Sunku įsivaizduoti savo gyvenimą be elektros. Galų gale, ji maitina beveik visus įrenginius, be kurių ji tiesiog nebegali egzistuoti. Kasdien mums reikia pastovios elektros energijos, ir mes ją gauname iš įvairių šaltinių. Vienas iš jų yra generatorius nuolatinė srovė.

Šis straipsnis bus įdomus visiems. Labai malonu žinoti, kad sužinojote ką nors apie šio sudėtingo pasaulio struktūrą. Jis bus patrauklus tiek mėgėjams, tiek profesionalams. Tačiau tai gali būti naudinga asmeniui, kuris tik pradeda mokytis šio sudėtingo mokslo pagrindų.

DC generatorius yra plačiai naudojamas tiek pramonėje, tiek kasdieniame gyvenime. Todėl šie įrenginiai yra labai įvairūs: didelis ir kompaktiškas, tylus ir galingas, dyzelinas ir benzinas. Gamykloje generatorius gali būti buitinis ar pramoninis. Ir, tiesą sakant, ir kitu atveju jis gali būti naudojamas energijos tiekimui atkurti, jei reikia, ir gauti jį nuo pagrindinių tinklų.

Pramonėje dažniausiai šis įrenginys naudojamas įvairiuose laivuose ir kitose transporto rūšyse. Be to, medicinos pramonėje naudojamas nuolatinės srovės generatorius, užtikrinantis nepertraukiamą maitinimą. Ir vidaus mastu jie naudojami kaimo namuose ar mažuose kioskuose. Taip pat labai dažnai namuose naudojamas suvirinimo generatorius DC. Būtina prijungti skirtingų tipų metalus.

Kaip veikia nuolatinės srovės generatorius?

Šis įrenginys susideda iš fiksuotų ir besisukančių dalių. Pirmasis yra indukcinis, o tai reiškia, kad jis sukuria magnetinį lauką. Ir antrasis sukeltas, taip pat vadinamas inkaru. Fiksuotoje įrenginio dalyje yra pagrindiniai ir papildomi stulpai bei rėmas. Jie tvirtinami varžtu.

Pagrindinį polių vaizduoja magnetas, kuris sukuria bangų srautą. Ji apima šerdį, sužadinimo apviją ir antgalį. Pirmoji dalis visada liejama iš plieno. Ritininiai stulpai yra sujungti nuosekliai. Tai prisideda prie sužadinimo apvijos susidarymo. Kai teka srovė, ji sukuria

Patarimas reikalingas lauko apvyniojimui prie polių. Štai kodėl ji yra tolygiai paskirstyta poliams. Šiuo atveju būtina, kad antgalis būtų tam tikros formos.

Kiekvienas papildomas polius susideda iš šerdies ir apvijos. Šios dalys taip pat liejamos iš plieno. Paprastai yra tiek daug, kiek pagrindiniai poliai, o gal ir du kartus mažiau. Jie įrengiami daugiausia didelės galios generatoriuose, o kompaktiškuose įrenginiuose jie paprastai nėra. Jų pagrindinis tikslas yra pašalinti kibirkštį.

Sukamąją dalį sudaro šerdis, apvija ir kolektorius. Pirmoji dalis yra cilindras, sumontuotas iš plieno lakštų. Jie yra atskirti vienas nuo kito laku ar popieriumi. Tai daroma siekiant sumažinti nuostolius

DC generatoriaus veikimo principas

Svarbiausia, kad šis prietaisas galėtų priimti elektros energiją iš mechaninių. Veikimo principas yra geriau apsvarstyti paprasčiausią vieneto, kuris yra laidininko rėmas, tarp dviejų magnetų polių. Neigiamas ir teigiamas šepetys spaudžiamas į kolektorių. Tarp jų jie yra uždaromi per lemputę išorine grandine.

Kad generatorius galėtų veikti, rėmas turi suktis. Šiuo atveju joje vyksta elektros energijos įvedimas. Ši srovė keičia kryptį kiekvienoje pusėje. Tai paaiškinama tuo, kad kiekviena rėmo pusė kerta magnetines linijas pakaitomis abiem kryptimis. Ir išorinėje grandinėje srovė yra vienakryptis. Čia jis skiriasi tik dydžiu. Tai reiškia, kad kolektorius keičia kintamąją srovę į nuolatinę srovę, kuri yra labai svarbi.

Darbo tikslas

Susipažinkite su prietaisu, DC generatorių veikimo principu ir išnagrinėkite jų charakteristikas įvairiais režimais.

1 Trumpa teorinė informacija

1.1. DC mašinų paskirtis ir įrenginys

DC įrenginys yra elektromechaninis įrenginys, kuriame mechaninė energija paverčiama elektros (generatoriaus režimu), arba elektros energija paverčiama mechaniniu (variklio režimu).

Pagrindinės mašinos dalys: fiksuotas statorius, besisukantis inkaras ir šepečių surinkimo įrenginys. Statorių (1.1 pav., A) sudaro rėmas, pagrindiniai ir papildomi poliai su apvija. Lova 1 yra tuščiaviduris plieninis cilindras, kurio vidiniame paviršiuje yra pritvirtinti pagrindiniai 2 ir papildomi stulpai 3. Pagrindiniuose stulpuose 2 yra įrengtas sužadinimo apvija 4, kuri maitinama tiesiogine srovė, ir sukuria pagrindinį magnetinį lauką, kuris yra pastovus ir pastovus erdvėje. Papildomi poliai 3 su jų apvija 5 suprojektuoti taip, kad sumažintų kolektoriaus lanką.

Fig. 1.1. Įrenginio DC įrenginys

Būgno tipo inkaras (1.1 pav. B) yra cilindras, pagamintas iš izoliuotų elektrinių plieno lakštų, izoliuotų vienas nuo kito, su išoriniais paviršiais. Į griovelius, apvyniojusius 6 inkarus, pagamintus iš vario izoliuoto laido. Inkaro grandinė yra pagrindinė mašinos grandinė.

Kolektorius 7, esantis ant to paties veleno su ankeriu, yra cilindras, sudarytas iš vario pleišto formos plokščių, izoliuotų viena nuo kitos ir nuo veleno. Armatūros apvijų sekcijų pradžia ir galai yra lituojami prie kolektoriaus plokštelių. Naudojant spyruoklę, grafito, anglies-grafito, vario-grafito arba bronzos-grafito šepečiai yra prispausti prie kolektoriaus 8. Jie yra įrengti specialiuose šepečių laikikliuose (1.1 pav., C). Šepečių surinkimo įrenginio paskirtis: atlikti besisukančio armatūros apvijos paspaudimą su išorine grandine; keisti įtampą generatoriaus režime į pastovią įtampą šepečiuose (mechaninis lygintuvas); konvertuoti šaltinio įtampą į armatūros kintamosios srovės variklį, kad būtų užtikrinta pastovi sukimo momento kryptis.

1.2. DC įrenginys generatoriaus režimu

Naudojant generatorių, naudojami elektromagnetinio indukcijos ir mechaninio veikimo magnetiniame lauke su srovės laidu reiškiniai.

