Генераторы с независимым возбуждением. Характеристики генераторов. Генераторы с самовозбуждением3. Работа электрической машины постоянного тока в режиме генератораЛюбая электрическая машина обладает свойством обратимости, т.е. может работать в режиме генератора или двигателя. Если к зажимам приведенного во вращение якоря генератора присоединить сопротивление нагрузки, то под действием ЭДС якорной обмотки в цепи возникает ток
где U - напряжение на зажимах генератора; Rя - сопротивление обмотки якоря. (2) Уравнение (2) называется основным уравнением генератора. С появлением тока в проводниках обмотки возникнут электромагнитные силы. На рис. 5 схематично изображен генератор постоянного тока, показаны направления токов в проводниках якорной обмотки. Воспользовавшись правилом левой руки, видим, что электромагнитные силы создают электромагнитный момент Мэм, препятствующий вращению якоря генератора. Чтобы машина работала в качестве генератора, необходимо первичным двигателем вращать ее якорь, преодолевая тормозной электромагнитный момент, возникающий по правилу Ленца. Рис. 5 4. Генераторы с независимым возбуждением. Характеристики генераторовМагнитное поле генератора с независимым возбуждением создается током, подаваемым от постороннего источника энергии в обмотку возбуждения полюсов. Схема генератора с независимым возбуждением показана на рис. 6. Магнитное поле генераторов с независимым возбуждением может создаваться от постоянных магнитов (рис. 7). Рис. 6 Рис. 7 Зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения называется характеристикой холостого хода E = Uхх = f (Iв). Характеристику холостого хода получают при разомкнутой внешней цепи (Iя) и при постоянной частоте вращения (n2 = const) Характеристика холостого хода генератора показана на рис. 8. Из-за остаточного магнитного потока ЭДС генератора не равна нулю при токе возбуждения, равном нулю. При увеличении тока возбуждения ЭДС генератора сначала возрастает пропорционально. Соответствующая часть характеристики холостого хода будет прямолинейна. Но при дальнейшем увеличении тока возбуждения происходит магнитное насыщение машины, отчего кривая будет иметь изгиб. При последующем возрастании тока возбуждения ЭДС генератора почти не меняется. Если уменьшать ток возбуждения, кривая размагничивания не совпадает с кривой намагничивания из-за явления гистерезиса. Зависимость напряжения на внешних зажимах машины от величины тока нагрузки U = f (I) при токе возбуждения Iв = const называют внешней характеристикой генератора.
Внешняя характеристика генератора изображена на рис. 9. Рис. 8 Рис. 9 С ростом тока нагрузки напряжение на зажимах генератора уменьшается из-за увеличения падения напряжения в якорной обмотке. 5. Генераторы с самовозбуждением. Принцип самовозбуждения генератора с параллельным возбуждениемНедостатком генератора с независимым возбуждением является необходимость иметь отдельный источник питания. Но при определенных условиях обмотку возбуждения можно питать током якоря генератора. Самовозбуждающиеся генераторы имеют одну из трех схем: с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением. На рис. 10 изображен генератор с параллельным возбуждением. Обмотка возбуждения подключена параллельно якорной обмотке. В цепь возбуждения включен реостат Rв. Генератор работает в режиме холостого хода. Чтобы генератор самовозбудился, необходимо выполнение определенных условий. Первым из этих условий является наличие остаточного магнитного потока