Глава девятая
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
9.10. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА И ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Одной из особенностей и главнейших достоинств генератора независимого возбуждения является возможность с помощью обмотки возбуждения изменять в широких пределах значение напряжения генератора, а также его полярность. Указанная возможность используется, например, в применяемой в различных областях техники системе генератор — двигатель, которая позволяет с помощью генератора осуществлять изменение частоты вращения двигателя в широком диапазоне, а также направление его вращения (см. § 9.19).
К особенностям генератора независимого возбуждения следует отнести также относительно небольшое изменение напряжения при изменении нагрузки генератора. Очевидным недостатком генераторов независимого возбуждения является необходимость в дополнительном источнике постоянного тока для питания обмотки возбуждения.
Говоря о генераторах независимого возбуждения, следует упомянуть о тахогенераторах постоянного тока. Последние представляют собой генераторы небольшой мощности (обычно до нескольких ватт), служащие для косвенного измерения частоты вращения валов машин и механизмов с целью ее контроля или для автоматизации работы установок в зависимости от частоты вращения. Магнитное поле некоторых тахогенераторов возбуждается обмоткой возбуждения, некоторых — постоянными магнитами.
Как известно, у генераторов независимого возбуждения Ф ≈ const, а поэтому Е ≈ kеФn≈kn. Так как к тахогенератору подключается обычно небольшая нагрузка (например, вольтметр), то
U = Е - rяIя ≈ Е. Таким образом, n ≈ U/k. Как видно, измеряя, например, напряжение тахогенератора с помощью вольтметра, можно косвенным путем контролировать частоту вращения.
Генераторы параллельного возбуждения позволяют производить регулирование напряжения при номинальном токе нагрузки путем изменения тока возбуждения в относительно небольших пределах — от Uном примерно до 0,85Uном. Кроме того, у генераторов параллельного возбуждения сложно изменять полярность напряжения на выводах якоря, а значение напряжения в сильной степени зависит от нагрузки генератора. Бесспорным достоинством генератора параллельного возбуждения является то, что нет необходимости в дополнительном источнике для питания обмотки возбуждения.
Генератор смешанного возбуждения отличается от генератора параллельного возбуждения только тем, что из-за последовательной обмотки напряжение на его выводах изменяется незначительно при изменении нагрузки. Следует заметить, что в настоящее время почти все генераторы снабжаются последовательной обмоткой возбуждения с небольшим числом витков, что дает возможность получать более стабильное напряжение при изменении нагрузки.
Генераторы параллельного и смешанного возбуждения применяются для питания обмоток якорей нереверсивных двигателей постоянного тока с небольшим пределом регулирования частоты вращения, обмоток возбуждения синхронных генераторов и двигателей, электрических сетей постоянного тока, ванн для гальванических покрытий, агрегатов для зарядки аккумуляторов, подъемных электромагнитов и т. д. В настоящее время все более широко вместо генераторов для питания различных приемников постоянного тока используются полупроводниковые преобразователи.
В справочной литературе приводятся следующие основные технические данные генераторов: тип генератора; номинальная (отдаваемая электрическая) мощность, кВТ; номинальное напряжение, В; номинальная частота вращения, об/мин; КПД, %; номинальный ток, А. Кроме того, приводится ряд других сведений, в частности сведения о способе возбуждения. Если обмотка возбуждения выполнена на напряжение, отличающееся от напряжения обмотки якоря, дополнительно указываются номинальные напряжение и ток обмотки возбуждения.