4. Генераторы постоянного тока

Генераторы предназначены для преобразования механической энергии в электрическую, поэтому вращение якоря генератора происходит только под действием внешней силы.

Способы возбуждения генератора:

1. Электромагнитное – магнитное поле статора задается током обмоток возбуждения, расположенных на полюсах. Питание статорной обмотки возможно как от внешнего независимого источника (независимое возбуждение), так и от якоря этой же машины (самовозбуждение).

При самовозбуждении при неподвижном якоре токов в машине нет (ни в статоре, ни в роторе), магнитное поле отсутствует вообще. Если начать вращать машину, то и ЭДС не возникнет. Если сообщить внешний толчок импульсом тока, то возбудятся поле статора и ЭДС вращения и возникнет ток якоря. Если он протек по обмоткам статора, то возможно дополнительное ЭДС вращения. Если ее (ЭДС) знак совпадает с уже имеющейся ЭДС, то это приведет к еще большему увеличению тока, возникнет положительная обратная связь (ПОС). Поток машины возрастает до предельного значения, соответствующему началу насыщения магнитопровода.

Явление самовозбуждения возможно тогда, когда коэффициент ПОС больше единицы. Самовозбуждение возможно без внешнего воздействия благодаря остаточной намагниченности магнитопровода статора после последнего выключения машины.

ТГ – измерительный преобразователь скорости вращения или угла поворота. Для нее важнейшей является выходная характеристика .

Для идеальной машины желательно иметь характеристику вида:

Т.к. эта машина является средством измерения, то наиболее важен анализ погрешности.

Причины погрешности:

1. Влияние нагрузки.

При увеличении нагрузки (уменьшении R_u) уменьшении k_тг

На Х.Х. R_u=∞ k_тг=k_e

2. Влияние температуры.

В наибольшей мере этот фактор связан с изменением активного сопротивления обмоток. В частности, при изменении активного сопротивления обмотки статора меняются ток и поток возбуждения. Для уменьшения влияния t^o, магнитопровод статора делают насыщенным.

3. Влияние щеточного контакта.

Механический контакт тел относится к одному из наиболее сложных объектов. В нем имеет место контактный потенциал, термоЭДС, вентильные свойства. Это все усложнено тем, что контакт подвижен. В результате возникает контактная разность потенциалов; в теории машин ее называют падением напряжения в щеточном контакте.

Для устранения разности, щетки выполняют из того же материала, что и коллектор, на основе высококачественных сплавов серебра и меди, бронзы.

5. Передаточная функция тахогенератора

Передаточной функцией (ПФ) называется отношение выходной и входной координат системы в преобразовании по Лапласу. Выходной величиной ТГ обычно является напряжение на внешних зажимах, а входной – угол поворота, так и скорость вращения. ПФ является полным описанием всех свойств объекта, в том числе и динамических, поэтому в уравнении ТГ необходимо учитывать индивидуальные свойства якорной цепи.