Генератор последовательного возбуждения
Обмотка возбуждения у генератора включена последовательно с якорем. Ток возбуждения равен току якоря -
.
При независимом возбуждении можно снять характеристику холостого хода. В обычной схеме, (рис. 34) можно снять только восходящую внешнюю характеристику. Генератор последовательного возбуждения не нашел практического применения.
Генератор смешанного возбуждения
Генератор смешанного возбуждения широко используется в промышленности. Обмотки возбуждения по потоку могут быть включены согласно, либо встречно, рис. 35.
1. Характеристика холостого хода ,
,
.
При холостом ходе ток якоря равен нулю, поэтому обмотка возбуждения не создает потока. Следовательно, характеристика холостого хода аналогична генератору параллельного возбуждения.
2. Нагрузочная характеристика
,
Нагрузочная характеристика (3) для генератора параллельного возбуждения.
Нагрузочная характеристика (2) для генератора смешанного возбуждения при согласном направлении токов. Поэтому, последовательная обмотка играет роль компенсатора реакции якоря и характеристика (2) проходит выше характеристики холостого хода.
3. Внешняя характеристика ,
,
.
У генератора смешанного возбуждения при различном соотношении и направлении потоков можно получить характеристики различного вида.
Если потребители находятся вдали от генератора, то обмотку возбуждения по току выполняют значительной, что дает повышенное напряжение с учетом падения напряжения в сети (характеристика 1). Для нормального режима используется характеристика 2.
Характеристика 3 – экскаваторная характеристика, которая получена при встречном включении обмоток.
4. Регулировочная характеристика ,
.
Регулировочные характеристики практически можно снять, соответственно внешним характеристикам 1 и 2.
якоря
. Электромагнитный момент
.
Двигатели постоянного тока
Двигатели постоянного тока широко используются в различных системах электропривода, где требуется широкий диапазон регулирования частоты вращения. Двигатель постоянного тока преобразовывает потребляемую электрическую энергию в механическую на валу, хотя машина постоянного тока обратима. Покажем принцип перевода генератора в режим двигателя, рис. 36.
Для генератора , откуда ток генератора
.
С увеличением сопротивления ток
уменьшается, следовательно, уменьшится
и ток
. При дальнейшем увеличении
будет равна напряжению U
И ток генератора будет равен нулю. Далее с увеличением
ток
уменьшится, а, следовательно, уменьшится и
. При этом
и ток из сети сменит направление, а машина перейдет в двигательный режим. Уравнение равновесного состояния
для двигателя:
,
,
, тогда
.
Получено уравнение скоростной характеристики двигателя постоянного тока. Уравнение моментов для двигателя записывается: .