взаимодействия которого с основным магнитным полем машины на каждый проводник обмотки я-коря действует сила

Ки=БсрИя, (6.4)

где Бср - среднее значение магнитной индукции в зазоре; / - длина якоря.

Определив по правилу левой руки направление этих сил, убеждаемся, что создаваемый ими электромагнитный момент направлен против вращающего момента первичного двигателя Mi. Величина электромагнитного момента (Н-м).

M=F3M0,5DN=Bcplis0,5DN, i * *

где N - число активных проводников обмотки якоря.

Имея в виду, что 1я=1я/(2а); TzD = 2pn и магнитный поток возбуждения ф=£ср/т, получим M=BJ--~\ N=pNfa$>/(2na),

1а 2я

или

М=снГяФ, (6.5)

где см = p.NI (2ла)-величина, постоянная для данной машины.

При неизменной частоте вращения (n=const) вращающий момент первичного двигателя М\ уравновешивается суммой противодействующих моментов: моментом х.х. Мо и электромагнитным моментом М, т. е. Mi=M0-\-M. Полученное выражение представляет собой уравнение моментов для генератора при n=eonst.

§ 6.2. Генератор независимого возбуждения

Независимое возбуждение применяют достаточно широко: в генераторах низкого (4-24 В) и высокого напряжений (свыше 600 В), в машинах большой мощности, где требуется широкое регулирование напряжения (на судах в рулевых электроприводах, в гребных электрических установках постоянного тока в качестве главных генераторов и возбудителей и в других устройствах).

Характеристика холостого хода. U=f(IB) при /я=0 и n=const. Схема для снятия характеристики х.х. представлена на рис. 6.3. От=-ключив рубильником нагрузку, устанавливаю номинальную частоту вращения.. Затем достепенно увеличивают ток в обмотке возбуждения /в от нуля до,+/в.тах=0 с (рис. 6.4), при котором напряжение U0 растет по кривой 1 до значения+(7отах= (1,1 -т-1,25) [/ном. Так как /я=0, то и-Е=сепФ-сеФ, где се - постоянный коэффициент.

. Таким образом, характеристика х.х. (У=сеФ=/(/в) представляет собой в ином масштабе характеристику намагничивания машины. При уменьшении тока возбуждения до /в=0, изменяя его направления, можно получить кривую 2, называемую нисходящей ветвью характеристики. Она располагается в первом квадранте выше кривой I вследствие увеличения остаточного магнитного потока. Если же повторить опыт изменения тока возбуждения в обратном на-

правлении, то получим кривую 3, называемую восходящей ветвью характеристики х.х. Нисходящая и восходящая ветви образуют петлю гистерезиса, определяющую свойства стали полюсов и ярма. Проведя между кривыми 2 и 3 среднюю линию 4, получим расчетную характеристику х.х. Прямолинейная часть характеристики х.х. соответствует ненасыщенному состоянию магнитной системы. При значительных токах возбуждения сталь машины насыщается и характеристика приобретает криволинейный характер. Точка, соответствующая номинальному напряжению, обычно лежит на коле-

не кривой, так как работа машины на прямолинейном участке характеристики приводит к значительным колебаниям напряжения, а работа в области насыщения требует большого тока возбуждения и ограничивает пределы регулировки напряжения.

Нагрузочная характеристика. Для снятия нагрузочной характеристики U=f(Is) при 7H=const и n=const возбуждают генератор и устанавливают требуемый ток нагрузки /я при помощи нагрузочного реостата R. Затем постепенно уменьшают ток возбуждения /в, но при этом также уменьшают величину сопротивления нагрузки таким образом, чтобы при каждом отсчете параметров /в и U ток нагрузки оставался неизменным. При нагрузке напряжение генератора снижается вследствие падения напряжения в цепи якоря /si?H и размагничивающего действия реакции якоря. Поэтому нагрузочная характеристика проходит ниже характеристики х.х., причем тем ниже, чем больше нагрузочный ток 1Я (рис. 6.5). Чтобы учесть влияние этих двух факторов на снижение напряжения генератора при нагрузке, рассмотрим построение характеристического треугольника аЪс по характеристикам х.х. и нагрузочной при /я=/ном. Пусть точка с нагрузочной характеристики соответствует номинальному напряжению генератора £/Ном при номинальном токе возбуждения /в.Ном и номинальном токе нагрузки . /Ном- Если отключить нагрузку,

Рис. 6.3. Схема генератора независимого возбуждения

В ном

то по характеристике х.х. току возбуждения /в.ном будет соответствовать напряжение U0. Следовательно, отрезок kc характеризует снижение напряжения генератора при нагрузке. Измерив величину сопротивления цепи якоря ЪЯН и подсчитав падение напряжения /я2/?я, определяем э.д.с. генератора прн заданном токе нагрузки

Е=и+<ЯЪК , (6.6)

где E<U0.

Отрезок bk характеризует снижение напряжения вследствие размагничивающего действия реакции якоря. Электродвижущей силе

Дном соответствует ток возбуждения /в.ном- Таким образом, если бы в машине не было размагничивающего действия реакции якоря, то в обмотке возбуждения достаточно было бы установить ток /в.ном, при котором генератор имел бы номинальное напряжение Uном при номинальной нагрузке. Но для компенсации размагничивающего действия реакции якоря надо установить в обмотке ВОЗбуЖДеНИЯ ТОК /Б.ном>

>/в.ном- Величина отрезка ab = =/в.ном-/Ллюм характеризует размагничивающее действие реакции якоря, а величина отрезка be изображает падение напряжения IHOuRr- Прямоугольный треугольник abc называют характеристическим треугольником. Второй характеристический треугольник а'Ь'с' построен для другого значения тока возбуждения /Е. Сторона с'Ь' треугольника осталась неизменной (cb = cb), что объясняется неизменностью тока нагрузки, но сторона а'Ь' уменьшилась (ab<ab), так как уменьшилось размагничивающее действие реакции якоря.

Внешняя характеристика. Для снятия внешней характеристики (рис. 6.6, а) пользуются схемой, изображенной на рис. 6.3. Замкнув рубильник, нагружают генератор, уменьшая величину сопротивления R до номинального тока /я=Люм при номинальном напряжении U~Ull0M. Затем постепенно уменьшают нагрузку до нуля и снимают при этом показания приборов. Сопротивление цепи возбуждения RB, а следовательно, и ток возбуждения IB=UB/RB в течение опыта остаются постоянными. Снижение напряжения генератора при нагрузке происходит по двум причинам: вследствие падения напряжения в сопротивлении цепи якоря InR и из-за размагничивающего действия реакции якоря. Степень наклона внешней характеристики к осн абсцисс, т. е. жесткость внешней характеристики, оценивается изменением напряжения генератора при номинальной нагрузке, называемым номинальным изменением напряжения генератора. От-

Рис. 6.5. Нагрузочная характеристика генератора независимого возбуждения