. Samakatuwid, ang kasalukuyang sa. ang EMF lamang ang nilikha mula sa natitirang magnetism at (0.4 - 0.8) ako nom. Ang mga katangian ng kontrol at pag-load ng isang generator na may parallel excitation ay kapareho ng katangian ng isang generator na may independent excitation.

Karamihan sa mga generator ng DC na ginawa ng domestic na industriya ay may parallel excitation. Upang mapabuti ang panlabas na pagganap, kadalasan ay mayroon silang maliit na serye na paikot-ikot (isa hanggang tatlong pagliko bawat poste). Kung kinakailangan, ang mga naturang generator ay maaari ding i-on ayon sa isang pamamaraan na may independiyenteng paggulo.

Ang paggulo ng generator ay ang paglikha ng isang gumaganang magnetic flux, dahil sa kung saan ang isang EMF ay nilikha sa umiikot na armature. Ang mga generator ng DC, depende sa paraan ng pagkonekta sa mga windings ng paggulo, ay nakikilala, independiyente, parallel, serye at halo-halong paggulo.Ang independiyenteng generator ng paggulo ay may isang paikot-ikot na paggulo OB, na konektado sa isang panlabas na kasalukuyang pinagmumulan sa pamamagitan ng isang pagsasaayos ng rheostat (Larawan 6-10 , a) Ang boltahe sa mga terminal ng naturang generator ( curve 1 sa Fig. 6-11) ay medyo bumababa sa pagtaas ng kasalukuyang load bilang resulta ng pagbaba ng boltahe sa panloob na paglaban ng armature, at ang mga boltahe ay palaging matatag. Lumalabas na napakahalaga ng property na ito sa electrochemistry (powering electrolytic baths)

Ang parallel excitation generator ay isang self-excited generator, ang excitation winding ng OB ay konektado sa pamamagitan ng adjusting rheostat sa mga terminal ng parehong generator (Fig. 6-10, b). Ang ganitong pagsasama ay humahantong sa ang katunayan na sa isang pagtaas sa kasalukuyang load, ang boltahe sa mga terminal ng generator ay bumababa dahil sa pagbaba ng boltahe sa armature winding. Ito naman,

nagiging sanhi ng pagbaba sa kasalukuyang paggulo at EMF sa armature. Samakatuwid, ang boltahe sa mga terminal ng UH generator ay medyo mas mabilis na bumababa (curve 2 sa Fig. 6-11) kaysa sa isang independent excitation generator.

Ang isang karagdagang pagtaas sa load ay humahantong sa isang malakas na pagbaba sa kasalukuyang paggulo na kapag ang load circuit ay short-circuited, ang boltahe ay bumaba sa zero (isang maliit na short-circuit na kasalukuyang ay dahil lamang sa natitirang induction sa makina). Samakatuwid, pinaniniwalaan na ang parallel excitation generator ay hindi natatakot sa isang maikling circuit.

Ang sequential excitation generator ay may OB excitation winding na konektado sa serye gamit ang armature (Larawan 6-10, e). Sa kawalan ng isang load sa armature, ang isang maliit na EMF ay gayunpaman ay nasasabik dahil sa natitirang induction sa makina (curve 3 sa Fig. 6-11). Sa pagtaas ng pagkarga, ang boltahe sa mga terminal ng generator ay unang tumataas, at pagkatapos maabot ang magnetic saturation ng magnetic system ng makina, nagsisimula itong mabilis na bumaba dahil sa pagbaba ng boltahe sa armature resistance at dahil sa demagnetizing effect ng ang reaksyon ng armature.

Dahil sa malaking pagkakaiba-iba ng boltahe na may pagbabago sa pagkarga, kasalukuyang hindi ginagamit ang mga series-excited generator.

Ang mixed excitation generator ay may dalawang windings: OB - konektado sa parallel sa armature, (karagdagan) - sa serye (Fig. 6-10, d). Ang mga paikot-ikot ay inililipat upang lumikha sila ng mga magnetic flux sa isang direksyon, at ang bilang ng mga pagliko sa mga paikot-ikot ay pinili upang ang pagbaba ng boltahe sa panloob na pagtutol ng generator at ang EMF ng armature reaksyon ay mabayaran ng EMF mula sa parallel winding flux.