1000 гооо Фиг. 38.

то шо

соединения последовательных обмоток выравнивающим токи проводом. Для того чтобы параллельно соединенные генераторы принимали на себя нагрузку пропорционально своей номинальной мощности, они должны удовлетворять условиям: 1) сопротивления последовательных обмоток д. б. обратно пропорциональны номинальным мощностям генераторов; 2) процентное падение напряжения генераторов между холостым ходом и номинальной нагрузкой д. б. одинаково.

Генераторы с неизменяющейся силой тока. Во многих случаях является необходимым иметь ток постоянной силы

при постоянном числе оборотов и меняющемся сопротивлении нагрузки в

т\-h--\i-) сети, как, напр.,

при электрической сварке вольтовой дугой, в прожекторах и т. п. Генератор Кремера вполне удовлетворяет указан, условиям. Система возбуждения Кремера имеет ту особенность, что на полюсах магнитов насажены три обмотки: последовательная, шунтовая и с независимым возбуждением. Магнитный поток, образуемый первой, из них, направлен в сторону, противоположную потоку двух остальных. При постоянстве сопротивления шунтовой обмотки образуемые в ней самовозбуждением ампервитки должны расти пропорционально напряжению якоря. В координатах это может быть представлено в виде наклонной линии е, совпадающей с нижней частью кривой намагничения генератора, для чего необходимо соответствующим образом подобрать сопротивление шунтовой обмотки. До начала поворота кривой нужные ампервитки образуются одной шунтовой обмоткой. При такой характеристике генератор работал бы совершенно неустойчиво, и дальнейшее повышение его напряжения не было бы возможно. Путем прибавления ампервитков от независимого воз-булодения можно поднять напряжение до величины, определяемой пересечением характеристики TJ {AW)q, линией /, параллельной е и отсекающей на оси ординат ампервитки независимого возбуждения (фиг. 38). При нагрузке генератора нагрузочный ток пройдет через последовательную обмотку и образует противокомпаундные ампервитки, так что результирующие ампервитки м. б. представлены в виде прямой д. Расстояние между линиями t VL д соответствует противо-компаундным ампервиткам и реакции якоря. Сила тока растет пропорционально увеличению расстояния между линиями f я д, а напряжение падает до тех пор, пока отношение между напряжением и силой тока не будет равно внешнему сопротивлению. Наибольшая сила тока достигается при совпадении линии д с линией е. Величина этого тока зависит от величины ампервитков независимого возбуждения. Усиливая незави-

симое возбуждение, достигают роста тока до того момента, пока образуемые им ампер-витки не будут прямо противоположны ампервиткам независимого возбуждения. Поэтому, регулируя независимое возбуждение, можно получить любую величину тока, до максимального включительно.

Генератор Розенберга. В случаях, когда требуется ток постоянной силы, независимо от числа оборотов генератора, при постоянном внешнем сопротивлении и постоянном напряжении, весьма распространено применение генераторов с поперечным полем системы РозенбергаЭта машина применяется преимущественно в качестве генератора для освещения поездов, где она приводится в движение от оси вагона. Генератор Розенберга снабжен двумя группами щеток (фиг. 39): одна группа лежит в нейтральной зоне (Ь,Ь), другая-на средней линии полюсов {В,В). Первая группа замкнута на короткое, вторая присоединена к внешней сети. Возбуждение-независимое, питаемое от аккумуляторной батареи током постоянной силы. Магнитный поток обмотки возбуждения и поток, образуемый нагрузочным током I, проходящим через щетки В, В в обмотку якоря, действуют в диаметрально противоположных направлениях и дают результирующий продольный поток Ф. В обмотке якоря индуктируется ток между щеткалш Ь, Ь, образующий поперечное поле Фд, замыкаемое через полюсные наконечники. В обмотке якоря поперечным полем Фд индуктируется нагрузочный ток J, реакция к-рого на магнитный поток полюсов настолько сильна, что более или менее значительного усиления тока J с уве-личениемчислаобо- ротов не происходит. В поперечном поле между щет- I- ками b,b наводит- L ся эдс, пропорциональная Ф- п. Т. к. эта эдс замкнута на короткое, то поперечное поле также пропорционально Ф-п, и наводимая между щетками В, В эдс E = IR пропорциональна Ф-п. Обозначив ампервитки в параллельной возбудительной обмотке через AW. и ампервитки якоря через Iw, получим:

IR = CiAW - IWa)n\ т. к. Ф пропорционально J-W - или

i=---,

где С = Const. При п=оо или Е=0 уравнение примет следующий вид:

Фиг. 3 9.

AWr,

ИЛИ Iw = AWr.