между полюсами. При вращении якоря остаточный магнитный поток индуцирует в якорной обмотке небольшую остаточную ЭДС. Рис. 10 Вторым условием является согласное включение обмотки возбуждения. Обмотки возбуждения и якоря должны быть соединены таким образом, чтобы ЭДС якоря создавала ток, усиливающий остаточный магнитный поток. Усиление магнитного потока приведет к увеличению ЭДС. Машина самовозбуждается и начинает устойчиво работать с каким-то током возбуждения Iв = const и ЭДС Е = const, зависящими от сопротивления Rв в цепи возбуждения. Третьим условием является то, что сопротивление цепи возбуждения при данной частоте вращения должно быть меньше критического. Изобразим на рис. 11 характеристику холостого хода генератора E = f (Iв) (кривая 1) и вольт - амперную характеристику сопротивления цепи возбуждения Uв = Rв·Iв, где Uв - падение напряжения в цепи возбуждения. Эта характеристика представляет собой прямую линию 2, наклоненную к оси абсцисс под углом γ (tg γ ~ Rв). Ток обмотки возбуждения увеличивает магнитный поток полюсов при согласном включении обмотки возбуждения. ЭДС, индуцированная в якоре, возрастает, что приводит к дальнейшему увеличению тока обмотки возбуждения, магнитного потока и ЭДС. Рост ЭДС от тока возбуждения замедляется при насыщении магнитной цепи машины. Рис. 11 Падение напряжения в цепи возбуждения пропорционально росту тока. В точке пересечения характеристики холостого хода машины 1 с прямой 2 процесс самовозбуждения заканчивается. Машина работает в устойчивом режиме. Если увеличим сопротивление цепи обмотки возбуждения, угол наклона прямой 2 к оси тока возрастает. Точка пересечения прямой с характеристикой холостого хода смещается к началу координат. При некотором значении сопротивления цепи возбуждения Rкр, когда γ = γкр, самовозбуждение становится невозможным. При критическом сопротивлении вольт - амперная характеристика цепи возбуждения становится касательной к прямолинейной части характеристики холостого хода, а в якоре появляется небольшая ЭДС. studfiles.net Генераторы с независимым возбуждением. Характеристики генераторовМагнитное поле генератора с независимым возбуждением создается током, подаваемым от постороннего источника энергии в обмотку возбуждения полюсов. Схема генератора с независимым возбуждением показана на рис. 11.6. Магнитное поле генераторов с независимым возбуждением может создаваться от постоянных магнитов (рис. 11.7). Рис. 11.6 Рис. 11.7 Зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения называется характеристикой холостого хода E = Uхх= f (Iв). Характеристику холостого хода получают при разомкнутой внешней цепи (Iя) и при постоянной частоте вращения (n2= const) Характеристика холостого хода генератора показана на рис. 11.8. Из-за остаточного магнитного потока ЭДС генератора не равна нулю при токе возбуждения, равном нулю. При увеличении тока возбуждения ЭДС генератора сначала возрастает пропорционально. Соответствующая часть характеристики холостого хода будет прямолинейна. Но при дальнейшем увеличении тока возбуждения происходит магнитное насыщение машины, отчего кривая будет иметь изгиб. При последующем возрастании тока возбуждения ЭДС генератора почти не меняется. Если уменьшать ток возбуждения, кривая размагничивания не совпадает с кривой намагничивания из-за явления гистерезиса. Зависимость напряжения на внешних зажимах машины от величины тока нагрузки U = f (I) при токе возбуждения Iв= const называют внешней характеристикой генератора.
