1.4. Генераторы постоянного тока и их классификация

Для создания магнитного потока в машинах постоянного тока применяются электромагниты, выполненные с помощью обмоток возбуждения, размещенных на полюсах машины и питаемых постоянным током.

По способу возбуждения генераторы делятся на:

а) генераторы незави­симого возбуждения;

б) генераторы с самовозбуждением.

В первом случае обмотка возбуждения питается постоянным током от отдельного источника, во втором — от якоря самой ма­шины.

В зависимости от способа присоединения обмотки возбужде­ния к якорю различают три типа генераторов:

• последовательного возбуждения с сериесной обмоткой возбуждения (СОВ) или иначе сериесный генератор;

• параллельного возбуждения с шунтовой обмоткой возбуждения (ШОВ) или иначе шунтовой генератор;

• смешанного возбуждения или иначе компаундный генератор.

Принципиальные схемы генераторов постоянного тока приведены на рис. 12.

Рис. 12. Схемы генераторов постоянного тока с самовозбуждением: а — генератор с обмот­кой параллельного возбуждения (ШОВ); б — генератор с обмоткой последовательного воз­буждения (СОВ); в — генератор со смешанным возбуждением.

Рассмотрим принцип самовозбуждения машины на примере генератора параллельного возбужде­ния. Напряжение на его зажи­мах создается в процессе самовозбуждения вследствие наличия в ма­шине небольшого потока остаточного магнетизма (до 5—8 % номи­нального).

При вращении якоря Я генератора под действием потока остаточного магнетизма в обмотке якоря индуцируется ЭДС и напряжение U_ост, в результате, по обмотке возбуждения пойдет небольшой ток, под действием которого увеличится или уменьшится магнитный поток основных полюсов.

Для получения самовозбуждения генератора постоянного тока обмотку возбуждения необходимо включить таким образом, чтобы магнитный поток машины при ее подключении к якорю машины увеличивался. В этом случае под действием ЭДС и напряжения U_ост по обмотке возбуждения пойдет ток, который увеличит магнит­ный поток, при этом ЭДС машины также увеличится, в резуль­тате чего возрастет ток возбуждения, что вызовет дальнейшее увеличение ЭДС машины. Процесс будет продолжаться до тех пор, пока не прекратится повышение тока возбуждения под воз­действием ЭДС якоря. По окончании процесса самовозбуждения значение ЭДС становится равным падению напряжения на об­мотке возбуждения, т. е. Е = R_вI_в. Очевидно, что изменяя сопротивление в цепи обмотки самовозбуждения, можно регулировать напряжение гене­ратора с самовозбуждением.

Аналогично самовозбуждение происходит и генерато­ров смешанного возбуждения при включении только параллель­ной обмотки возбуждения.

При самовозбуждении генератора последовательного возбуждения внешняя цепь должна быть замкнута. Если она будет разомкнута, то не появится ток на­грузки, а, следовательно, и ток возбуждения. Самовозбуждение возможно в том случае, когда сопротивле­ние цепи обмотки возбуждения меньше определенной для данной машины величины, называемой критическим сопротивлением.