Умови самозбудження генератора.
Наша сеть партнеров Banwar
У генераторах з самозбудженням, а до них відноситься і генератор паралельного збудження, обмотки збудження отримують живлення безпосередньо від якоря самого генератора, при цьому стороннє джерело живлення їм не потрібно.
Самозбудження генератора можливо при виконанні трьох умов:
1) наявність потоку залишкового намагнічування полюсів Фост;
2) згідне напрямок магнітного потоку залишкового намагнічування і магнітного потоку, створюваного обмоткою збудження генератора;
3) опір ланцюга збудження rв має бути нижче деякого критичного значення, а частота обертання повинна бути не нижче номінального значення.
В електричній машині практично завжди існує невеликий, порядку (2 ... 5)% від номінального, потік залишкового намагнічування. Якщо в генераторі такий потік відсутня, то необхідно його намагнітити, пропустивши струм по обмотці збудження від стороннього джерела.
Якщо привести якір генератора в обертання з частотою, рівної номінальної, то під дією потоку залишкового намагнічування в обмотці якоря виникає невелика ЕРС Eост = сеnФост рівна (2 ... 5)% від Uн.
Під дією цієї ЕРС по ланцюгу збудження потече струм, який створює додатковий потік намагнічування Фдоб. Струм, що створює Фдоб, дорівнює
де rв = rрв + rшо; rрв - опір регулювального реостата; rшо - опір паралельної обмотки збудження; rа - опір ланцюга якоря.
Залежно від напрямку струму I в в обмотці збудження потік Фдоб може бути направлений або зустрічно щодо Фоcт, або згідно з ним. При зустрічному напрямку Фост і Фдоб процес самозбудження йти не буде, тому що не виконується друга умова. В цьому випадку необхідно змінити напрямок струму I в, переключивши кінці харчування обмотки збудження. Якщо потоки спрямовані згідно, то розвивається процес самозбудження, який можна представити у вигляді наступного логічного схеми
При виконанні двох перших умов процес самозбудження буде розвиватися до певної межі. Ця межа залежить від опору ланцюга збудження rв, виду її вольт-амперної характеристики та види характеристики холостого ходу. На малюнку-1., Представлені характеристики холостого ходу (1) при частоті обертання генератора n1, і (2) при частоті обертання n2> n1, і вольтамперні характеристики ланцюга збудження генератора (3-6) при різних кутах a.
Малюнок-1 - Умови самозбудження генератора паралельного збудження
Визначимо межа, до якого йде процес самозбудження. При цьому вважаємо, що генератор працює на холостому ходу, тобто I = 0.
При самозбудженні Iв? Const і отже рівняння ЕРС може бути написано в двох варіантах наступним чином
де Uв - напруги збудження, рівні змінюється напрузі U на генераторі; Iв - струм збудження; rв - опір ланцюга збудження; L в - індуктивність ланцюга збудження.
Так як rв = const, то напруга Iвrв змінюється прямо пропорційно току Iв. Графічно ця залежність виражається прямий (3) (рисунок - 1), що виходить з початку координат під кутом a, причому
отже, кожному значенню rв відповідає певна характеристика ланцюга збудження, що виходить з початку координат під кутом, обумовленим формулою.
При роботі генератора на холостому ходу струм Iв малий, тому можна вважати, що Iara? 0, тоді з рівняння рівноваги ЕРС слід, що U = Ea і залежність зміни напруги на затискачах генератора визначається характеристикою холостого ходу (крива I). Відрізки ординат між кривою 1 і лінією 3 дають різницю
і служать мірою інтенсивності процесу, що відбувається самозбудження, тобто швидкості зміни струму збудження. Очевидно, що цей процес закінчиться тоді, коли різниця
стане рівною нулю, тобто стале значення струму I в визначається точкою А перетину характеристик 1 і 3.
Якщо збільшити rв, то вольтамперная характеристика піде крутіше і прийме положення 4. Процес самозбудження в цьому випадку сповільнюється і закінчується в точці А1 при меншій напрузі на генераторі. При подальшому збільшенні rв отримаємо пряму 5, дотичну до початкової частини характеристики холостого ходу. Значення rв, відповідне прямий 5, називається критичним (rвкр). При опорі ланцюга обмотки збудження, рівній і більшою rвкр (крива 6) генератор практично не порушується.
Якщо змінювати частоту обертання генератора, то вид характеристики холостого ходу змінюється (крива 2), отже, величина критичного опору rвкр залежить також від частоти обертання генератора. Більшій частоті обертання генератора відповідає більше значення критичного опору rвкр.
При роботі генератора на холостому ходу струм Iв малий, тому можна вважати, що Iara?