Generatorius turi pranešti apie mechaninę energiją, kuriai armatūrą valdo pirminis variklis. Be to, turite sukurti magnetinį lauką. Šiuo tikslu per lauko apviją perkeliama nuolatinė srovė. Kai armatūra pasukama magnetiniame lauke, jo apvija yra sukelta proporcinga magnetiniam srautui

ir armatūros sukimosi dažnis .

,

kur

- konstruktyvus emf koeficientas.

Jei apkrova yra prijungta prie generatoriaus šepečių, tuomet, kai emf veikia armatūros grandinėje, bus srovė . Armatūros srovė sąveikauja su magnetiniu lauku, atsiranda elektromagnetinių jėgų ir momentas yra priešingas armatūros sukimui. Todėl tai yra stabdys ir jį įveikia pagrindinis variklis.

Momento dydis yra proporcingas magnetinio srauto ir armatūros srovei.

. (1)

Armatūros srovė sužadina magnetinį lauką, kuris ant pagrindinio magnetinio lauko iškreipia ir sumažina. Dėl to sumažėja emf ir kibirkštis kolektoriuje. Armatūros lauko poveikis pagrindiniam magnetiniam laukui vadinamas armatūros atsaku.

Pagal sužadinimo metodą, nuolatinės srovės generatoriai skirstomi į tris grupes: nepriklausomi sužadinimo generatoriai, savarankiškai sužadinti osciliatoriai ir nuolatinių magnetų generatoriai.

Generatoriuje, turinčiame nepriklausomą sužadinimą, sužadinimo apvija nėra prijungta prie armatūros apvijos ir maitinama iš išorinio nuolatinės srovės šaltinio (1.2 pav.).

Generatoriuje su savireguliavimu lauko apvija yra įtvirtinama inkaro, ir generatoriui nereikia išorinio maitinimo šaltinio. Remiantis sužadinimo apvijos su armatūros apvyniojimo metodu, osciliatoriai su savireguliavimu yra suskirstyti į tris tipus: lygiagrečią, nuoseklią ir mišrią sužadinimą.

Su lygiagrečiu sužadinimu, sužadinimo apvija yra prijungta lygiagrečiai su armatūros apvija (1.3 pav.).

Savęs sužadinimas paprastai atliekamas, kai generatorius veikia tuščiąja eiga

Tam reikia įvykdyti šias sąlygas:

1.) Likusio magnetinio lauko buvimas.

2.) Sutapimas magnetinio sužadinimo lauko ir likutinio magnetinio lauko kryptimi.

3.) Atsparumas sužadinimo grandinei   turėtų būti mažiau kritiškas.

4.) Armatūros sukimosi dažnis turėtų būti artimas nominaliam.

Nuolatinių generatorių savybės daugiausia nustatomos pagal tai, kaip yra įjungta sužadinimo apvija. Priklausomai nuo to, yra generatorių:

1) su nepriklausomu sužadinimu - sužadinimo apvija gauna maitinimą iš išorinio nuolatinės srovės šaltinio;

2) su lygiagrečiu sužadinimu - sužadinimo apvija yra prijungta prie armatūros vyniojimo lygiagrečiai kroviniui;

3) su nuosekliu sužadinimu - sužadinimo apvija yra nuosekliai sujungta su armatūros apvija ir apkrova;

4) su mišriu sužadinimu - yra dvi sužadinimo apvijos: viena sujungta lygiagrečiai su apkrova, o kita - su ja.

Aptariami generatoriai turi tą patį įtaisą ir skiriasi tik įgyvendinant sužadinimo apviją. Nepriklausomo ir lygiagrečiojo sužadinimo apvijos, turinčios didelį apsisukimų skaičių, yra pagamintos iš nedidelio skerspjūvio vielos ir serijos sužadinimo, turinčio nedidelį apsisukimų skaičių, apvijos iš didelio skerspjūvio vielos. Mažos galios generatoriai kartais atliekami su nuolatiniais magnetais. Tokių generatorių savybės yra artimos nepriklausomų sužadinimo generatorių savybėms.

Generatorius su nepriklausomu sužadinimu.Šiame generatoriuje(2.46 pav.) sužadinimo srovė I  į nepriklauso nuo armatūros srovės I a,kuri yra lygi apkrovos srovei I  n Dabartinė vertė I  nustatomas tik pagal reguliuojančio reostato padėtį r  RV, įtrauktas į žadinimo apvijos grandinę:

kur U  maitinimo įtampa; r  - sužadinimo apvijos atsparumas; r p.v- atsparumo reguliuojamas reostatas.

Paprastai sužadinimo srovė yra maža ir sudaro 1-3% vardinės armatūros srovės.

Pagrindinės nuolatinės srovės generatorių savybes lemiančios charakteristikos yra tuščiosios eigos, išorės, valdymo ir apkrovos charakteristikos.

Fig. 2.46. Generatoriaus su nepriklausomu sužadinimu schema

Tuščiosios eigos charakteristikos(2.47 pav., a)vadinamas priklausomybe U 0 = f(I  c) ne I  n = 0 ir n =const. Kai mašina veikia tuščiąja eiga, kai apkrovos grandinė yra atidaryta, įtampa U  0 ankerio galuose yra lygus emf. E = c  e Fn.

Paprastai armatūros greitis nyra išlaikomas nepakitęs ir įtampa tuščiąja eiga priklauso tik nuo magnetinio srauto Φ, t.y. sužadinimo srautas I  į Todėl būdinga U 0   = f (I  į ) panašus į magnetinės f charakteristikas = f (I  į )

Fig. 2.47 - nepriklausomo sužadinimo generatoriaus charakteristikos

Tuščiosios eigos charakteristika yra lengvai išimama eksperimentiškai. Pirmiausia nustatykite sužadinimo srovę taip, kad U 0 ≈ 1,25U  P. tada sumažinkite sužadinimo srovę iki nulio ir vėl padidinkite iki ankstesnės vertės. Tuo pačiu metu gaunamos kylančios ir mažėjančios charakteristikos šakos, paliekant tą patį tašką. Šių šakų skirtumai atsiranda dėl to, kad mašinos magnetinėje grandinėje yra histerezė. Su I  0 = armatūros vyniojimo metu liekamasis EMF sukelia likutinio magnetizmo srautas. E  ost , kuris yra 2–4% U  nom .

Išorinė charakteristika(2.47 pav., b) vadinama priklausomybe U = = f (I  n ) ne n  = const ir I  yra = const. Įkrovos režimo generatoriaus įtampa

, (2.67)

kur ∑ r - visų ritinių, sujungtų su armatūros grandine, rezistorių suma (armatūra, papildomi stulpai ir kompensacinis).

Didėjant apkrovos įtampai Usumažėja dėl dviejų priežasčių:

a) dėl vidinės varžos įtampos kritimo ∑ rautomobiliai;

b) dėl sumažėjusio emf. Edėl armatūros reakcijos demagnetizavimo.

Įtampa keičiasi perėjimo iš vardinio apkrovos režimo į tuščiosios eigos režimą metu

. . (2.68)

Generatoriams, turintiems nepriklausomą sužadinimą, jis yra 5–15%.

Reguliavimo charakteristika(2.47 pav., į) vadinama priklausomybe I  = = f(I  m) U  = const ir n  = const. Tai parodo, kaip reikia reguliuoti sužadinimo srovę, kad būtų išlaikyta pastovioji generatoriaus įtampa, kai pasikeičia apkrova. Akivaizdu, kad šiuo atveju, kai apkrova didėja, turi būti padidinta sužadinimo srovė.

