§ 7.3. Генератор змішаного збудження

§ 7.3. Генератор змішаного збудження
На рис. 7.8 представлена принципова схема генератора постійного струму змішаного збудження. Цей генератор є також машиною із самозбудженням, у якої є дві обмотки збудження: головна - паралельна й додаткова - послідовна. Перша обмотка збудження приєднується паралельно вихідним затискачам генератора, а друга - послідовно в ланцюг якоря. Умови самозбудження цього генератора не відрізняються від розглянутих вище для генератора паралельного збудження.

Призначенням послідовної обмотки збудження в цьому генераторі є компенсація падіння напруги в ланцюзі якоря від його струму і розмагнічуючої дії м.р.с. якоря при номінальному навантаженні, з тим щоб при переході від холостого ходу до повного навантаження напруга на затискачах генератора практично залишалася незмінною (рис. 7.9).
Основними характеристиками даного генератора є характеристика холостого ходу й зовнішня характеристика. Першу характеристику можна зняти дослідним шляхом при незалежному збудженні генератора.
Зовнішня характеристика генератора. Зовнішня характеристика генератора змішаного збудження являє собою графічно зображену залежність напруги на його затискачах від струму якоря при постійних значеннях швидкості обертання й опору паралельного ланцюга збудження (п = const; rш + ρ = const):

Цю характеристику можна зняти дослідним шляхом або ж побудувати графічно по характеристиці холостого ходу при заданому опорі паралельного ланцюга збудження. На рис. 7.9 показано побудову зовнішньої характеристики цього генератора. Нехай номінальна напруга генератора U = Оа = Ab = Ge. При холостому ході генератора необхідна м.р.с. паралельної обмотки збудження Fm=OA, або в іншому масштабі цей же відрізок виражає її струм збудження Іш. Опір цього ланцюга (rш + ρ) пропорційний тангенсу кута bОА, а пряма Ob є лінією падіння напруги в опорі Іш(rш + ρ) = f(Іш). За умовою цей опір залишається незмінним. Далі від точки b відкладають по вертикалі вгору відрізок bс = І2(r2 + rc), який представляє собою падіння напруги в опорі ланцюга якоря генератора від його струму, і проводять паралельно осі абсцис лінію до перетину з характеристикою холостого ходу в точці d. Відрізок Bd дорівнює е.р.с. якоря при навантаженні генератора Е = Bd = Ab + bс = U + І2(r2 + rc), де r2 — опір обмотки якоря і контактів щіток з колектором, Ом; rc — опір послідовної обмотки збудження. Отримана додаткова м.р.с. А В збудження є частиною м.р.с. послідовної обмотки збудження Fc, необхідної для компенсації падіння напруги в ланцюзі якоря І2(r2 + rc).
Для одержання всієї м.р.с. послідовної обмотки Fc при повному навантаженні потрібно врахувати ще розмагнічуючу м.р.с. якоря FR = ВС. Тоді Fс = АС = АВ + ВС. При цьому м.р.с. Fc = 2wcl2, де wc — число витків послідовної обмотки збудження на полюс і І2 — номінальний струм якоря. На рис. 7.9 штриховою лінією зображений характеристичний трикутник генератора. Для побудови зовнішньої характеристики генератора змішаного збудження відкладають у правій системі координат по осі абсцис номінальний струм якоря І2 = 0G і через точку G проводять вертикаль. Далі через точку а проводять горизонталь до перетину її в точці е із зазначеною вертикаллю. Отримані точки f і е належать зовнішній характеристиці при холостому ході й повному навантаженні відповідно (див. рис. 7.9).
Для одержання третьої точки h цієї кривої при струмі якоря 0,5І2 = ОН переносять трикутник bdg паралельно самому собі в положення Od'g'. Думаючи, що сторони цього трикутника пропорційні струму якоря, при струмі 0,5І2 вони вдвічі менші (трикутник Od"g"). Із точок d" і g" проводять лінії, паралельні лінії Ob, до перетину: першу з характеристикою холостого ходу в крапці d'", другу з ординатою Dd'" в точці g'". Відрізок Dg'" являє собою напруга на затискачах генератора при струмі OН = 0,5І2. Проводячи через точку g'" горизонталь до перетину з вертикаллю, одержимо точку h зовнішньої характеристики при цьому струмі. З'єднуючи плавно точки f, h і e, одержимо зовнішню характеристику генератора змішаного збудження U = f(I2) (див. рис. 7.9). Як показує дана крива, напруга на затискачах цього генератора при неповному навантаженні одержується трохи вище, ніж при холостому ході або повному навантаженні. Це пояснюється тим, що гіпотенуза трикутника bdg не збігається з ділянкою bd нелінійної частини характеристики холостого ходу генератора. Однак це перевищення напруги при неповному навантаженні зазвичай знаходиться в межах одного відсотка.