Способи збудження машин постійного струму і їх класифікація
Генератори постійного струму можуть виконуватися з незалежним, паралельним, послідовним і змішаним збудженням. Слід зауважити, що тепер застосування в якості джерел енергії генераторів постійного струму дуже обмежена.
Обмотка збудження генератора постійного струму з незалежним збудженням отримує харчування від незалежного джерела - мережі постійного струму, спеціального збудника. перетворювача і ін. (рис. 1, а). Ці генератори застосовуються в потужних системах, коли напруга збудження повинно бути вибрано відмінним від напруги генератора, в системах регулювання швидкості обертання двигунів. які живляться від генераторів і інших джерел.
Значення струму збудження потужних генераторів становить 1,0-1,5% від струму генераторів і до десятків відсотків для машин потужністю близько десятків ват.
Мал. 1. Схеми генераторів постійного струму: а - з незалежним збудженням; б - з паралельним збудженням; в - з послідовним збудженням; г - зі змішаним збудженням П - споживачі
У г енератора з паралельним збудженням обмотка збудження включається на напругу самого генератора (дивіться рис. 1, б). Струм якоря I я дорівнює сумі струмів навантаження I п і струму збудження I в: I я = I п + I в
Генератори виконуються зазвичай для середніх потужностей.
Обмотка збудження генератора з послідовним збудженням включена послідовно в ланцюг якоря і обтекается струмом якоря (рис. 1, в). Процес самозбудження генератора протікає дуже бурхливо. Такі генератори практично не використовуються. На самому початку розвитку енергетики застосовувалася система передачі енергії з послідовно включеними генераторами і двигунами послідовного збудження.
Генератор зі змішаним збудженням має дві обмотки збудження - паралельну ОВП і послідовну ОВС зазвичай з згодним включенням (рис. 1, г). Паралельна обмотка може бути включена до послідовної ( «короткий шунт») або після неї ( «довгий шунт»). МДС послідовної обмотки зазвичай невелика і розрахована тільки на компенсацію падіння напруги в якорі при навантаженні. Такі генератори тепер також практично не застосовуються.
Схеми збудження двигунів постійного струму подібні схемам для генераторів. Двигуни постійного струму великої потужності виконуються зазвичай з незалежним збудженням. У двигунів паралельного збудження обмотка збудження живиться від того ж джерела енергії, що і двигун. Обмотка збудження включається безпосередньо на напругу джерела енергії, щоб не позначалося вплив падіння напруги в пусковому опорі (рис. 2).
Мал. 2. Схема двигуна постійного струму з паралельним збудженням
Струм мережі Ic складається з струму якоря I я і струму збудження I в.
Схема двигуна послідовного збудження подібна до схеми на рис. 1, ст. Завдяки послідовній обмотці крутний момент при навантаженні зростає більше, ніж у двигунів паралельного збудження, при цьому швидкість обертання зменшується. Це властивість двигунів визначає їх широке застосування в приводах електровозною тяги: в магістральних електровози, міському транспорті та ін. Падіння напруги в обмотці збудження при номінальному струмі становить одиниці відсотків від номінальної напруги.
Двигуни змішаного збудження через наявність послідовної обмотки в деякій мірі мають властивості двигунів послідовного збудження. В даний час вони практично не застосовуються. Двигуни паралельного збудження іноді виконуються із стабілізуючою (послідовної) обмоткою, що включається відповідно до з паралельною обмоткою збудження, для забезпечення більш спокійної роботи при піках навантаження. МДС такої стабілізуючою обмотки невелика - одиниці відсотків від основної МДС.