5.3.7. Генератори послідовного збудження

Самозбудження генератора з послідовним збудженням (рис. 5.32,в) можливе за таких умов, що й генератора з паралельним збудженням, але тільки при навантаженні, тому що при холостому ході коло збудження (а воно одночасно є колом якоря) розімкнене. У таких генераторах і_зб = І_я = І, й

т ому при є тільки дві незалежні величини U та І. Тому такий генератор має тільки одну характеристику – зовнішню U=f(I) при (рис. 5.36, крива 1).

При холостому ході існує деяка напруга U₀, зумовлена залишковим магнітним полем. Зі збільшенням струму навантаження, який є одночасно й струмом збудження, ЕРС і напруга генератора зростають, але при насиченні магнітного кола напруга зменшується швидко, тому що ЕРС збільшується вже повільно, а падіння напруги в колі якоря і збудження продовжує зростати:

Характеристика холостого ходу Е(і_зб) (рис. 5.36, крива 2) для генератора послідовного збудження може бути знята тільки при від'єднанні обмотки збудження від якоря і живлення її від стороннього джерела енергії, як для генераторів незалежного збудження.

У звичайних умовах роботи ці генератори не застосовуються. Значно

вигідніше використання генераторів змішаного збудження, коли поєднані

особливості двох схем збудження - паралельного та послідовного, що дає змогу отримати найвигіднішу зовнішню характеристику.

5.3.8. Генератори змішаного збудження

Істотним недоліком генератора паралельного збудження є порівняно

велика зміна напруги (ΔU = 10-15 %) при коливанні навантаження, а для машин середньої і малої потужності ця зміна при номінальному навантаженні досягає й 30 % порівняно з напругою в режимі холостого ходу. Тому генератори паралельного збудження сьогодні практично не використовуються.

Коливання напруги при зміні навантаження легко усунути, якщо додати другу обмотку збудження і увімкнути її послідовно з навантаженням або послідовно з якорем (рис. 5.32,г ). Генератор, який має дві обмотки збудження - паралельну (Ш1-Ш2) і послідовну (С1-С2), називають генератором змішаного збудження, або компаундним генератором. Опір послідовної обмотки збудження r_c« r_я, тому її вплив на падіння напруги незначний.

Послідовна обмотка створює додаткові намагнічувальні ампервитки, пропорційні струму навантаження, внаслідок чого збільшується ЕРС

генератора, а напруга на його клемах практично залишається незмінною при зміні навантаження від нуля до номінального:

.

Зовнішня характеристика генератора змішаного збудження показана

на рис. 5.37, б (крива 1). Спочатку напруга дещо збільшується при збільшенні

навантаження, а потім починає зменшуватись. Пониження напруги

п ояснюється збільшенням ступеня насичення магнітного кола.

Якщо потрібно, щоб напруга на клемах приймача (чи в кінці лінії) залишалась практично незмінною, то кількість витків послідовної обмотки збільшується так, щоби МРС цієї обмотки компенсувала ще падіння напруги в проводах лінії (крива 2). Послідовна обмотка має невелику кількість витків і накладається на головні полюси разом із шунтовою обмоткою. Магнітне поле послідовної обмотки повинно бути напрямлене в той самий бік, що й шунтової. В протилежному разі напруга буде значно зменшуватись (крива 3) і обмотку С1- С2 треба перемкнути (поміняти в ній напрям струму).

Зустрічне увімкнення обмоток збудження, шунтової та серієсної, застосовують лише в генераторах спеціального призначення, наприклад, в зварювальних, де необхідно одержати зовнішню стрімко падаючу характеристику, щоб струм короткого замикання не був вищим від небезпечного значення.

Регулювальна характеристика. Якщо необхідно підтримувати напругу такого генератора строго постійною, то цього можна досягти за допомогою регулювального реостата R_р. Ця залежність показана на рис. 5.38.