Внешняя характеристика генератора изображена на рис. 11.9. Рис. 11.8 Рис. 11.9 С ростом тока нагрузки напряжение на зажимах генератора уменьшается из-за увеличения падения напряжения в якорной обмотке. Генераторы с самовозбуждением. Принцип самовозбуждения генератора с параллельным возбуждениемНедостатком генератора с независимым возбуждением является необходимость иметь отдельный источник питания. Но при определенных условиях обмотку возбуждения можно питать током якоря генератора. Самовозбуждающиеся генераторы имеют одну из трех схем: с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением. На рис. 11.10 изображен генератор с параллельным возбуждением. Обмотка возбуждения подключена параллельно якорной обмотке. В цепь возбуждения включен реостат Rв. Генератор работает в режиме холостого хода. Чтобы генератор самовозбудился, необходимо выполнение определенных условий. Первым из этих условий является наличие остаточного магнитного потока между полюсами. При вращении якоря остаточный магнитный поток индуцирует в якорной обмотке небольшую остаточную ЭДС. Рис. 11.10 Вторым условием является согласное включение обмотки возбуждения. Обмотки возбуждения и якоря должны быть соединены таким образом, чтобы ЭДС якоря создавала ток, усиливающий остаточный магнитный поток. Усиление магнитного потока приведет к увеличению ЭДС. Машина самовозбуждается и начинает устойчиво работать с каким-то током возбуждения Iв = const и ЭДС Е = const, зависящими от сопротивления Rв в цепи возбуждения. Третьим условием является то, что сопротивление цепи возбуждения при данной частоте вращения должно быть меньше критического. Изобразим на рис. 11.11 Рис. 11.11 характеристику холостого хода генератора E = f (Iв) (кривая 1) и вольт - амперную характеристику сопротивления цепи возбуждения Uв = Rв·Iв, где Uв - падение напряжения в цепи возбуждения. Эта характеристика представляет собой прямую линию 2, наклоненную к оси абсцисс под углом γ (tg γ ~ Rв). Ток обмотки возбуждения увеличивает магнитный поток полюсов при согласном включении обмотки возбуждения. ЭДС, индуцированная в якоре, возрастает, что приводит к дальнейшему увеличению тока обмотки возбуждения, магнитного потока и ЭДС. Рост ЭДС от тока возбуждения замедляется при насыщении магнитной цепи машины. Падение напряжения в цепи возбуждения пропорционально росту тока. В точке пересечения характеристики холостого хода машины 1 с прямой 2 процесс самовозбуждения заканчивается. Машина работает в устойчивом режиме. Если увеличим сопротивление цепи обмотки возбуждения, угол наклона прямой 2 к оси тока возрастает. Точка пересечения прямой с характеристикой холостого хода смещается к началу координат. При некотором значении сопротивления цепи возбуждения Rкр, когда γ = γкр, самовозбуждение становится невозможным. При критическом сопротивлении вольт - амперная характеристика цепи возбуждения становится касательной к прямолинейной части характеристики холостого хода, а в якоре появляется небольшая ЭДС. studfiles.net Характеристики генераторов с самовозбуждениемПоиск ЛекцийГенераторы этого типа не нуждаются в постороннем источнике постоянного тока для питания обмотки возбуждения. Они работают с самовозбуждением. Самовозбуждение происходит при соблюдении следующих условий: -наличие остаточного магнитного потока; -согласное подключение обмотки возбуждения, при котором поток обмотки возбуждения совпадает с остаточным потоком: -сопротивление цепи возбуждения должно быть меньше критичного Рассмотрим эти условия при работе генератора в режиме холостого (рис.6.31) Характеристики холостого хода генератора представлена на рис. 6.32. На этом же рисунке показаны прямые, характеризующее падение напряжения на активном сопротивлении цепи возбуждения. Процесс самовозбуждения описывается уравнением (6.6) где Lf - индуктивность обмотки возбуждения; Eo(if) расчетная характеристика холостого хода, проходящая через начало координат. Знак «+» соответствует согласному включению обмотки возбуждения, а знак «-»-встречному. Уравнение (6.6) позволяет определить динамическую составляющую тока возбуждения: В соответствии с этим выражением, при наличии остаточной ЭДС и согласном включении обмотки возбуждения процесс самовозбуждения будет происходить лавинообразно для точек 1, 2, 3 определяемых величиной сопротивления в цепи возбуждения. Точка 1 определяет напряжение