Apkrovos charakteristika(2.48 pav., a) vadinama priklausomybe U = f(I  c) ne n= const ir I  n = const. Apkrovos charakteristikos I  n = I  P. (Kreivė 2) eina žemiau tuščiosios eigos charakteristikų (kreivė 1 ), kuri gali būti laikoma ypatingu apkrovos charakteristikos atveju I  n = 0. Skirtumas tarp kreivių ordinatų 1 ir 2dėl demagnetizuojančio armatūros reakcijos ir įtampos kritimo vidinėje varžoje ∑ rautomobiliai. Vizualinis šių veiksnių poveikio pavaizdavimas suteikia būdingą arba reaktyvų trikampį ABC(2.48 pav., a). Jei į segmentą aalygi tam tikrai skalės įtampai Uesant tam tikrai apkrovos srovei I  n ir kai kurios sužadinimo srovės I  , pridėti segmentą AB,lygus tuo pačiu skalės įtampos kritimui I a∑r  generatorius, mes gauname segmentą ablygus emf E.Nenaudojant tokios emf. armatūros apvija mažesne srovė Aš "  atitinkamoje taško abscisoje C.Todėl segmentas Saulėcharakterizuoja armatūros reakcijos demagnetizuojančią įtaką sužadinimo srovės mastui. Esant pastoviai srovei I  n kojos ABbūdingas trikampis yra pastovus; kojos Saulėpriklauso ne tik nuo srovės I  n, bet taip pat ir magnetinės sistemos prisotinimo laipsnį, t.y. nuo sužadinimo srovės I  į Tačiau kai kuriais atvejais nepaisoma sužadinimo srovės poveikio ir manoma, kad segmentas Saulėtik proporcinga tik dabartinei I  n

Fig. 2.48 - nepriklausomo sužadinimo (a) generatoriaus ir jo konstrukcijos apkrovos charakteristikos naudojant reaktyvų trikampį (b)

Tai leidžia pastatyti apkrovos charakteristikas skirtingomis srovėmis, keičiant tik visų trikampio pusių dydį ABC.Jei viršuje Subūdingas trikampis, sukurtas kai kurioms srovėms I n, sujungti su charakteristika 1   tuščiąja eiga (2.48 pav., b) ir tada perkelkite trikampį palei šią charakteristiką taip, kad kojos būtų Saulėišliko lygiagrečiai x ašiai, tada viršūnės pėdsakai Asuteiks apytiksliai norimą apkrovos charakteristiką 2 esant dabartinei vertei I  n Ši savybė šiek tiek skirsis nuo faktinių charakteristikų. 3 (kuri gali būti pašalinta empiriškai), nes kojos vertė Saulėbūdingas trikampis pasikeis dėl prisotinimo sąlygų pokyčių. Naudojant tuščiosios eigos charakteristiką, naudojant būdingą trikampį, galima sukurti kitas generatoriaus charakteristikas: išorę ir reguliavimą.

Fig. 2.49 - Generatoriaus išorinių charakteristikų su nepriklausomu sužadinimu statyba naudojant būdingą trikampį

Išorinių charakteristikų konstravimas.Statant remiantis tuščiosios eigos savybėmis 1 (2.49 pav.). Atsižvelgiant į tai Dy ašyje, atitinkančioje vardinę įtampą U  Pone, atlikite jį tiesiogiai AD,lygiagrečiai x ašiai. Šioje eilutėje yra viršuje Abūdingas trikampis, paimtas pagal nominalią armatūros srovę taip, kad kojos ABbuvo lygiagreti ordinato ašiai ir viršuje Subuvo charakteristika 1. Tada nuleiskite statmeną iš viršaus Ax ašyje, suraskite tašką A  į , atitinka vardinę lauko srovę I  vom.

Taikant šį srovės nustatymo metodą I  vnom išplaukia iš to, kad pagal armatūros emf reakciją esant apkrovai, jis bus mažesnis nei tuščiąja eiga, t.y. bus sukurta taip, lyg mažesnė sužadinimo srovė. Šis dabartinis sumažinimas I  in atitinka segmentą Saulėapibūdinantis armatūros reakcijos demagnetizuojamą poveikį. Įtampa esant vardinei srovei taip pat bus mažesnė. pagal įtampos kritimo dydį I a∑r,kuri atitinka koją AB

Statant norimą priklausomybę 2 pabrėžia Unuo apkrovos srovės I = I a  jos taškus galima lengvai nustatyti: vardinė srovė Aš a.nom  atitinka vardinę įtampą U  P b), ir tuščiosios eigos režimas (armatūros srovė yra nulis) yra įtampa U  0 (pilnas sustojimas) a)lygus emf esant sužadinimo srovei I  vom. Kiti punktai ( c, dir tt) išorinės charakteristikos gali būti sukurtos keičiant visas charakteristinio trikampio puses tiesiai proporcingai armatūros srovės pokyčiui ir padedant jas taip, kad kojos „B“, „B“ir pan liko lygiagrečios ordinatų ašiai. Su šiuo tašku B, B, Į »ir pan ant vertikalios linijos nuo A iki B , atitinkantis sužadinimo srovę I punkte Su, Su „, Nuo „ir pan dėl tuščiosios eigos charakteristikos. Tada taškų koordinatės B, Bir pan nustatys įtampos dydį apkrovos srovėse I  a1 = I a  nom „B“/AB; I a 2 = I a  nom „B“/ABir pan

Paprastai kuriant išorinę charakteristiką 2 praleisti tik būdingų trikampių hipotenusą „C“, „C“ir tt, lygiagrečiai AU,prieš sankirtą su tuščiosios eigos charakteristika ir linija A  į Į,atitinka srovę   I  vom. Rastų taškų koordinatės A, Air pan suteiks norimas streso reikšmes (t. y. taškus) c, dir pan išorinės charakteristikos 2), esant apkrovos srovėms

: : :···= AS: „C“: „C“: ··.

Jei iš taško A  į , atitinkamas I  v.iom, pieškite tiesią, lygiagrečią AU,prie sankryžos su tuščiosios eigos charakteristika Su  k, tada gauname trumpojo jungimo srovės dydį I  k = I  nom A  į Su  į / AU,kuri yra 5-15 kartų didesnė už vardinę srovę. Žinant trumpojo jungimo srovę, galima apskaičiuoti maksimalų veleno sukimo momentą ir mechaninį stiprumą, pasirinkti apsauginę įrangą ir kt. Eksperimentinis trumpojo jungimo srovės nustatymas yra sudėtingas, nes atliekant eksperimentą gali atsirasti apykaitinė ugnis.

Sukurta charakteristika yra apytikslė. Pagrindinė klaida atsiranda dėl to, kad armatūros reakcijos demagnetizuojantis poveikis (t. Y. Kojos) „Sun“nėra proporcinga armatūros srovei. Paprastai aukščiau minėta konstrukcija suteikia šiek tiek mažesnę įtampos vertę ir trumpojo jungimo srovę.

