-1- [2] -3- -4- -5- -6- -7- -8- -9- -10- -11-

5.2.2. Принцип действия генератора постоянного тока

При вращении обмоток ротора в магнитном поле статора согласно закону электромагнитной индукции в них будет возникать ЭДС:

Е = С_ЕnФ,

где С_Е - постоянный коэффициент, зависящий от конструктивных данных машины, Ф - магнитный поток машины постоянного тока, n - - скорость вращения ротора.

Рис. 5.2

Направление этой ЭДС будет определяться по правилу правой руки. Так как обмотка ротора замкнута на коллектор, то в обмотке ротора будет протекать ток. Чтобы ток во внешней цепи имел одно направление, используется коллектор. Напряжение на выходе генератора будет определяться выражением: U = E - I_ЯR_Я.

5.2.3.Виды генераторов постоянного тока

Различают генераторы с независимым возбуждением (рис.5.3а) и самовозбуждением (рис.5.3б,в,г).

В зависимости от способа соединения обмотки возбуждения и обмотки якоря генераторы с самовозбуждением подразделяются на генераторы параллельного возбуждения (б), генераторы последовательного возбуждения (в) и генераторы смешанного возбуждения (г).

Схемы генераторов:

Рис. 5.3

5.2.4. Характеристики генераторов постоянного тока

Эксплуатационные свойства генераторов постоянного тока оцениваются двумя характеристиками:

внешняя характеристика (зависимость напряжения на выходе генератора от тока якоря при I_В = const и n = const). Внешняя характеристика определяется выражением U = E - I_ЯR_Я (*);

регулировочная характеристика (зависимость тока возбуждения от тока якоря при U = const и n = const). Регулировочная характеристика показывает, как надо изменять ток возбуждения при различном токе нагрузке для поддержания напряжения на выходе генератора постоянным.

Характеристики генератора независимого возбуждения:

Рис. 5.4	Внешняя характеристика (рис.5.4). При увеличении тока нагрузки (якоря) увеличивается падение напряжения на обмотке якоря UЯ и согласно выражению (*) напряжение на выходе генератора уменьшается. IЯ↑ → UЯ↑ → U↓
Рис. 5.5	Регулировочная характеристика (рис.5.5) С ростом нагрузки необходимо компенсировать падение напряжения в цепи якоря и размагничивающее действие якоря увеличением ЭДС. А для этого следует увеличивать ток возбуждения. IЯ↑ → UЯ↑ → U↓ → IВ↑ → Е↑ → U↑ = const

Характеристики генератора параллельного возбуждения:

Рис. 5.6

Внешняя характеристика (рис.5.6) Внешняя характеристика проходит ниже, так как помимо падения напряжения на обмотке якоря, размагничивающего действия реакции якоря, происходит уменьшение тока возбуждения под действием этих причин. IЯ↑ → UЯ↑ → U↓ → IВ↓→ Е↓ → U↓. При IКР генератор размагничивается. Регулировочная характеристика Регулировочная характеристика по выше указанным причинам проходит выше.

Характеристика генератора последовательного возбуждения:

Рис. 5.7

Внешняя характеристика (рис.5.7) Первоначально, с ростом тока нагрузки увеличивается ток возбуждения, а, следовательно, и магнитный поток, создаваемый обмотками возбуждения, что приводит к росту ЭДС и увеличению выходного напряжения: IВ = IНАГР↑ → Ф↑ → Е↑ → U↑. Но затем наступает насыщение и усиливается размагничивающее действие тока якоря, что приводит к уменьшению выходного напряжения.

Характеристика генератора смешанного возбуждения:

Рис. 5.8

Внешняя характеристика (рис.5.8) Изменяя параметры последовательной и параллельной обмоток возбуждения, можно добиться получения различного вида характеристик.

Источники информации:
1. А.С.Касаткин § 12.7, 12.8, 12.9
2. А.Я.Шихин § 75 с.215 - 219
3. Л.В.Усс § 9.1, 9.3
4. В.Е.Китаев § 77, 81, 82