Priklausomai nuo magnetinio lauko sukūrimo būdo, nuolatinės srovės generatoriai skirstomi į tris grupes:

1) nuolatinio magneto generatoriai arba magnetoelektriniai;

2) generatoriai, turintys nepriklausomą sužadinimą;

3) savarankiškai sužadinti osciliatoriai. Magnetiniai elektriniai generatoriai susideda iš vieno ar kelių nuolatinių magnetų, kurių srityje sukimasis armatūra sukasi. Dėl labai mažos elektros energijos gamybos tokio tipo generatoriai nėra naudojami pramoniniams tikslams.

Generatoriuje su nepriklausomu sužadinimu polių apvijos yra tiekiamos iš išorės, nepriklausomai nuo nuolatinės srovės šaltinio (nuolatinės srovės generatoriaus, lygintuvo ir pan.).

Generatoriaus stulpų sužadinimo apvija su savireguliacija tiekiama iš pačios mašinos armatūros šepečių. Savęs sužadinimo principas yra toks. Nesant srovės sužadinimo apvijoje, generatoriaus armatūra sukasi silpno polių magnetinio magneto lauke. Nepriklausomas EMF, sukeltas armatūros apvijoje, šiuo metu siunčia silpną srovę į polių apviją. Padidėja polių magnetinis laukas, taip pat padidėja armatūros laidininkų emfas, kuris, savo ruožtu, sukels sužadinimo srovės padidėjimą. Tai tęsis tol, kol lauko apvijoje bus nustatyta srovė, atitinkanti lauko grandinės varžos vertę. Mašinos savaiminis sužadinimas gali įvykti tik tuo atveju, jei per polių apviją teka srovė sukuria magnetinį lauką, kuris sustiprina liekamojo magnetizmo lauką ir, jei, be to, sužadinimo grandinės atsparumas neviršija tam tikros vertės.

Generatoriai su savireguliavimu, priklausomai nuo sužadinimo apvijos su armatūros apvyniojimo metodu, skirstomi į tris tipus.

1. Generatorius su lygiagrečiu sužadinimu (šuntu), kuriame lauko sužadinimo apvija yra prijungta lygiagrečiai armatūros apvijai.

2. Generatorius su nuosekliu sužadinimu (serijiniu), kuriame lauko sužadinimo apvija yra nuosekliai sujungta su armatūros apvija.

3. Generatorius su mišriu sužadinimu (junginiu), turintis dvi apvijas prie polių: vienas - prijungtas lygiagrečiai su armatūros apvija ir kitas - nuosekliai sujungtas su armatūros apvija. Generatoriaus įtampa su nepriklausomu sužadinimu skiriasi priklausomai nuo apkrovos dėl dviejų priežasčių:

1) dėl įtampos kritimo armatūros apvijoje ir šepečių perėjimo kontakto;

2) armatūros reakcijos veikimas, dėl kurio sumažėja mašinos magnetinis srautas ir emf. Generatorius, turintis lygiagrečią sužadinimo įtampą su apkrova, skiriasi nuo trijų priežasčių: 1) dėl įtampos kritimo armatūros apvijoje ir šepečių sujungimo;

2) dėl magnetinės srauto, kurį sukelia armatūros reakcija, sumažėjimo;

3) dėl pirmųjų dviejų priežasčių sumažėja generatoriaus įtampa (arba armatūros šepečių įtampa) su apkrova.

Generatorius su nuosekliu sužadinimu skiriasi nuo generatoriaus su lygiagrečiu sužadinimu, nes pirmojoje įtampoje didėja apkrova ir mažėja antroje.

Maišytuvo sužadinimo generatorius sujungia generatorių savybes su lygiagrečiu ir serijiniu sužadinimu.

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 fiksuotas 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, apvyniojamus 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 šaltinio 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 generatorius

, (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 tuščiąja eiga režimu

. . (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 savybių (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 ordinato 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.

Pastato reguliavimo ypatybės  (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 x ašį; 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 intervale i  tiesiai OByra žemiau tuščiosios eigos charakteristikos Oa.

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

Didėjant sužadinimo kontūrai, R in padidina tiesiosios linijos OB polinkio kampą prie srovės I ′ ašies ir tam tikros kritinės vertės kampo γcr (atitinkančio kritinę varžos vertę R amžiaus). 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 vardinės apkrovos dydį, 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.