Reguliavimo charakteristikos konstrukcija  (2.50 pav.). Ši konstrukcija prasideda tuo, kad jie suranda sužadinimo srovę, atitinkančią vardinę įtampą tuščiąja eiga. Nustatyti sužadinimo srovę esant vardinei apkrovai, viršutinei daliai Abūdingas trikampis (atitinkantis vardinę apkrovą) dedamas tiesiai 2, lygiagrečiai abscisės ašiai ir yra atstumu nuo jo U  ne. Catet AB Suturėtų būti ant tuščiosios eigos charakteristikos 1 . Abscissa viršūnės Asuteikia norimą sužadinimo srovės vertę. Šio konstrukcijos galiojimo įrodymas pateikiamas statant išorinę charakteristiką.

Dirbti tiesiai, lygiagrečiai AU,gauti segmentus "C", "C", "C" "ir tt tarp tuščiosios eigos charakteristikos 1 ir tiesiai 2, atitikimo sąlyga U=  U  Mr. = const. Šie segmentai yra būdingų trikampių hipotenzija kitose apkrovos srovėse. Reikalingos reguliavimo charakteristikos I  = = f(I a) - kreivė 3   - pastatytas žemesniu koordinatės kampu. Žadinimo srovės vertes lemia taškų abscissas A, A ", A"ir tt, kurie atitinka apkrovos sroves, proporcingas segmentų ilgiui AU, „C“, „C“ir pan

Fig. 2.50 - Reguliavimo charakteristikos konstravimas naudojant būdingą trikampį

Fig. 2.51 - Paralelinio sužadinimo generatoriaus schema

Nepriklausomo sužadinimo generatorių pranašumai yra įtampos reguliavimo galimybė plačiame diapazone nuo nulio iki U  maksimaliai keičiant sužadinimo srovę ir santykinai nedidelį generatoriaus įtampos pokytį esant apkrovai. Tačiau tokiems generatoriams reikalingas išorinis nuolatinės srovės šaltinis, kad sužadintų sužadinimą.

Generatorius su lygiagrečiu sužadinimu. ĮŠis generatorius (2.51 pav.) Sužadinimo apvija yra sujungtas per reguliuojamąjį reostatą, lygiagrečiai kroviniui. Todėl mašina naudoja savireguliavimo principą, kai sužadinimo apvija gauna galios tiesiogiai iš paties generatoriaus. Generatoriaus savaiminis sužadinimas galimas tik tam tikromis sąlygomis. Norėdami juos įdiegti, apsvarstykite grandinės „sužadinimo apvijos - inkarų“ srovės keitimo procesą laukimo režimu. Konkrečiam kontūrai galite parašyti lygtį

e = i B R B + L B di B / dt,(2.69)

kur eir i  - momentinės emf vertės Earmatūros apvija ir lauko srovė I  į; R  į   = r  + r  RV yra bendras generatoriaus sužadinimo grandinės pasipriešinimas (atsparumas r  gali būti nepaisoma, nes ji yra žymiai mažesnė R  į ); L  - visiškas sužadinimo ir inkarų apvijų induktyvumas.

Visi nariai (2.69) gali būti pavaizduoti grafiškai. Pav. 2.52 rodo priklausomybę e = f (i  į ), yra tuščiosios eigos generatoriaus charakteristika OA,ir jo sužadinimo grandinės srovės įtampos charakteristika i  į R  = = = f (i  į ). Pastarasis yra tiesioginis Ovnukreipta per kilmę kampu neį abscisą; tuo pačiu metu tgγ = R  į . Nuo (2.69) mes turime

di B / dt = (e-iBRB) / L B.(2.70)

Todėl, jei yra teigiamas skirtumas (e–i  į r  c) tada išvestinė di  į / dt\u003e 0 ir sužadinimo srovės didinimo procesas i  į Pastoviosios sužadinimo apvijos grandinės būsena bus di  į / dt =0, t.y. tuo metu Superžengiant tuščiąja eiga 0Atiesiai 0V.Šiuo režimu mašina veiks su tam tikra pastovaus sužadinimo srovė. I  b0 ir emf E 0 = U 0 .

Iš lygties (2.70) išplaukia, kad generatoriaus savęs sužadinimas reikalauja tam tikrų sąlygų įvykdymo.

1. Savaiminio sužadinimo procesas generatoriuje gali prasidėti tik tada, kai pradiniame momente ( i  ● = 0) kai kurie pradiniai emfai atsiranda armatūros apvijoje. e  pradžia Toks emf gali būti sukurtas liekamojo magnetizmo srautu. Todėl, norint pradėti generatoriaus savęs sužadinimo procesą, būtina, kad mašinoje atsirastų liekamojo magnetizmo srautas, kuris sukimosi metu sukelia emf. E  ost . Paprastai mašinoje yra liekamojo magnetizmo srautas, nes jo magnetinėje sistemoje yra histerezės. Jei tokio srauto nėra, jis sukuriamas iš išorinio šaltinio tekančią srovę per lauko apviją.

2. Su srovės eiga i  į savo m. D. s. F  turi būti siunčiami pagal d. liekamasis magnetizmas F  ost . Šiuo atveju, esant skirtumui e–i  į R  dabartinio augimo procese i  į , magnetinio srauto F ir in emf e.Jei nurodyta, m. išsiųstas skaitiklis, md d. sužadinimo apvija sukuria srautą, nukreiptą prieš liekamojo magnetizmo srautą, mašina yra demagnetizuota, ir savaiminio sužadinimo procesas negali prasidėti.

3. Teigiamas skirtumas e–i  į R  į , reikia padidinti sužadinimo srovę i  nuo nulio iki pastovaus I  0, gali vykti tik tuo atveju, jei yra nustatyta srovės diapazone i  tiesiai Gtyra žemiau tuščiosios eigos charakteristikos Oa.

Fig. 2.52 - pokalbio pobūdis ir generatoriaus sužadinimo srovė savaiminio sužadinimo procese

Didėjant sužadinimo grandinės atsparumui, R in padidina tiesiosios linijos OB polinkio kampą prie srovės I ′ ašies ir tam tikros kritiškos šio kampo γcr vertės (atitinkančios kritinę varžos vertę R century.kr), linija OB beveik sutampa su tiesia tuščiosios eigos charakteristikos dalimi. Tokiu atveju e ≈ i į R ir savęs sužadinimo procesas tampa neįmanomas. Todėl, norint sužadinti generatorių, būtina, kad sužadinimo grandinės atsparumas būtų mažesnis už kritinę vertę.

Jei sužadinimo grandinės parametrai yra parinkti taip, kad R  į <.R   vk, tada Supateikiamas savaiminio sužadinimo režimo stabilumas. Atsitiktinai sumažėjęs srovė i  žemesnėje pastovioje būsenoje I  0 arba padidinti I  0, atsiranda teigiamas arba neigiamas skirtumas (e–i  į R  į ), siekia pakeisti dabartinę i  kad jis vėl taptų lygus I  0. Tačiau kada R  į \u003e R  pažeidžiamas savireguliavimo režimo vcr stabilumas. Jei generatoriaus procese padidinamas sužadinimo grandinės atsparumas R iki didesnės vertės R  v.kr, mašina yra demagnetizuota ir jos e. d. sumažintas iki E  ost . Jei generatorius pradėjo dirbti R  \u003e R  v.kr, jis negali spontaniškai. Todėl būklė R  į < R   Vcr riboja galimą generatoriaus sužadinimo srovės ir atitinkamai jos įtampos reguliavimo diapazoną. Paprastai sumažinkite generatoriaus įtampą didinant pasipriešinimą R  gali tik iki (0,6 ÷ 0,7) U  nom .

