Следовательно, ток якоря

.

 

Согласно закону Ома ток нагрузки будет:

,

где R_в – сопротивление обмотки возбуждения;

R_p – сопротивление регулировочного реостата.

Ток в якоре согласно первому закону Кирхгофа: ,

где I – ток нагрузки.

Анализ приведенных формул показывает, что напряжение на зажимах генератора зависит от тока нагрузки I и тока возбуждения I_в при постоянных значениях сопротивлений R_a и R_в.

Свойства генератора с независимым возбуждением исследуются с помощью характеристик холостого хода, регулировочной и внешней. Характеристики дают возможность выяснить, как зависит напряжение U генератора от тока возбуждения I_a, от тока нагрузки I.

Характеристика холостого хода показывает, как зависит ЭДС генератора от тока возбуждения, E = f(Iв) при постоянной частоте вращения ротора генератора n и токе I = 0.

 

E

 

Фн, А

Ен I = 0

n = const

Рис. 5.1.5 Характеристика ХХ генератора независимого возбуждения

 

Фо, Ео Iв_н Iв

 

Стрелки на характеристике ХХ показывают направление намагничивания генератора. В другом масштабе эта характеристика повторяет кривую намагничивания стали и имеет участок насыщения, на котором ЭДС не изменяется. Намагничивание практически заканчивается в точке А.

Внешняя характеристика показывает, что напряжение U на щетках генератора зависит от тока нагрузки, и с увеличением тока, уменьшается. Это происходит по трем причинам:

1. возникает падение напряжения в обмотке якоря на сопротивлении якоря R_a;

2. ЭДС якоря с уменьшением напряжения также уменьшается, поскольку уменьшается ток возбуждения;

3. с увеличением тока нагрузки, растет влияние магнитного поля якоря (реакция якоря) на главное поле машины.

Потеря напряжения U определяется по формуле:

.

Регулировочная характеристика показывает, как и насколько надо изменять ток возбуждения, чтобы с изменением тока нагрузки напряжение оставалось неизменным.

Изменение тока возбуждения Iв определяется по формуле:

.

На рис. 5.1.6 и 5.1.7 показаны внешняя и регулировочная

характеристики генератора с независимым возбуждением

U I_в

 

U_о I_в = const U = const

n = const

U_н Iв_н

 

 

Iв_о

 

 

 

Iн I Iн I

 

Рис. 5.1.6 Внешняя характеристика Рис. 5.1.7 Регулировочная характеристика