генератора после завершения процесса самовозбуждения при Rp = 0. Введение сопротивления Rp в цепь возбуждения приводит к снижению напряжения генератора (точка 2). Чем больше Rp, тем меньше величина установившегося напряжения генератора. Сопротивление определяет максимальное сопротивление цепи возбуждения, при котором возможно самовозбуждение. Рис.3.31 Рис.6.32 Если то генератор не возбуждается, его напряжение остается близким к остаточному (точка 3). Генераторы с самовозбуждением по схеме параллельного возбуждения (рис. 6.22, 6) имеют характеристики холостого хода, нагрузочную и регулировочную, практически совпадающие с соответствующими характеристиками генераторов с независимым возбуждением. Характеристика короткого замыкания генератора параллельного возбуждения может быть снята только при питании обмотки возбуждения от постороннего источника, так как в режиме короткого замыкания генератора параллельного возбуждения U = 0 и if = 0. Лишь внешние характеристика генераторов параллельного возбуждения имеет свои особенности. Внешние характеристики таких генераторов U = f(Iя) снимаются при неизменном сопротивлении регулировочного реостата Rр = const. Вследствие этого к двум причинам, обуславливающим снижение напряжения в генераторах независимого возбуждения, прибавляется третья - уменьшение тока возбуждения If при уменьшении напряжения U. Рис.6.34 рис.6.35 рис.6.36 Поэтому внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения (кривая 2 рис. 6.33) идет ниже внешней характеристики генератора независимого возбуждения (кривая 1 рис. 6.33). Характерной особенностью внешней характеристики генератора параллельного возбуждения является то, что при некотором критическом значении тока якоря IЯ = Iкр, она делает петлю и переходит в точку b, соответствующую установившемуся короткому замыканию. Генераторы смешанного возбуждения (рис. 6.22, г) по своим свойствам близки к генераторам параллельного возбуждения. Из всего семейства характеристик генераторов смешанного возбуждения наиболее важное значение имеют внешние и регулировочные характеристики. Вид этих характеристик зависит от соотношения МДС последовательной и параллельной обмоток (рис. 6,34 и 6.35). При согласном включении обмоток напряжение генератора сохраняется практически неизменным или даже растет (кривая 2 рис. 6.34) и для его стабилизации необходимо ток возбуждения параллельной обмотки уменьшать (кривая 2 рис. 6.35). При встречном включении (кривые 3 на рис. 6.34 и 6.35) - картина противоположная. Согласное включение обмоток применяют для получения жесткой внешней характеристики (ΔU ≈ 0), а встречное включение используют для получения экскаваторной характеристики. Такие характеристики автоматически защищают генератор от перегрузок, а также используются в сварочных генераторах. poisk-ru.ru Генератор с самовозбуждением. Большая энциклопедия техникиГенератор с самовозбуждением Генератор качающейся частоты – это генератор, который вырабатывает электрические колебания. Генератор в переводе с латинского языка означает «производитель», т. е. это устройство, которое производит определенный продукт. Колебания в нем не затухают при подаче части переменного напряжения с выхода на вход генератора. В радиотехнике его называют осциллятором – системой, возбуждающей колебания относительно какого-нибудь положения равновесия. Генератор с самовозбуждением представляет собой устройство, благодаря которому энергия постоянного тока преобразуется в энергию электромагнитных колебаний, возникающих без внешнего воздействия. Структура такого генератора содержит два основных звена. Это звено обратной связи с коэффициентом передачи и усилительное звено. К самовозбуждению генератор подталкивает положительная обратная связь, которая позволяет генератору перейти в режим установившихся колебаний. При включении напряжения питания в генераторе возникают малые колебания. На них влияет положительная обратная связь, действие которой увеличивается за счет усилительного каскада. Колебания передаются по цепи положительной обратной связи на выход усилителя. Сигнал постоянно возрастает при обходе усилителя и обратной связи, пока не устанавливается режим колебаний. Переход к такому режиму возможен за счет уменьшения наклона амплитуды сигнала. Усилитель должен быть нелинейным, потому что линейное звено способствовало бы возрастанию амплитуды самовозбужденных