Išorinės generatoriaus charakteristikosyra priklausomybė U = f (I  į ) ne n= const ir R  = = (2.53 pav., kreivė 1). Jis yra žemiau išorinių generatoriaus charakteristikų su nepriklausomu sužadinimu (kreivė) 2 ). Tai paaiškinama tuo, kad šiame generatoriuje, be dviejų priežasčių, sukeliančių įtampos sumažėjimą, padidėjus apkrovai (įtampos kritimas armatūros ir demagnetizuojančiosios armatūros reakcijos), yra ir trečioji priežastis - sužadinimo srovės sumažėjimas I  į   = U / R  į , priklauso nuo įtampos U,t.y. iš srovės I  n

Fig. 2.53. Išorinių generatorių, turinčių nepriklausomą ir lygiagrečią sužadinimą, išorinė charakteristika

Priežastys, mažinančios generatoriaus įtampą, didinant apkrovos srovę, ypač aiškiai matomos iš Fig. 2.54, parodantis tuščiosios eigos charakteristikos ir būdingo trikampio išorinių charakteristikų konstrukciją.

Konstrukcija atliekama tokia tvarka. Per tašką Dkoordinačių ašyje, atitinkančioje vardinę įtampą, tiesia liniją, lygiagreti abscisės ašiai.

Šioje eilutėje yra viršuje Abūdingas trikampis; kojos ABturi būti lygiagrečios ordinato ašiai ir viršuje Su  turi būti ant tuščiosios eigos charakteristikos 1 . Per kilmę ir viršūnę Alaikykite tiesiai 2 prieš sankirtą su tuščiosios eigos charakteristika; Ši linija yra sužadinimo apvijos grandinės srovės įtampos charakteristika. Susikirtimo ordina Echarakteristikas 1   ir 2 suteiks generatoriaus įtampą U  0 tuščiąja eiga.

Fig. 2.54 - Generatoriaus išorinių charakteristikų statyba lygiagrečiu sužadinimu, naudojant būdingą trikampį

Atlikta konstrukcija galioja, nes:

a) sužadinimo srovė vardiniu režimu I  vnom = U  numeris /   R  in atitinka taško abscisą A;

b) e. d. generatorius vardine apkrova E  nom = U nom + I a  P. ∑ ratitinka ordinato tašką B;

c) e. d. E  n gali būti nustatomas pagal tuščiosios eigos charakteristiką, jei imamės sužadinimo srovės, kuri yra mažesnė I  pagal segmento dydį Saulėatsižvelgiant į demagnetizuojamą armatūros reakciją.

Statant išorinę charakteristiką 3, jos taškai air b,atitinka tuščiosios eigos ir vardinę apkrovą, nustatytą pagal įtampos vertes U  0 ir U  nom . Tarpiniai taškai gaunami nuleidžiant tiesiai „C“, „C“ir tt, lygiagrečiai hipotenzijai AU,prieš susikertant su srovės įtampos charakteristika 2 taškuose A, Air tt, taip pat su tuščiosios eigos charakteristika 1 taškuose C ", C"ir pan Taškų koordinatės A, Air pan atitinka apkrovos srovių įtampą I a 1 I  A2 ir tt, kurių vertės nustatomos pagal santykį I   a  numeris:   I a 1: I a 2:… =  Au: „C“: „C“:…

Generatoriaus įtampos pokytis pereinant nuo vardinės apkrovos į neveikos režimą yra 10–20%, t.y. daugiau nei generatorius su nepriklausomu sužadinimu.

Kai armatūros trumpojo jungimo srovė I  į generatorių su lygiagrečiu sužadinimu yra santykinai mažas, nes šiuo režimu įtampa ir sužadinimo srovė yra lygi nuliui. Todėl trumpojo jungimo srovė generuojama tik e. d. iš likusio magnetizmo ir yra (0,4 - 0,8) I  ne. Generatorius gali būti įkrautas tik iki maksimalios srovės. I  kr. Toliau mažėja atsparumas apkrovai r  n srovė I  n ≈ I a≈ U/r  n pradeda mažėti nuo Usumažėja greičiau r  n . Darbas svetainėje abišorinės charakteristikos (žr. 10–53 pav.) yra nestabilios; šiuo atveju mašina persijungia į darbo režimą, atitinkantį tašką b,t.y. trumpojo jungimo režimu.

Reguliavimo ir apkrovos charakteristikosgeneratorius su lygiagrečiu sužadinimu turi tokį patį ženklą kaip ir generatorius su nepriklausomu sužadinimu.

Generatorius su nuosekliu sužadinimu.Generatoriuje su nuosekliu sužadinimu (2.55 pav. a)sužadinimo srovė I  = = I a = I  n Generatoriaus išorinė charakteristika (2.55 pav. bkreivė 1) gali būti sukonstruotas pagal tuščiosios eigos charakteristiką (kreivė 2) ir reaktyvus trikampis ABC,kurių pusės didėja proporcingai dabartinei I  n

Fig. 2.55 - Generatoriaus grandinė su nuosekliu sužadinimu ir jo išorine charakteristika

Mažiau srovių I  kr, didėjant srovės apkrovai, padidėja magnetinis srautas f ir e. d. generatorius E,dėl to jo įtampa didėja U.Tik esant labai didelėms srovėms I  n\u003e I  įtampos Umažėja, kai padidėja apkrova, nes šiuo atveju mašinos magnetinė sistema yra prisotinta ir nedidelis srauto padidėjimas Φ negali kompensuoti padidėjusios įtampos kritimo per vidinę varžą ∑ rKadangi įtampa generatoriuje su nuosekliu sužadinimu labai skiriasi, kai pasikeičia apkrova, o tuščiosios eigos metu jis yra artimas nuliui, tokie generatoriai netinka daugumai elektros vartotojų. Jie naudojami tik variklių su nuosekliu sužadinimu, kuris šiuo atveju perkeliamas į generatoriaus režimą, elektriniam stabdymui.

Fig. 2.56 - Mišrios sužadinimo generatoriaus grandinės ir jos išorinės charakteristikos

Mišrus sužadinimo generatorius.Šiame generatoriuje (2.56 pav. a)yra du sužadinimo apvijos: pagrindinis (lygiagretus) ir pagalbinis (serijinis). Sudėtingas dviejų apvijų įtraukimas leidžia gauti maždaug pastovią įtampos generatorių, kai keičiasi apkrova. Generatoriaus išorinė charakteristika (2.56 pav. b)kaip pirmoji apytikslė, gali būti pavaizduota kaip kiekvienos sužadinimo apvijos sukurtų charakteristikų suma. Įtraukus tik vieną lygiagrečią apviją, per kurią eina sužadinimo srovė I  b1, generatoriaus įtampa Upalaipsniui mažėja didėjant apkrovos srovei I n (kreivė 1 ). Įjungus vieną serijos apviją, per kurią eina sužadinimo srovė I  B2 = I  n, įtampa didėja didėjant srovei I  n (kreivė 2).

