Режим генератора постоянного тока

Генератор постоянного тока вращается с помощью асинхронного двигателя с частотой n (Рис.6.11). Согласно II закону Кирхгофа напряжение на зажимах генератора будет:

Рис.6.11.

Когда ток I течет по обмотке якоря, возникает электромагнитный момент сопротивления.

То есть имеем:

Механическая мощность на валу двигателя преобразуется в электрическую мощность генератора и уравнение баланса мощностей будет:

Преобразование механической энергии в электрическую удобно объяснить с помощью диаграммы мощностей (Рис.6.12) и тогда КПД генератора можно выразить следующей формулой:

Рис.6.12.

На этом рисунке представлены следующие величины: DPмех - механические потери мощности на трение в подшипниках; DPя - электрические и магнитные потери в якоре; DPв - потери мощности на возбуждение (в статоре).

Для объяснения принципа действия генератора постоянного тока используем логическую диаграмму (Рис.6.13).

Рис.6.13.

С помощью диаграммы определим последовательность явлений и событий:

1) приводной двигатель создает момент М_дв и вращает с частотой n якорь генератора;

2) под действием напряжения U_в по цепи статора течет ток I_в, который создает магнитный поток Fв;

3) согласно закону электромагнитной индукции (ЭМИ) этот поток наводит ЭДС Е. Если цепь якоря замкнута, то по ней течет ток I_я и на зажимах генератора возникает напряжение U = E - I_я r_вн.

4) ток I_я создает магнитный поток Fя, который суммируется с потоком Fв, образуя рабочий поток Fp(Fp= Fв + Fя). Этот же ток I_я, вступая во взаимодействие с рабочим потоком Fp создает электромагнитные силы (ЭМС) и соответствующий противодействующий момент М_г.