колебаний. Генератор производит, как правило, одночастотное колебание, а нагрузкой является параллельный колебательный контур. Сопротивление контура активно, на резонансной частоте максимально. В усилительном звене генератора применяются операционные усилители и транзисторы, биполярные и полевые. Частоту производящихся колебаний определяет баланс амплитуд на определенной частоте, в связи с соответствием усилителя с резонансной нагрузкой резонансной же частоте контура. От выбранного рабочего режима для генератора с самовозбуждением зависит процесс генерации колебаний. Режим определяется коэффициентом обратной связи и питающим напряжением. При выборе режима важно обращать внимание на положение рабочей точки на усилительном элементе, зависящей от напряжения смещения. Самовозбуждение легко возникает при расположении рабочей точки в области большой крутизны. Обратное положение рабочей точки приостанавливает, затрудняет самовозбуждение генератора. Существует два режима возбуждения: жесткий и мягкий. При жестком режиме рабочая точка смещается в левую сторону, напряжение смещения отсутствует. В результате этого небольшие колебания контура не могут вызвать самовозбуждение. Мягкий режим возникает тогда, когда рабочая точка лежит на прямолинейном участке усилительного элемента. Процесс самовозбуждения проходит беспрепятственно, увеличивается амплитуда тока базы и в то же время возрастает амплитуда выходного напряжения. Для эксплуатации генератора с самовозбуждением необходимо использовать оба перечисленных режима возбуждения, т. е. комбинированную схему смещения. В момент включения удобен мягкий режим, но в дальнейшем он приводит к большим потерям в схеме генератора, поэтому после установления мягкого надо перейти к жесткому режиму. Одним из главнейших параметров генератора с самовозбуждением считается стабильность частоты. Ее количественной оценкой выступает обратная величина. Эта обратная величина представляет собой относительную нестабильность частоты. Под влиянием дестабилизирующих факторов параметры генератора меняются, в результате чего изменяются и фазовые углы. Любопытно, что после этой операции в генераторе устанавливается другой стационарный режим колебаний и сумма фазовых углов снова соответствует соотношению. Повысить стабильность, так необходимую генератору с самовозбуждением, можно с помощью нескольких приемов. Путем параметрической стабилизации – при поддержке постоянства колебательной системы и нужных параметров генератора. Для осуществления такой стабилизации необходимо поддерживать постоянство питающих напряжений и защищать колебательную систему от влияния внешних воздействий. Повысить стабильность можно и другим путем. Для этого необходимо выбрать такие схему и режим работы генератора, при которых фазовые углы изменялись бы незначительно. Еще один вариант повышения стабильности заключается в компенсации изменений температуры элементов генератора, причем они должны быть противоположными другим изменениям по своему характеру. Этим элементом может быть колебательный контур, который увеличивается с повышением температуры. И, наконец, последний способ добиться стабилизации – с использованием кварцевых резонаторов, которые обладают высокой стабильностью как колебательные системы. Существуют синхронные генераторы с самовозбуждением серии SJ, которые предназначаются для долгого режима работы как источник переменного тока. Они работают в составе передвижных и стационарных агрегатов. Такие генераторы могут работать автономно, параллельно с другими генераторами, а также с жесткой сетью. Двигатели внутреннего сгорания, электродвигатели и различные турбины используются в качестве привода такого генератора. Генератор с самовозбуждением применяется в радиопередающих устройствах, где он генерирует энергию постоянного и переменного тока в энергию радиочастотных колебаний. Поделитесь на страничкеСледующая глава > info.wikireading.ru Генераторы с самовозбуждением. Условия самовозбуждения.К генераторам с самовозбуждением относятся генераторы параллельного возбуждения, генераторы последовательного возбуждения и генераторы смешанного возбуждения. Для того чтобы на зажимах генератора с самовозбуждением появилось напряжение, необходимо выполнить ряд условий самовозбуждения. Рассмотрим ряд условий самовозбуждения на примере генератора с параллельным возбуждением.