Serijinio apvijos posūkių skaičiaus parinkimas taip, kad esant vardinei apkrovai jo sukurta įtampa ∆ U  vėliau kompensavo bendrą įtampos kritimą Δ Unaudojant mašiną su tik vienu lygiagrečiu apvija, galima užtikrinti, kad įtampa būtų Ukai apkrovos srovė keičiasi nuo nulio iki I  Ponas beveik nepasikeitė (kreivė 3). Praktikoje ji svyruoja nuo 2 iki 3%. Padidinus serijos apvijų apsisukimų skaičių, galite gauti charakteristiką, kurioje įtampa U  Pone\u003e U  0 (kreivė 4); Ši charakteristika suteikia kompensaciją ne tik vidinei varžai internal, bet ir įtampos kritimui rgeneratorius, bet ir linijoje, jungiančioje jį su apkrova. Jei nuoseklus apvijos yra įjungtas taip, kad jo m. D. Jis buvo nukreiptas prieš m. lygiagrečios apvijos (priešpriešinis įjungimas), tuomet generatoriaus išorinė charakteristika, turinti didesnį serijos apvijų apsisukimų skaičių, bus smarkiai panirusi (kreivė 5 ). Serijinių ir lygiagrečių sužadinimo apvijų priešinis perjungimas naudojamas suvirinimo generatoriuose ir kitose specialiose mašinose, kur reikia apriboti trumpojo jungimo srovę.

Vidaus pramonės gaminami nuolatinės srovės generatoriai dažniausiai turi lygiagrečią sužadinimą. Paprastai, siekiant pagerinti išorines charakteristikas, jie tiekiami su nedideliu serijos apvija (nuo vieno iki trijų apsukų per polį).

Jei reikia, tokius generatorius galima įjungti pagal schemą su nepriklausomu sužadinimu. Generatoriai, turintys nepriklausomą sužadinimą, naudojami tik didelės galios ir mažos galios, bet žemos įtampos atveju. Šiose mašinose, nepriklausomai nuo armatūros įtampos dydžio, lauko apvyniojimas apskaičiuojamas pagal standartinę DC arba 110 V įtampą, siekiant supaprastinti valdymo įrangą.

Daugiausia nustatomas sužadinimo apvijos įjungimo metodu. Yra nepriklausomi, lygiagrečiai, serijiniai ir mišrūs sužadinimo generatoriai:

su nepriklausomu susijaudinimu: lauko apvija gauna maitinimą iš išorinio nuolatinės srovės šaltinio (akumuliatoriaus, mažo pagalbinio generatoriaus, vadinamo patogenu, arba lygintuvu),

su lygiagrečiu sužadinimu: sužadinimo apvija yra prijungta lygiagrečiai armatūros apvijai ir apkrovai,

su susijaudinimu: sužadinimo apvija yra nuosekliai sujungta su armatūros apvija ir apkrova,

sumaišytas susijaudinimas: yra dvi sužadinimo apvijos - lygiagrečios ir serijinės, pirmasis yra prijungtas lygiagrečiai armatūros apvijimui, o antrasis yra sujungtas nuosekliai su ja ir apkrova.

Generatoriai su lygiagrečiu, nuosekliu ir sumaišytu sužadinimu nurodo mašinas su savaiminio sužadinimo funkcija, nes jų sužadinimo apvijos yra maitinamos iš paties generatoriaus.

DC generatorių sužadinimas: a - nepriklausomas, b - lygiagretus, c - nuoseklus, d - sumaišytas.

Visi šie generatoriai turi tą patį įrenginį ir skiriasi tik įgyvendinant sužadinimo apvijas. Nepriklausomo ir lygiagrečiojo sužadinimo apvijos yra pagamintos iš nedidelės sekcijos vielos, jos turi didelį apsisukimų skaičių, serijos sužadinimo apvija yra pagaminta iš didelio sekcijos vielos, ji turi nedidelį apsisukimų skaičių.

DC generatorių savybės vertinamos pagal jų charakteristikas: tuščiąja eiga, išorė ir reguliavimas. Šios įvairių tipų generatorių charakteristikos bus aptartos toliau.

Nepriklausomas sužadinimo generatorius

Tipiškas generatorius su nepriklausomu sužadinimu (1 pav.) Yra tai, kad jo sužadinimo srovė Ic nepriklauso nuo armatūros srovės I2, tačiau ją lemia tik įtampa Uc, prijungta prie sužadinimo apvijos, ir sužadinimo grandinės atsparumas Rv.

Fig. 1. Nepriklausomo sužadinimo generatoriaus schema

Paprastai sužadinimo srovė yra maža ir sudaro 2-5% vardinės armatūros srovės. Norint reguliuoti generatoriaus įtampą grandinėje, sužadinimo apvijos dažnai turi reguliavimo reguliatorių Rрv. Lokomotyvuose srovė Ib yra valdoma keičiant įtampą Ub.

Generatoriaus tuščiosios eigos charakteristika  (Fig. 2, a) - įtampos Uo priklausomybė nuo tuščiosios eigos nuo sužadinimo srovės Ib be apkrovos Rr, t. Y. Kai Iн = Iя = 0 ir esant pastoviam sukimosi dažniui n. generatorius Uo yra lygus jo e. d. Eo = CEFn.

Kadangi imamasi tuščiosios eigos charakteristikos, sukimosi greitis n yra pastovus, įtampa Uo priklauso tik nuo magnetinio srauto F. Todėl tuščiosios eigos charakteristika bus panaši į srauto F priklausomybę nuo sužadinimo srovės Iya (generatoriaus magnetinės grandinės magnetinė charakteristika).

Tuščiosios eigos charakteristika gali būti lengvai pašalinama eksperimentiškai, palaipsniui didinant sužadinimo srovę nuo nulio iki vertės, kuria U0 = 1,25 Un, ir tada sumažina sužadinimo srovę iki nulio. Tokiu būdu gaunamos didėjančios 1 ir mažėjančios 2 charakteristikos šakos. Šių šakų skirtumai atsiranda dėl to, kad mašinos magnetinėje grandinėje yra histerezė. Kai armatūros apvijoje Ib = 0, atsiranda liekamojo magnetizmo srautas likutinė e. d.  Eost, kuris paprastai yra 2-4% nominalios įtampos Unom.

Esant mažoms sužadinimo srovėms, mašinos magnetinis srautas yra mažas, todėl šioje srityje srautas ir įtampa Uo kinta tiesiogiai proporcingai sužadinimo srovei, o pradinė šios charakteristikos dalis yra tiesi linija. Didėjant sužadinimo srovei, generatoriaus magnetinė grandinė tampa prisotinta ir įtampos kilimas Uo sulėtėja. Kuo didesnė sužadinimo srovė, tuo stipresnis yra mašinos magnetinės grandinės prisotinimo efektas ir tuo mažesnė įtampa U0. Esant labai didelėms sužadinimo srovėms, įtampa Uo praktiškai nustoja didėti.

Veikiant tuščiąja eiga, galite įvertinti galimo mašinos įtampos ir magnetinių savybių vertę. Bendrosios paskirties mašinų vardinė įtampa (nurodyta pase) atitinka prisotintą šios charakteristikos dalį („kreivė“). Dyzeliniuose generatoriuose, kuriems reikalingas įtampos reguliavimas plačiame diapazone, jie naudoja ir kreivinę, ir tiesią neprisotintą savybės dalį.

