1. Генератори постійного струму
1. Загальні відомості
Генератори постійного струму використовують в енергетичних ус-тановки в якості джерел електричної енергії. При ра-боті генератора його якір приводиться в обертання приводним двигуном, а в обмотку збудження подається постійний струм для створення основного магнітного потоку. В результаті в обмот-ке якоря генератора индуктируется ЕРС Е = СwФ і до його висновків може бути підключений споживач елект-рической енергії (навантаження).
Залежно від способу живлення обмотки збудження раз-ють генератори з незалежним збудженням і з самовозбуж-ням.
У генератора з незалежним збудженням обмотка порушено-ня, розташована на головних полюсах, харчується струмом 1В від по-стороннього джерела постійного струму, що не має електрич-чеський зв'язку з обмоткою якоря. Генератори малої потужності можуть мати незалежне збудження від постійних магнітів. У генераторі з самозбудженням харчування обмотки порушено-ня здійснюється з висновків ланцюга якоря генератора. У зависи-мости від схеми підключення обмотки збудження розрізняють ге-нератори з паралельним, послідовним і змішаним воз-спонуканням. У генераторів з паралельним збудженням обмотку збудження підключають паралельно обмотці якоря і навантаженні; з послідовним збудженням - послідовно з обмоткою якоря і навантаженням. У генераторів із змішаним збудженням на головних полюсах розміщені дві обмотки збудження, по кото-рим протікають струми збудження 1В і Iв2. Одну з них підключа-ють паралельно обмотці якоря, а іншу - послідовно з нею.
На електромагнітне збудження генераторів витрачається 0,3. 5% їх номінальної потужності. Незалежне збудження використовують в генераторах великої потужності, а також в низько-вольтних генераторах. Схему послідовного збудження в генераторах практично не застосовують. Принципові елект-рические схеми генераторів постійного струму з різними систе-мами збудження наведені на малюнку 4.1. Позначення початку і кінця обмоток по ГОСТу: обмотка якоря - Я1, Я2; обмотка до-бавочних полюсів -Д1, Д2; компенсаційна обмотка - K1, К2; обмотка збудження незалежна - M1, М2; обмотка порушено-ня паралельна (шунтовая) - Ш1, Ш2; обмотка збудження послідовна (серієсний) - CI, С2.
У режимі холостого ходу генератора до його валу додані не-значний момент первинного двигуна М1 долає момент генератора М0, обумовлений гальмівними моментами, що виникають при його роботі від сил тертя, вихрових струмів в
якорі та інших електромагнітних явищ. При підключенні до висновків ланцюга якоря опору навантаження RH в обмотці якоря буде протікати струм I, від взаємодії якого з магнітним нулем збудження створюється гальмівний електромагнітний мо-мент М = Сфi, також може здолати первинним двигуном. Повний енергетичний баланс в генераторі з самозбудженням може бути представлений як
де - вентиляційні і механічні втрати потужності на тертя; - магнітні втрати (на гістерезис і вихрові струми); - додаткові втрати; - втрати потужності на збудження.
Коефіцієнт корисної дії генератора являє со-бій відношення корисної потужності Р2, що віддається генератором навантаженні, до механічної потужності Р1, що підводиться до генератора,
де - сума втрат потужності.