Для того чтобы на зажимах генератора параллельного возбуждения появилось напряжение, нужно привести генератор во вращение от постороннего источника механической энергии. При этом должны быть выполнены следующие условия: 1. Генератор должен обладать остаточным магнетизмом. В этом случае на зажимах якоря генератора появится напряжение. Появившееся напряжение остаточного магнетизма прикладывается к обмотке генератора, по ней начинает протекать ток, и в обмотке возбуждения создается магнитный поток. 2. Магнитный поток обмотки возбуждения должен быть направлен согласно с потоком остаточного магнетизма, т.е. потоки должны складываться. Два потока, сложившись, приводят к увеличению напряжения на якоре генератора, которое прикладывается к обмотке возбуждения, вызывает увеличения магнитного потока и дальнейшее увеличение напряжения на генераторе. Возбуждение генератора проходит по характеристике холостого хода. Если магнитные потоки обмотки возбуждения и остаточного магнетизма будут направлены встречно, произойдет размагничивание машины и включение ее будет невозможно. Чтобы этого не произошло, на корпусе генератора параллельного возбуждения или смешанного возбуждения отливается стрелка, показывающая в какую сторону должен вращаться якорь, чтобы не произошло размагничивание. Увеличение напряжения на генераторе с параллельным возбуждением будет происходить, пока характеристика цепи возбуждения Rвiв не пересечется с характеристикой холостого хода. Эти характеристики должны пересекаться на нелинейной части характеристики холостого хода. Угол наклона α зависит от величины сопротивления цепи возбуждения. Если сопротивление Rв цепи возбуждения будет большим, точка пересечения характеристик перейдет в область насыщения, и генератор не будет регулироваться. Если сопротивление будет мало, то характеристика цепи возбуждения может стать касательной к характеристике холостого хода, тогда машина не будет возбуждаться.
Похожие материалы:el-dvizhok.ru Генераторы с самовозбуждением — КиберПедия(автогенераторы). Автогенераторы (АГ) преобразуют энергию постоянного тока в энергию электромагнитных колебаний. АГ генерирует незатухающие колебания заданной частоты. АГ определяет стабильность всего радиопередающего устройства.
Если на колебательный контур подать скачек напряжения, например при включении питания, то в контуре возникают свободные колебания. За счет потерь в контуре, а так же за счет связи с нагрузкой эти колебания являются затухающими. Чтобы колебания были незатухающими необходимо компенсировать активные потери за счет энергии летящих электронов, которые в свою очередь получают энергию от постоянного источника анодного питания. Усилительный прибор поворачивает фазу колебаний на . Чтобы электроны прилетали синфазно со свободными колебаниями необходимо повернуть на и сигнал, который подается с выхода на вход за счет ОС и который модулирует поток электронов по плотности. Энергия электронов должна быть достаточной для компенсации активных потерь в контуре. Чтобы усилитель мощности стал АГ должны выполняться 2 условия: 1. Баланс амплитуд 2. Баланс фаз
При выполнении условия 1 , где -коэффициент усиления лампы, - коэффициент передачи обратной связи, активные потери компенсируются и в контуре поддерживаются незатухающие колебания. Если это произведение будет >1, то колебания будут нарастать, усилитель мощности будет неустойчив и может сгореть. Если это произведение <1, то колебания затухают.
В схеме автогенератора с автотрансформаторной обратной связью (б), баланс фаз осуществляется за счет подключения базы и коллектора к противоположным концам катушки контура. В ней используется неполное подключение усилительного прибора колебательного контура с тем, чтобы малое выходное сопротивление транзистора не шунтировало колебания в колебательном контуре. В транзисторных схема выбор положения рабочей точки осуществляется как с помощью автосмещения, так и с помощью принудительного смещения. В схеме с емкостной обратной связью (в), коллектор и база подключаются к противоположным концам цепочки, состоящей из С4С5. Средняя часть цепочки заземлена по высокой частоте. Цепочка С4С5 создает сдвиг по фазе равный . Колебательная система такого автогенератора представляет собой параллельный колебательный контур, собственная частота колебаний которого определяет частоту генерируемых колебаний. Связь контура с нагрузкой – емкостная, через делитель С1 С2. В данной схеме применяется принудительное смещение рабочей точки с помощью дополнительного источника питания. Возможны 2 режима самовозбуждения автогенератора: - мягкий - жесткий
где I Uвых = f(Uвх) II Uвх = f(Uвых).