E. D. mašina keičiasi proporcingai sukimosi greičiui n

  (Fig. 2, b) parodo įtampos U priklausomybę nuo apkrovos srovės In = Ic esant pastoviam sukimosi dažniui n ir sužadinimo srovei Ic. Generatoriaus U įtampa visada yra mažesnė už jos e. d. E įtampos kritimo verte visose apvijose, prijungtose prie armatūros kontūro.

Didėjant generatoriaus apkrovai (armatūros apvijų srovė I I - I N), generatoriaus įtampa mažėja dėl dviejų priežasčių:

1) dėl įtampos kritimo armatūros apvijos grandinėje,

2) dėl e. d. dėl armatūros srauto demagnetizavimo. Armatūros magnetinis srautas šiek tiek susilpnina pagrindinį generatoriaus magnetinį srautą which, o tai lemia tam tikrą jo e. d. E apkrova, palyginti su e. d. Eo tuščiąja eiga.

Įtampos pokytis pereinant nuo tuščiosios eigos režimo į nominalią apkrovą minėtame generatoriuje yra 3–8 nominal nominaliojo.

Jei uždarote išorinę grandinę labai mažu pasipriešinimu, t. Y. Trumpuoju jungimu generatorius, jo įtampa nukrenta iki nulio. Armatūros apvijos „Ik“ srovės trumpojo jungimo metu pasiekia nepriimtiną vertę, kuria gali susidaryti armatūros apvija. Mažos galios mašinose trumpojo jungimo srovė gali viršyti vardinę srovę 10–15 veiksnių, o didelės galios mašinose šis santykis gali siekti 20–25.

Fig. 2. Nepriklausomo sužadinimo generatoriaus charakteristikos: a - tuščiosios eigos, b - išorinis, c - reguliavimas

Generatoriaus valdymo charakteristika  (Fig. 2, c) yra sužadinimo srovės Ic priklausomybė nuo apkrovos srovės In pastovios įtampos U ir sukimosi dažnio p. Tai rodo, kaip reguliuoti sužadinimo srovę, kad būtų išlaikytas generatoriaus įtampos pastovumas, kai apkrova keičiasi. Akivaizdu, kad šiuo atveju, kai apkrova didėja, turi būti padidinta sužadinimo srovė.

Nepriklausomo sužadinimo generatoriaus pranašumai yra galimybė įtampos reguliavimą plačiu diapazonu nuo 0 iki Umax keičiant sužadinimo srovę ir nedidelį generatoriaus įtampos pokytį. Tačiau, norint sužadinti žadinimą, reikia išorinio DC šaltinio.

Generatorius su lygiagrečiu sužadinimu.

Šiame generatoriuje (3 pav., A), armatūros vyniojimo srovė Ia išsijungia į išorinę apkrovos grandinę RH (srovė I) ir į sužadinimo apviją (dabartinė Ic), vidutinė ir didelės galios mašinų esama Ic yra 2-5% nominaliosios dabartinės vertės apvijų inkaras. Mašina naudoja savireguliavimo principą, kai sužadinimo apvija yra maitinama tiesiai iš generatoriaus armatūros apvijos. Tačiau generatoriaus savaiminis sužadinimas galimas tik tam tikromis sąlygomis.

1. Norint pradėti generatoriaus savitą sužadinimo procesą, būtina turėti magnetinio magnetinio srauto srautą mašinos magnetinėje grandinėje, kuri sukelia armatūros apvyniojimą e. d. Eost. Tai. d. suteikia tam tikros pradinės srovės srautą per grandinės „armatūros apvijos - sužadinimo apvijos“.

2. Magnetinis srautas, kurį sukelia sužadinimo apvija, turi būti nukreiptas pagal magnetinio magnetinio srauto magnetinį srautą. Šiuo atveju savaiminio sužadinimo procese didėja sužadinimo srovė Ib, taigi, mašinos magnetinis srautas F e. d. E. Tai tęsis tol, kol dėl mašinos magnetinės grandinės prisotinimo dar labiau padidės F ir atitinkamai E bei Ic. Sutapimas šių srautų kryptimi užtikrinamas teisingai sujungiant sužadinimo vyniojimą prie armatūros apvijos. Jei jis netinkamai prijungtas, mašina yra demagnetizuota (išnyksta liekamasis magnetizmas) ir e. d. E sumažėja iki nulio.

3. Žadinimo grandinės RB atsparumas turi būti mažesnis už tam tikrą ribinę vertę, vadinamą kritiniu atsparumu. Todėl norint, kad generatorius būtų greičiausiai sužadintas, įjungiant generatorių, rekomenduojama visiškai pašalinti reguliavimo rostą, prijungtą nuosekliai su sužadinimo apvija (žr. 3 pav., A). Ši sąlyga taip pat riboja galimą sužadinimo srovės reguliavimo diapazoną, taigi ir generatoriaus įtampą lygiagrečiu sužadinimu. Paprastai generatoriaus įtampa gali būti sumažinta didinant sužadinimo apvijos grandinės atsparumą iki (0,64-0,7) Unom.

Fig. 3. Generatoriaus su lygiagrečiu sužadinimu (a) ir nepriklausomų ir lygiagrečių sužadinimo generatorių išorinių charakteristikų schema (b)

Pažymėtina, kad generatoriaus savęs sužadinimui būtina, kad jo e. d. E ir sužadinimo srovė Ib įvyko, kai mašina buvo tuščia. Priešingu atveju, dėl mažos Eost vertės ir didelės vidinės įtampos kritimo armatūros apvijimo grandinėje, lauko apvijos įtampa gali sumažėti iki beveik nulio ir lauko srovė negalės didėti. Todėl apkrova generatoriui turėtų būti prijungta tik tada, kai įtampa jos gnybtuose yra artima nominaliai.

Kai keičiasi armatūros sukimosi kryptis, keičiasi šepečių poliškumas, todėl srovės tekėjimo kryptyje kryptis, šiuo atveju generatorius, yra demagnetuota.

Siekiant to išvengti, keičiant sukimosi kryptį būtina perjungti laidus, jungiančius lauko apviją su armatūros apvija.

Išorinės generatoriaus charakteristikos  (1 pav. 3b pav.) yra įtampos U priklausomybė nuo apkrovos srovės In pastoviosios rotacijos dažnio vertės ir sužadinimo grandinės RB varžos. Jis yra žemiau išorinių generatoriaus charakteristikų su nepriklausomu sužadinimu (2 kreivė).

Tai paaiškinama tuo, kad be tų pačių dviejų priežasčių, dėl kurių sumažėjo įtampa su nepriklausomo sužadinimo generatoriaus apkrova (įtampos kritimas armatūros grandinėje ir demagnetizuojantis armatūros reakcijos poveikis), nagrinėjamame generatoriuje yra dar trečioji priežastis - sužadinimo srovės sumažėjimas.

Kadangi sužadinimo srovė yra IB = U / Rv, t. Y. Ji priklauso nuo mašinos įtampos U, tada mažėjančia įtampa dėl dviejų priežasčių - magnetinio srauto F ir e sumažėjimas. d. generatorius E, kuris lemia papildomą įtampos sumažėjimą. Didžiausia srovė Icr, atitinkanti a punktą, vadinama kritine.

