Для генераторов с самовозбуждением всех типов эта характеристика не может быть снята. Поэтому для генераторов с самовозбуждением характеристика короткого замыкания снимается по схеме независимого возбуждения, для чего обмотка возбуждения должна быть включена в сеть постороннего источника тока. Характеристики холостого хода и короткого замыкания дают возможность определить рабочие свойства генератора без испытания его под нагрузкой. По этим характеристикам могут быть построены все характеристики генератора.

Внешняя характеристика представляет собой зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки U = f(Ia). Эта характеристика соответствует естественным условиям работы машины, т. е. машина нерегулируема (Гв = const), и снимается при неизменном числе оборотов (п = const).

Рассмотрим рис. 5.16. Кривая а представляет собой внешнюю характеристику, снятую при понижении напряжения. Для снятия этой характеристики устанавливается такой ток в обмотке возбуждения, чтобы при холостом ходе генератора напряжение на его зажимах было равно номинальному. Затем нагрузка генератора увеличивается при неизменном токе в обмотке возбуждения. С увеличением нагрузки (тока в якоре генератора / ) увеличивается как падение напряжения в сопротивлении его обмотки, так и размагничиваюш,ее действие реакции якоря, что снижает напряжение. При изменении нагрузки от нуля до номинальной напряжение на зажимах генератора уменьшится на величину AUuh-

При снятии характеристики на повышение напряжения (кривая б) устанавливается такой ток возбуждения, чтобы при номинальной нагрузке генератора напряжение на его зажимах было равно номинальному, затем нагрузка генератора уменьшается.

При уменьшении нагрузки (тока в якоре) также уменьшается как падение напряжения в сопротивлении обмотки якоря, так и размагничивающее действие реакции якоря, что вызывает повышение напряжения. При изменении нагрузки от номинальной до О напряжение на зажимах генератора увеличится на величину AUnB. За счет насыщения стали повышение напряжения будет меньше, чем понижение (Д пв<А н), так как размагничивающее действие реакции якоря будет сказываться тем сильнее, чем меньше степень насыщения стали машины.

Нагрузочные свойства генератора оцениваются процентным повышением напряжения AU% =[(Uo-Ujs)fUTf]OQ, где Un - номинальное напряжение генератора; Uo - напряжение, которое устанавливается при отключении нагрузки (/н=0).

В генераторах независимого возбуждения увеличение нагрузки снижает напряжение за счет падения напряжения в сопротивлении машины и реакции якоря (кривая / на рис. 5.17). В генераторах параллельного возбуждения при уменьшении напряжения также уменьшается ток возбуждения и, следовательно, магнитный поток и напряжение. Следовательно, при увеличении нагрузки напряжение на зажимах генератора этого типа уменьшает-

ся в большей мере (кривая 2), чем в генераторах независимого возбуждения.

Уменьшение внешнего сопротивления нагрузки вызывает увеличение тока до некоторого значения /м, не превышающего номинальный ток более чем в 2-2,5 раза. При дальнейшем уменьшении внешнего сопротивления ток уменьшается и при коротком замыкании будет значительно меньше номинального (/к<-л')-

Рис. 6Л7. Внешние характеристики генератора параллельного возбуждения

Рис. 5jie. Внешняя характеристика генератора последовательного возбуждения

Уменьшение сопротивления нагрузки уменьшит ток возбуждения, т. е. напряжение генератора. Если ток возбуждения уменьшился настолько, что машина оказалась размагниченной, то ЭДС уменьшится в большей степени, чем сопротивление нагрузки, что вызывает уменьшение тока в якоре.

При коротком замыкании генератора параллельного возбуждения ток возбуждения равен нулю и обмотка возбуждения не создает магнитного потока. Поэтому в обмотке якоря будет ЭДС только от остаточного магнитного потока ост, Ихмеющая малое значение, и, следовательно, ток короткого замыкания /к будет также мал. Внешняя характеристика на повышение напряжения у генератора параллельного возбуждения (кривая 3) подобна такой же характеристике генератора независимого возбуждения.

Генераторы параллельного возбуждения применяются наиболее широко. Их недостатком является сравнительно большое изменение напряжения при изменении нагрузки. Поэтому, если приемник энергии требует постоянства напряжения при изменении нагрузки генератора, автоматически меняется и ток в обмотке возбуждения, изменяя как магнитный поток, так и ЭДС в обмотке якоря так, чтобы обеспечить постоянство напряжения. Для изменения тока в обмотке возбуждения включается регулируемое сопротивление. . . 1 , hMfc

Для генератора последовательного возбуждения внешняя характеристика показана на рис. 5.18. В генераторах этого типа ток возбуждения равен току якоря и при холостом ходе в обмотке якоря будет со.здана ЭДС за счет остаточного магнетизма £огт. С увеличением нагрузки также увеличится ток в обмотке возбуждения, что вызывает увеличение ЭДС (кривая а). Напряжение на зажимах нагруженного генератора меньше ЭДС за счет падения напряжения в сопротивлении .машины и реакции якоря (кривая б). Таким образом, у генераторов последовательного возбуждения напряжение резко меняется с изменением нагрузки, в силу чего их применение ограничено

В генераторах смешанного возбуждения возможно согласное и встречное включение последовательной и параллельной обмоток. При согласном включении обмоток возбуждения результирующая НС, создающая .магнитный поток, равна сумме НС последовательной и параллельной обмоток, а при встречном включении - разности этих НС.

5.9. ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

При включении двигателя постоянного тока в сеть под действием приложенного напряжения будет протекать ток как в обмотке якоря, так и в обмотке возбуждения. Ток возбуждения создает магнитный поток полюсов. В результате взаимодействия тока в проводниках обмотки якоря с магнитным полем полюсов создается вращающий момент и якорь машины приходит во вращение. Таким образом, электрическая энергия, полученная машиной из сети источника энергии, преобразовывается в механическую.

Полол^им, что генератор параллельного возбуждения работает на сеть большой мощности (рис. 5.19). Нагрузка генератора определяется из следующего выражения:

1,:={Е-и,)/Га, (5.7)

где 1а - ток в обмотке якоря; Га - сопротивление Рис. 5.19. Схема цепи этой обмотки; Е - ЭДС, индуцируемая в этой включения ге-же обмотке; Uo - напряжение сети. нератора па-

Направление ЭДС и тока в активных проводах озб^уждеим в якоря показано на схеме (5.20а). Машина развива- мощную сеть ет электромагнитный момент М^, являющийся тормозным, т. е. потребляет механическую энергию и вырабатывает электрическую. Если регулировочным сопротивлением уменьшить ок возбуждения, то уменьшится как магнитный поток, так и ЭДС в обмотке якоря, а значит, и нагрузка генератора. Изменяя сопротивление регулировочного реостата, можно сделать ток возбуждения таким /во, при котором ЭДС в обмотке якоря равна напряже-