Линия II характеризует обратную связь, а линия I – зависимость выходного напряжения от входного. В точке А эти характеристики пересекаются в ней выполняется условие баланса амплитуд и баланса фаз. При подаче маленького скачка входного напряжения Uвх1 на выходе появляется напряжение Uвых1, которое за счет обратной связи подается на вход в виде напряжения Uвх2. Это напряжение вызывает появление напряжения на выходе Uвых2, которое по величине больше чем Uвых1. Колебания нарастают до значения UвыхА, которое соответствует установившемся колебаниям в колебательном контуре. Точка А называется точкой устойчивого равновесия. Мягкий режим самовозбуждения требует незначительного скачка, например при включении питания. Но колебания происходят в режиме колебаний первого рода, который характеризуется малым КПД.
Если скачек на входе меньше чем UвхВ, то колебания затухают. Точка В называется точкой квазиустойчивого состояния т.е. в ней выполняется условие баланса амплитуд, но не выполняется условие баланса фаз. Если скачек больше, чем UвхВ, то колебания на выходе нарастают до состояния устойчивого равновесия, соответствующего точке А. Жесткий режим самовозбуждения возможен только в режиме колебаний второго рода, который характеризуется высоким КПД, но требуется большой начальный скачек для возникновения колебаний. Для того чтобы соединить достоинства обоих режимов самовозбуждения применяется цепочка RC, которая так же является цепочкой автосмещения. В начальный момент времени при подаче маленького скачка, тока сетки нет и падения напряжения на цепочке RC так же нет, следовательно, наблюдается мягкий режим самовозбуждения. Когда колебания начинают нарастать появляется сеточный ток и рабочая точка смещается в режим отсечки, т.е. усилительный прибор переходит в режим колебаний второго рода, который характеризуется высоким КПД.
Автогенераторы, собранные по схеме одноконтурной “трехточки”
"Трехточкой" называется схема в которой колебательный контур подсоединен к трем точкам усилительного прибора (коллектор, эмиттер, база). В "трехточечных" схемах для самовозбуждения должны выполняться 3 условия: - баланс амплитуд - баланс фаз - чтобы колебания происходили на заданной частоте, сумма сопротивлений Z1+ Z2+ Z3 = 0
Если сопротивление Z1 носит емкостной характер, то и Z2 должно носить емкостной характер, чтобы коэффициент обратной связи был положительным.
Полученная схема называется емкостной "трехточкой". Чтобы выполнялось условие самовозбуждения на заданной частоте Z3 должно носить индуктивный характер.
Емкостная "трехточка"
cyberpedia.su Генераторы постоянного тока с самовозбуждением — МегаобучалкаГенераторы с самовозбуждением делят на три типа: а) с параллельным возбуждением; б) с последовательным возбуждением; в) со смешанным возбуждением (Рис.25.4).. Генератор с параллельным возбуждением имеет такую же конструкцию обмотки возбуждения, как и генератор с независимым возбуждением (рис.25.4,а).
Поскольку Iя = Iн + Iв, то ток возбуждения является частью тока якоря и составляет 1¸5% Iя.ном. Характеристика холостого хода E = f(Iв) в относительных единицах практически одинакова у всех типов генераторов. Рассмотрим процесс самовозбуждения машины при наличии остаточной намагниченности Фост основных полюсов в режиме холостого хода. При вращении якоря с частотой nном в слабом остаточном магнитном поле Фост в якоре наводится небольшая ЭДС Еост. Так как обмотка возбуждения и якорь образуют замкнутый контур, то под действием Еост в ОВ появится небольшой ток Iв, который создаст небольшой поток возбуждения Фв.При правильной полярности включения ОВ произойдет суммирование потоков Фост + Фв = Ф. Усиленный поток Ф увеличивает ЭДС Е, которая увеличивает Iв и т. д. Процесс самовозбуждения нарастает. Ограничение роста Ф, Е, Iв происходит из-за насыщения магнитной цепи. Процесс самовозбуждения можно проиллюстрировать, добавив к характеристике холостого хода (рис.25.5.) прямую 2, построенную по уравнению E = (Rя+ Rр+ Rв)Iв »(Rр+ Rв)Iв. Ее угол наклона можно регулировать изменением сопротивления Rррегулировочного реостата. При пуске Rр выведено, т. е. Rр = 0. Тогда прямая 2 имеет минимальный угол наклона, определяемый сопротивлением Rв обмотки возбуждения. Процесс самовозбуждения показан стрелками (рис.25.5): вначале из точки Еост – горизонтальный ход до прямой 2, далее вертикальный ход до характеристики 1, затем опять горизонтальный ход до прямой 2 и т. д. Процесс оканчивается в точке пересечения кривой 1 и прямой 2 при Е = Еmах.
