Главная | Обратная связь

Генераторов постоянного тока

 

При работе генератора постоянного тока в его якорной обмотке индуктируется ЭДС Е_а. При подключении к генератору нагрузки r_н (рисунок 2.1) в цепи якоря появляется ток I_a и на зажимах устанавливается напряжение U.

Уравнение равновесия ЭДС по второму закону Кирхгофа для цепи якоря генератора записывается в виде

 

(2.1)

где I_a – ток в обмотке якоря; - сумма сопротивлений участков цепи якоря.

В общем случае

,

где r_a, r_д, r_с, r_к - сопротивления обмоток якоря, добавочных полюсов, последовательной обмотки возбуждения и компенсационной обмотки.

Поскольку E_a=c_enФ, то уравнение электрического равновесия генератора записывается в виде

Умножив обе части выражения (2.2) на ток I_a, получим уравнение мощности генератора

, (2.2)

 

где UI_a = P₂ – полезная мощность, отдаваемая генератором подключенным потребителям; E_aI_a=P_эм – электромагнитная мощность генератора; - потери в цепи якоря.

Из выражения (2.1) следует, что ЭДС генератора E_а имеет две составляющие: одна U выводится на зажимы генератора и действует на подключенную нагрузку, а другая преодолевает омическое сопротивление цепи якоря и называется падением напряжения в якоре генератора. Если все члены уравнения (2.2) разделить на угловую скорость вращения Ω, то получим уравнение вращающих моментов для установившегося режима работы

 

, (2.3)

где - вращающий момент первичного двигателя; - электромагнитный момент генератора; - момент холостого

хода, соответствующий потерям на трение, потерям в стали и добавочным потерям.

В неустановившихся режимах, когда частота вращения изменяется, возникает также динамический (вращающий) момент

 

(2.4)

где ℐ - момент инерции вращающихся частей генератора.

Динамический момент соответствует кинетической энергии вращающихся масс. При изменении частоты вращения генераторного агрегата от установившихся значений в сторону увеличения динамический момент оказывает тормозящее действие, т.е. действует согласно с , а при изменении частоты вращения в сторону уменьшения, момент оказывает ускоряющее действие, т.е. совпадает с первичного двигателя. Следовательно, в общем случае при n¹const урав­нение моментов будет иметь вид

 

(2.5)

 

Уравнение электрического равновесия генератора (2.1) дает возможность установить зависимость между любыми электрическими величинами в генераторе, т.е. определить характеристики машины. Основными величинами, определяющими режимы работы гене­раторов, являются: U, I_а, I_в, n. Генераторы чаще всего работают с постоянной частотой вращения, поэтому основные характеристики снимаются при n=const.