Esant armatūros apvijos trumpam jungimui, lygiagrečios sužadinimo generatoriaus srovė Ik yra maža (b punktas), nes šiame režime įtampa ir sužadinimo srovė yra nulinė. Todėl trumpojo jungimo srovė generuojama tik e. d. nuo likutinio magnetizmo ir yra (0,4 ... 0,8) Inom .. Išorinės a punkto charakteristikos yra suskirstytos į dvi dalis: viršuje veikia ir apačioje neveikia.

Paprastai nenaudojama visa darbo dalis, bet tik tam tikra jo dalis. Dirbkite nestabilios išorinės charakteristikos vietoje, šiuo atveju mašina pereina į b punktą atitinkantį režimą, ty trumpojo jungimo režimu.

Lygiagrečiojo sužadinimo generatoriaus be apkrovos charakteristika pašalinama nepriklausomai sužadinant (kai srovė yra armatūroje I = 0), todėl ji nesiskiria nuo atitinkamos generatoriaus charakteristikos su nepriklausomu sužadinimu (žr. 2 pav., A). Generatoriaus, turinčio lygiagrečią sužadinimą, valdymo charakteristika yra tokia pati kaip ir nepriklausomo sužadinimo generatoriaus charakteristika (žr. 2, c pav.).

Lygiagretūs sužadinimo generatoriai naudojami elektros vartotojams, kurie naudojasi lengvaisiais automobiliais, automobiliais ir lėktuvais, kaip elektriniai lokomotyvai, dyzeliniai lokomotyvai ir automobiliai, bei akumuliatorių įkrovimas.

Sekvencinis sužadinimo generatorius

Šiame generatoriuje (4a pav.) Sužadinimo srovė Ic yra lygi apkrovos srovei I = I ir įtampa labai skiriasi, kai keičiasi apkrovos srovė. Kai generatorius veikia tuščiąja eiga, jis sukelia mažą e. d. Sukurkite likutinio magnetizmo srautą (4 pav., B).

Didinant apkrovos srovę I = Ib = I, magnetinis srautas didėja, pvz. d. ir generatoriaus įtampa, šis padidėjimas, kaip ir kitose savaime sužadintose mašinose (generatorius su lygiagrečiu sužadinimu), dėl žinomo mašinos magnetinio prisotinimo ir toliau yra žinomas.

Kai apkrovos srovė padidėja virš Icr, generatoriaus įtampa pradeda mažėti, nes sužadinimo magnetinis srautas dėl prisotinimo beveik nustoja didėti, o armatūros atsako demagnetizuojantis poveikis ir įtampos kritimas armatūros apvijos grandinėje Iя IRа toliau didėja. Paprastai dabartinis Icr yra gerokai didesnis už vardinę srovę. Generatorius gali veikti stabiliai tik išorinės charakteristikos dalyje, t. Y. Esant didesnėms nei vardinės apkrovos srovėms.

Kadangi generatorius su nuosekliu sužadinimu, įtampa labai skiriasi apkrova, o kai tuščiosios eigos režimas yra artimas nuliui, jie netinka daugumai elektros vartotojų. Jie naudojami tik variklių, turinčių nuoseklią sužadinimą, elektriniam (atspariam) stabdymui, kuris yra išverstas į generatoriaus režimą.

Fig. 4. Generatoriaus, turinčio nuoseklią sužadinimą (a), ir jos išorinės charakteristikos (b) schema

Mišrus sužadinimo generatorius.

Šiame generatoriuje (5 pav. A) dažniausiai yra lygiagrečiai lygiagrečios sužadinimo apvijos, o serijinis yra papildomas. Abi apvijos yra ant tų pačių stulpų ir yra sujungtos taip, kad jų sukurtos magnetinės srautai susilieja (kartu su tuo pačiu ryšiu) arba atimami (priešingu ryšiu).

Generatorius, turintis mišrią sužadinimą su nuosekliu sužadinimo apvijų įjungimu, leidžia pasiekti maždaug pastovią įtampą, kai keičiasi apkrova. Generatoriaus išorinė charakteristika (5 pav., B) gali būti pirmoje apytikslėje, pateikiama kaip kiekvienos sužadinimo apvijos sukurtų charakteristikų suma.

Fig. 5. Mišraus sužadinimo generatoriaus (a) ir jo išorinių charakteristikų schema (b)

Kai įjungiama tik viena lygiagrečioji apvija, per kurią žadinimo srovė Ib1 eina, generatoriaus įtampa U palaipsniui mažėja didėjant apkrovos srovei In (kreivė 1). Įjungus vieną serijos apviją, per kurią sužadinimo srovė Ib2 = įeina, įtampa U didėja didėjant srovei In (kreivė 2).

Jei pasirenkame serijinio apvijos apsisukimų skaičių taip, kad esant vardinei apkrovai, jos sukurta įtampa ΔU PEFC kompensuoja bendrą įtampos kritimą ΔU, kai mašina naudojama tik lygiagrečiu vyniojimu, tada galima pasiekti, kad įtampa U, kai apkrovos srovė keičiasi iš nulio į nominalią vertę, beveik nepasikeitė (3 kreivė). Praktiškai tai svyruoja nuo 2-3%.

Padidinus serijinio apvijos apsisukimų skaičių, galite gauti charakteristiką, kurioje įtampa U HOM ​​bus didesnė už įtampą Uо, kai jis veikia tuščiąja eiga (4 kreivė), ši charakteristika kompensuoja ne tik generatoriaus armatūros grandinės vidinės varžos, bet ir linijos, jungiančios jį su apkrova. Jei serijos apvija yra įjungta taip, kad jo sukurtas magnetinis srautas yra nukreiptas prieš lygiagrečiojo apvijos srautą (priešinis perjungimas), tuomet generatorius su dideliu serijos apvijos posūkių skaičiumi bus smarkiai krenta (5 kreivė).

Skaitmeninių generatorių, veikiančių dažnų trumpojo jungimo sąlygomis, skaitiklis naudojamas serijiniams ir lygiagrečiams sužadinimo ritiniams. Tokiuose generatoriuose trumpojo jungimo metu serijos apvija beveik visiškai demagnetuoja mašiną ir sumažina srovę iki H. iki generatoriaus saugios vertės.

Kai kuriuose dyzeliniuose lokomotyvuose kaip traukos generatorių patogenai naudojami generatoriai su priešpriešiniais prijungtais virpesių apvijais, jie užtikrina generatoriaus tiekiamos galios pastovumą.

Tokie patogenai taip pat naudojami ant DC elektros lokomotyvų. Jie maitina traukos variklių sužadinimo apvijas, kurios regeneracinio stabdymo metu veikia generatoriaus režimu ir užtikrina staigiai mažėjančias išorines charakteristikas.

Mišrus sužadinimo generatorius yra tipiškas perturbacijos valdymo pavyzdys.

Nuolatinės srovės generatoriai dažnai perjungiami lygiagrečiai, kad jie veiktų bendrame tinkle. Būtina sąlyga lygiagrečiai veikiantiems generatoriams, kurių apkrovos paskirstymas proporcingas vardinei galiai, yra jų išorinių charakteristikų tapatybė. Naudojant mišraus sužadinimo generatorius, jų vėlesnės apvijos srovėms išlyginti turi būti sujungtos į bendrą įrenginį balansavimo viela.