Отсюда можно сделать тот вывод, что нагрузочный ток не может превысить определенной величины и что ампервитки IiVa якоря д. б. всегда несколько меньше ампервитков AW возбуждения. Машины Розенберга при колебаниях от 800 до 2 400 об/м; изменяют напряжение и силу тока на 12%.

Генератор с поперечным полем м. б. построен самовозбуждающимся. Возбудимая

обмотка в таком случае включается последовательно со щетками В, В во внешнюю сеть. В таком соединении генератор подходит для применения в дуговой сварке. Величина тока может регулироваться в широких пределах изменением числа оборотов, параллельным включением сопротивления в возбудительную обмотку или механически- изменением магнитного потока, проходящего через полюсы, путем увеличения или уменьшения воздушного зазора в полюсах.

Характеристики и применения Д. как двигателей постоянного тока. В двигателях с независимым возбуждением (фиг. 40), как, впрочем, и во всех двигателях постоянного тока, обмотка якоря забирает из сети ток, так что напря-леение и на занеимах двигателя будет больше наводимой в якоре противодействующей эдс Е на величину потери напрялсения от омического сопротивления R обмотки якоря и потери напрялеения V от переходного сопротивления щеток, т. е.

U = E + (IR+V),

где 1д-сила тока, который протекает в обмотке якоря.

Пуск в ход двигателей с независимым возбуждением обычно совершается при помо-I щи включения сон-

-лл/ywv

Фиг. 40.

ротивления R, постепенно уменьшаемого по мере уменьшения числа оборотов двигателя. Непосредствен, включение двигателя в цепь, при отсутствии противодействующей эдс в обмотке неподвижного якоря, имело бы следствием образование тока слишком большой СИ.т1ы, могущего повредить обмотку якоря. Только очень небольшие двигатели постоян. тока, МОЩНОСТЬЮ до 0,25 IP, пускаются в ход непосредственным включением их в цепь. При соблюдении известных условий, однако, практически допустим пуск в ход двигателей выше 600 IP как с независимым возбулодением, так и самовозбуждающихся, путем непосредственного включения их в сеть без посредства пускового сопротивления (реостата). Как показали опыты Треттина, в тех случаях, когда момент инерции приводимых в двилеение масс не слишком велик, удар тока, достигающий по величине почти троекратного тока полной нагрузки, держится не более 0,1-0,2 секунды. Весь процесс пуска длится не более 1 сек., в силу чего якорь за этот короткий период запуска не успевает далее заметно нагреться. Этот метод пуска применяется в судовых двигателях, непосредственно соединенных с винтом.

Число оборотов двигателя п, как это вытекает из формулы

Г7-(Д/а + У)

П--р- ,

2 .Ф

изменяется почти пропорционально напря-Т. Э. т. V/.

леению на зажимах U, т. к. потеря напряжения RIa+V составляет только небольшой процент от напряжения на зажимах (борнах) машины и. Это свойство двигателям, б.

1лллл/

Пусковой генератор

/Привод

Генератор

возбуждения

Двигатель

WWVV-

Фиг. 41.

использовано для регулирования числа оборотов. Однако, изменение напряжения якоря путем включения в его сеть сопротивления,поглощающего большое количество энергии, нежелательно, в особенности в тех случаях, когда приходится регулировать обороты двигателя в широких пределах. В таких случаях применяют специальный пусковой генератор с независимым возбуждением, питающий двигатель также с независимым возбуждением (фиг. 41). Изменение числа оборотов двигателя и напрялеения генератора достигается путем регулирования силы тока возбуледения генератора. При этом методе регулировки (схема Варда-Леонарда) достигаются минимальные потери.

2) Для двигателя с последовательным в о 3 б у ле д е н и е м м. б. написаны следующие основные ур-ия эдс Е:

E=U-[IiRa + RJ + V] и Е==с-п-Ф .

Т.к. магнитный поток Ф образуется током якоря I, молено написать:

Ф = /а).

Внешняя характеристика двигателя 17(1) показывает зависимость между напряжением и на зажимах и силой якорного тока J (фиг. 42). Внутренняя характеристика .£7 (1) получается из внешней путем уменьшения ординат напряжения U на зажимах на соот-ветствуюп.ее каждой точке кривой падение напряжения J(E -t-i? j)+F. При постоянстве напряжения U на залеимах и при увеличении нагрузки двигателя сила тока I и магнитный поток Ф будут расти, в то время как эдс Е и число оборотов п будут падать. С уменьшением магнитного потока Ф число оборотов п и эдс Е растут. Путем графич. построения молено получить кривую, характеризующую зависимость числа оборотов от силы тока I при 17 = Const. Характеристика вращающего момента для последовательных двигателей определяется на основании общего выражения для М:

М = с Ф 1= с Е I, т. к. Ф = с -Е. Построение характеристики

можно легко сделать из внутренней характеристики (фиг. 4,3), принимая во внимание, что площадь EI для каждой точки характеристики выражает вращающий момент. При малых значениях тока, когда магниты слабо насыщены, момент врахцения будет расти почти пропорционально квадрату силы тока, и кривая Ж примет форму параболы; по мере насыщения лселеза кривая выпрямляется.

