Основы работы генераторов

Э. д. с. и напряжение генератора. При вращении якоря в каждом проводнике его обмотки индуцируется э. д. с.

e = Bl_яu_я

где В — индукция в воздушном зазоре машины; l_я, u_я — активная длина проводника и скорость его перемещения в магнитном ноле.

Э. д. с. генератора Е равна сумме э. д. с. е, индуцируемых во всех проводниках, входящих в параллельную ветвь обмотки якоря:

E = p/a * N/60 nФ

где N — число проводников обмотки якоря.

произведение p/a * N/60 для каждой данной машины представляет собой некоторую постоянную величину и может быть обозначено с_Е. Поэтому э. д. с.

E = c_EФn (59)

Э. д. с. Е_в каждой данной машине зависит только от частоты вращения якоря n и магнитного потока Ф. Регулировать ее можно двумя способами:

• изменением магнитного потока Ф; для этого требуется изменить ток I_в в обмотке возбуждения;
• изменением частоты вращения n.

Напряжение генератора

U = E – I_яΣR_я (60)

где I_яΣR_я — падение напряжения во всех обмотках, включенных последовательно в цепь якоря (обмотках якоря, добавочных полюсов, компенсационной и последовательного возбуждения);

_ΣR_я— суммарное сопротивление этих обмоток.

Следовательно, для регулирования напряжения генератора надо регулировать его э. д. с. двумя указанными способами. Оба способа используют в тепловозах для регулирования напряжения тяговых генераторов. Генераторы, применяемые для питания цепей управления локомотивов, зарядки аккумуляторных батарей и пр., работают обычно при постоянной частоте вращения п, поэтому регулирование их напряжения осуществляется путем изменения тока возбуждения.

Ток нагрузки и электромагнитный тормозной момент генератора.

В генераторах постоянного тока нагрузка (приемник электрической энергии) включается в цепь обмотки якоря. Поэтому ток нагрузки

I_н = U/R_н = (E – I_яΣR_я) / R_н

Следовательно, регулировать ток нагрузки генератора можно двумя способами:

• изменением сопротивления R_н приемника;
• изменением напряжения U генератора, т. е. его э. д. с. Е.

На каждый проводник обмотки якоря, находящийся в магнитном поле, действует электромагнитная сила

f = Bl_яi_я = Bl_яI_я / (2a) (62)

Совместное действие электромагнитных сил f всех N проводников якоря создает электромагнитный момент:

M = [pN / (2πa)] ФI_я (63)

Произведение pN / (2πa) для каждой данной машины представляет собой постоянную величину и может быть обозначено с_M. Поэтому

M = C_MФI_я

Очевидно, что при увеличении тока генератора I_я≈I_н увеличивается и электромагнитный тормозной момент М, что требует соответствующего увеличения внешнего момента М_вн первичного двигателя (дизеля), приводящего генератор во вращение.