Рис.25.5. Характеристика генератора с самовозбуждением
Это устойчивое возбуждение. Для снижения Еmах до Еном вводят реостат Rр. При этом угол a увеличивается и прямая 2 занимает положение Увеличение Rр, при котором прямая 3 занимает положение 4, сделает работу генератора неустойчивой и Е может упасть до Еост. Сопротивление цепи возбуждения Rр.кр+ Rв, определяющее угол aкр, называют критическим. Самовозбуждение при таком и большем сопротивлении невозможно. Итак, для самовозбуждения генератора требуются три условия: наличие остаточного потока намагничивания Фост; согласованность потоков ФвиФост; сопротивление цепи возбуждения меньше критического, а п = пном. Обычно в магнитной системе машины имеется остаточная намагниченность из-за явления гистерезиса. Однако возможны случаи полного размагничивания полюсов. Тогда начальное намагничивание создают, пропуская через обмотку возбуждения ток от внешнего источника. Внешняя характеристика генератора имеет вид кривой 1(рис.25.6).
У нее падение напряжения с ростом тока Iн » Iя больше, чем у характеристики ГПТ с независимым возбуждением (кривая 2). Это объясняется тем, что кроме падения напряжения в якоре и реакции якоря имеется третий фактор: по мере падения U падает ток возбуждения Iв. Генератор допускает увеличение тока нагрузки при уменьшении Rн до критического Iн.кр »(2,5¸3)Iн.ном. Дальнейшее снижение Rн вызывает переход генератора в неустойчивый режим (пунктирная линия), ток Iн падает, и процесс заканчивается снижением напряжения до нуля (режим короткого замыкания). Для генератора с последовательным возбуждением(рис.25.4,б) Iя= Iв= Iн. Внешняя характеристика ГПТ показана на рис. рис.25.6. Сильная зависимость напряжения от нагрузки делает эти генераторы малопригодными для большинства потребителей.
Рис.25.6. Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением Генератор смешанного возбуждения имеет две обмотки возбуждения: параллельную ОВ1 и последовательную ОВ2 (рис.25.4). Через ОВ2 течет большой ток, поэтому она имеет небольшое число витков из провода большого сечения. Обмотки ОВ1 и ОВ2 можно включить согласно (потоки Ф1 и Ф2 сонаправлены и Фв = Ф1 + Ф2) или встречно (Ф1 и Ф2 встречны и Фв = Ф1 – Ф2). Характеристика холостого хода генератора совпадает с характеристикой на рис. 25.4. (обмотка ОВ2 не задействована). При согласном включении обмоток число витков ОВ2 можно подобрать так, что даваемое ОВ2 подмагничивание будет компенсировать падение напряжения. В этом случае внешняя характеристика идет почти горизонтально (1 на рис.25.7).
Рис.25.7.Внешние характеристики генератора с параллельным возбуждением
При увеличении витков ОВ2 получим характеристику 2. Это позволяет компенсировать потерю напряжения не только внутри генератора, но и в передающей линии. При встречном включении обмотка ОВ2 размагничивает генератор тем сильнее, чем больше ток нагрузки. Поэтому внешняя характеристика имеет крутопадающий участок (кривая 3 на рис.). Такие генераторы используют в сварочных установках, для питания печей, прожекторов. Среди ГПТ генераторы смешанного возбуждения получили наибольшее распространение.
megaobuchalka.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