В противоположность генераторам, двигатели с последовательным возбулсдением

Фиг. 42.

получили большое распространение в качестве тяговых моторов в трамвайном и ж.-д. транспорте ив крановых устройствах. Сериес-ные двигатели обладают ценными для целей тяги свойствами развивать большое усилие при пуске и преодолевать большое сопротивление меньшим числом оборотов. Из основной ф-лы для числа оборотов

и -[I(Ma+Rm) + V]

с Ф

вытекает, что при теоретическом холостом ходе, т. е. Ж = 0, 1 = 0иФ = 0, число оборотов п растет до бесконечности. Практически число оборотов при I =0 достигает конечной величины, но опасной для целости якоря, т. к. во много раз превосходит нормальное число оборотов. Между тем как в двигателях с независимым возбуждением, а также с параллельным возбуждением, число оборотов близко к постоянному и почти не зависит от изменения момента вращения, в двигателях с последовательным возбуледением число оборотов быстро падает с увеличением момента вращения. Это свойство двигателя автоматически уменьшать число оборотов при увеличении момента вращения делает этот тип двигателя весьма пригодным для целей тяги. При трогании электровоза с места, когда вредное сопротивление имеет максимальную величину и требуется развить наибольшую силу тяги для преодоления момента инер-

Фиг. 43.

ции и сообщения массе электровоза надлежащего ускорения, двигатель забирает максимально допустимый ток, к-рый и производит наибольший вращающий момент. Повышение сопротивления на подъемах и кривых двигатель преодолевает с меньшей скоростью, т. е. относительно с меньшим расходом тока, предохраняя электрич. станцию от резких колебаний нагрузки. Недостаток двигателей с последовательным возбуиадением чрезмерно увеличивать число оборотов при разгрузке отпадает в тяговых двигателях, т.к. они пускаются в ход постоянно под нагрузкой. Регулирование скорости, как это вытекает из ф-лы для числа оборотов, достигается или изменением магнитного потока, путем включения параллельного сопротивления в обмотку магнитов, или изменением напряжения на борнах двигателя путем последовательного вк.т1ючения в цепь якоря реостата. Последний способ регулирования числа оборотов идет целиком за счет поглощения части мощности на нагревание сопротивления, т. к. реостат, включенный перед двигателем, не изменяет забираемого тока. При шунтировании обмотки возбулодения через нее проходит только часть тока, а остальная будет поглощаться реостатом, вследствие чего повышается число оборотов дви-гате.1я. Ослабление потока вызовет уменьшение противодействующей эдс якоря, а, в силу сохранения той же величины вращающего момента, двигатель будет забирать больший ток. Спраг предложил регулировать число оборотов двигателя с последовательным возбуждением без применения реостата, путем подразделения обмотки полюсов на несколько групп и соединения их при помощи особого переключателя последовательно или парал.тельно. В способе Спрага регулирование достигается без потерь энергии. Экономично также регулирование оборотов сериесных двигателей изменением напряжения у зажимов. Принимая во внимание, что - = 1г > при последовательном включении двух одинаковых двигателей, связанных друг с другом механически, каждый из них, развивая при общем токе одинаковую мощность, будет иметь на зажимах половину напрялсения сети, в силу чего число оборотов соответственно понизится. Этим приемом псяьзуются в трамвайных вагонах. При пуске в ход двигателя необходимо включать пусковой реостат, выводя постепенно сопротивление с таким расчетом, чтобы сила тока во все время пуска не выходила из определенных пределов.

3) Для двигателя с параллельным возбуждением (фиг. 44) действительны следующие основные ур-ия:

B = U-(EJ -fF) и Е=с-п-Ф.

Магнитный поток, в зависимости от роста нагрузки и силы тока в якоре, уменьшается вследствие реакции якоря. Т.о., для сохранения противодействующей эдс Е на постоянной высоте пришлось бы уве.пичить число оборотов п. С другой стороны, омическое падение напряжения в якоре RJ-a+V растет по мере увеличения нагрузки и силы тока в якоре, что, в свою очередь, умень-