Генераторы параллельного возбуждения

Генераторы параллельного возбуждения, рис. 33, являются весьма рас­пространенным типом генераторов постоянного тока, т.к. являясь генераторами с самовозбуж дением не требуют особого источника постоянного тока для возбуждения и дают в пределах номинальной нагрузки устойчивое на­пряжения. Их особенностью является то, что ток на­грузки отличается по величине от тока якоря на значение тока возбуждения, т.е. . Так как ток возбужде­ния составляет 1-5% от номинального тока якоря, то этот ток фактически не влияет на характеристики генераторов и можно считать, что .

1.Процесс самовозбуждения генератора. Генера­торы параллельного возбуждения являются весьма рас­пространенным типом генераторов, т.к. не требуют осо­бого источника постоянного тока для возбуждения и дают в пределах номинальной нагрузки устойчивое напряжение. Генераторы параллельного возбуждения относятся к генераторам с самовозбуждением. Для самовозбуждения генератора необходимо, чтобы в нем был небольшой, 2-3% от номинального, поток остаточного намагничивания , в главных полюсах генератора. Если привести генератор во вращение, то на его зажимах появится небольшая ЭДС, и по цепи ОВ будет протекать небольшой ток возбуждения, который создаст добавочный поток намагничивания . В зависимости от направления тока возбуждения  может быть направлен либо встречно относительно потока , либо согласно с ним. Генератор может самовозбуждаться только при со­гласном направлении обоих потоков. Тогда, результирующий магнитный по­ток увеличится, что приведет к увеличению индуктированной в обмотке якоря ЭДС, тока возбуждения и т.д. Такой лавинообразный процесс самовозбужде­ния продолжается до тех пор, пока напряжение генератора не достигнет уста­новившегося значения. Если указанные потоки будут направлены встречно, то они компенсируют друг друга, магнитная система генератора размагнитится и самовозбуждение его будет невозможно.

Направление добавочного потока намагничивания зависит от подключе­ния концов ОВ к обмотки якоря и направления вращения якоря генератора.

Условие самовозбуждения генератора:

1) Магнитная система генератора (сердечники полюсов) должна обла­дать остаточным магнитным потоком.

2) Магнитный поток, созданный током обмотки возбуждения должен совпа­дать по направлению с остаточным магнитным потоком, то есть должна быть правильно подключена обмотка возбуждения, и якорь генератора должен вращаться в необходимом направлении.

3) Сопротивление цепи обмотки возбуждения   должно быть меньше кри­тического.

Наглядно процесс самовозбуждения можно показать графически, рис.34, с помощью характеристики холостого хода (ххх) и вольтамперной характери­стики цепи ОВ (), где  - сопротивление цепи ОВ.

При замыкании цепи ОВ по ней будет протекать ток возбуждения , обу­словленный остаточной ЭДС, которая индуктируется в обмотке якоря оста­точным магнитным потоком. Тогда по характеристики холостого хода этому току возбуждения будет соответствовать ЭДС генератора . Это вызо­вет увеличение тока возбуждения до значения , которому по характери­стики холостого хода будет соответствовать большее значение ЭДС на зажи­мах генератора, которая численно равна напряжению на ОВ. Этот процесс увеличения напряжения и тока возбуждения происходит не­прерывно и до такой точке, в кото­рой увеличение тока возбуждения, а следовательно и ЭДС, будет равно нулю. На графике, эта точка соответствует пересечению харак­теристик холостого хода и цепи ОВ.

Угол наклона прямой характе­ристики цепи ОВ относительно оси абсцисс зависит от величины сопротивления цепи ОВ. Изменение величины сопротивления меняет положение точки на кривой характеристики холостого хода, до которой происходит процесс самовозбуждения. Если это сопротивле­ние увеличить до такой степени, что вольтамперная характеристика цепи воз­буждения превратиться в касательную к характеристики холостого хода, то процесс самовозбуждения становится невозможным. Сопротивление цепи ОВ, при котором процесс самовозбуждения становится невозможным - назы­вается критическим сопротивлением.

2. Характеристики холостого хода, нагрузочная и короткого замыка­ния. Так как падением напряжения в якоре от тока возбуждения обычно пре­небрегают, то характеристики холостого хода и нагрузочная совпадает с ана­логичными характеристиками генератора независимого возбуждения.

При коротком замыкании напряжение на зажимах генератора и следова­тельно на обмотки возбуждения равно нулю и ток возбуждения равен нулю. Поэтому характеристику короткого замыкания у генератора параллельного возбуждения снять не возможно. Она может быть получена только при пита­нии обмотки возбуждения от постороннего источника, как и для генератора независимого возбуждения.

3. Внешняя характеристика. Зависимость  при усло­вии, что работа генератора не регу­лируется, т.е.

При увеличении нагрузки (тока обмотки якоря) напряжение генера­тора параллельного возбуждения уменьшается в большей степени, чем у генераторов независимого возбуждения, рис.35.

Напряжение генератора параллельного возбуждения снижается по трем причинам:

1.Вследствие падения напряжения на обмотке якоря;

2.Из-за размагничивающего действия реакции якоря;

3.Вследствие уменьшения тока в обмотке возбуждения, из-за снижения напряжения генератора по первым двум причинам. Поскольку, напряжение на зажимах генератора одновременно является и напряжением на обмотки возбуждения, и его величина определяет величину тока в параллельной ОВ.

Необходимо заметить, что в генераторе неза­висимого возбуждения на­пряжение его снижалось с увеличе­нием нагрузки только под действие двух первых причин.

4. Регулировочная характе­ристика.

Так как в генераторе парал­лельного возбуж­дения происходит большее снижение напряжения при увеличении нагрузки по сравнению с генератором независимого возбуж­дения, то для поддержания постоянным напряжения на его зажимах, надо в большей степени увеличи­вать ток возбуждения, рис.36. Поэтому регулиро­вочная характеристика для генератора параллельного возбуждения распола­гается несколько выше регу­лировочной характеристики генератора незави­симого возбуждения.