Переходный процесс при возбуждении генератора параллельного возбуждения
Для возбуждения генератора необходимо выполнить условия самовозбуждения:
Машина должна иметь остаточный магнитный поток
Правильное включение ОВ: чтобы поток создаваемый ОВ имел такое же направление, что и остаточный поток
Сопротивление цепи возбуждения должно быть меньше критического. Критическое сопротивление ОВ определяется тангенсом угла наклона «вольт – амперной» характеристики цепи возбуждения
«7»
Для исследования систем уравнений будем считать, что остаточный магнитный поток изображается соответствующим током, поэтому систему уравнения будет записываться так:
«8»
Под действием остаточного магнитного потока в ОЯ наводится незначительная ЭДС (5-10 В), под действием этой ЭДС по ОВ протекает небольшой ток, соответственно возникает магнитное поле, которое усиливает остаточный поток, ЭДС возрастает, ток возбуждения возрастает и т.д. Возникает лавинообразный процесс, который приводит к возрастанию ЭДС генератора. Если машина не насыщена, то процесс возрастания ЭДС и тока возбуждения будет длиться до бесконечности. В реальных машинах по мере возрастания тока возбуждения происходит насыщение магнитной системы, магнитный поток перестаёт возрастать и процесс самовозбуждения заканчивается.
Процесс самовозбуждения сводится к решению систему уравнений при нулевых начальных условиях:
«9»
Величину остаточной ЭДС можно найти решив уравнение МП при t=0:
«10»
Под действием остаточной ЭДС ток возбуждения растёт, а ток возбуждения нулевой остаётся неизменным.
«11»
Корректируют величину тока возбуждения таким образом, чтобы выполнялось это соотношение («11»)
Рассчитав приращение тока возбуждения на первом интервале
«12»
Находят величину тока возбуждения на первом интервале. Далее, зная ток возбуждения на первом интервале (задают в). Находят значение векторного потенциала, находят величину ЭДС и потокосцепление на первом интервале. Процесс продолжают до тех пор пока величина ЭДС не будет изменяться.
При решении этой задачи необходимо учитывать насыщение магнитной системы, в противном случае процесс будет длиться до бесконечности.
Включение обмотки якоря на сопротивление нагрузки
Задача ставиться так: при t=0 до коммутации цепь якоря разомкнута, генератор полностью возбуждён, т.е. по ОВ протекает постоянный по величине ток возбуждения. Этот ток возбуждения создаёт магнитное поле, которое наводит в ОЯ ЭДС. После момента коммутации цепь якоря замыкается и под действием ЭДС в цепи якоря начинает протекать ток нагрузки.
Характер нарастания тока во многом зависит от величины индуктивности нагрузки.
Возможны два варианта расчета: когда не учитывается насыщение и когда учитывается.
«13»
Машина не учитывает насыщение. Jв=const
При протекании тока по обмотке якоря возникает поток якоря, который искажает основное магнитное поле. Под одним краем полюса поле возрастает, а под другим поле ослабляется. Если машина не насыщена, то величина магнитного поля остаётся неизменной
«14»
При ненасыщенной машине величина потока не меняется, следовательно первый член уравнения = 0.
«15»
Если не учитывать насыщение, то получаем линейное относительно тока уравнение
«16»
Это уравнение первого порядка. Решается либо численным либо аналитическим методом.
Генератор насыщен.
Если генератор насыщен, то с ростом тока якоря ЭДС на зажимах якоря будет уменьшаться. Это связанно с этим:
«17»
Задача решается следующим образом:
«18»
Выбирая произвольные значения дельта i решают уравнение магнитного поля. Через значение векторного потенциала определяют приращение потокосцепления. Корректируют величину дельта i якоря таким образом, чтобы при t=0 выполнялось уравнение «18»
«19»
Определив величину тока якоря, решают уравнение магнитного поля, находят новое значение потокосцепления. Зная потокосцепление на первом временном интервале и полученное на втором определяют приращение потокосцепление. Находят приращение тока… Получают значение тока якоря в зависимости от времени.