Среднее профессиональное образование а. В. Грищенко, В. В. Стрекопытов электрические машины и преобразователи подвижного состава

2.2. Генератор независимого возбуждения. 
Схема включения генератора независимого возбуждения показана на рис. 2.2. Ток I
в 
в 
обмотке возбуждения, а следовательно, и величина основного магнитного потока машины 
регулируются реостатом R
pг
, включенным в цепь обмотки возбуждения, питаемой от 
внешнего источника постоянного тока. Это может быть аккумулятор, выпрямитель или 
другой генератор постоянного тока, называемый в этом случае возбудителем. При снятии 

---

36 / 203 
характеристики холостого хода Е
г
= f (I
в
) генератор работает с разомкнутой цепью 
нагрузки (I
н
= 0). Установив номинальную частоту вращения и поддерживая ее неизменной в 
течение всего опыта, постепенно увеличивают ток I
в
в обмотке возбуждения от нуля до 
значения I
в
= I
в
max
, при котором напряжение холостого хода U
г
= 1,15 U
ном
. Прямолинейная 
часть характеристики соответствует ненасыщенной магнитной системе машины. При 
дальнейшем увеличении тока I
в
магнитная система машины насыщается, и характеристика 
приобретает криволинейный характер. Характеристика холостого хода Е
г
= f (I
в
) совпадает 
по форме с характеристикой намагничивания (см. рис. 1.17) и позволяет судить о магнитных 
свойствах машины. Нагрузочная характеристика генератора выражает зависимость 
напряжения U
r
на выводах генератора от тока возбуждения I
в
при неизменном токе нагрузки 
I
н
, например номинальном, и номинальной частоте вращения. При указанных условиях 
напряжение на выводах генератора U
г
меньше его ЭДС Е
1
, поэтому нагрузочная 
характеристика располагается ниже характеристики холостого хода. Уменьшение U
г
при 
наличии нагрузки объясняется двумя причинами: падением напряжения в цепи якоря (см. 
формулу (2.1) и размагничивающим влиянием якоря. 
Рис. 2.2. Схема включения генератора независимого возбуждения. 
R
н
- сопротивление нагрузки. 
Измерив суммарную величину активного сопротивления цепи обмотки якоря R
я
и подсчитав 
падение напряжения I
я
R
я
можно определить ЭДС генератора при заданном токе нагрузки: 
Е
г
= U
г
+ I
я
R
я
(2.8) 
Внешняя характеристика генератора представляет собой зависимость напряжения U
г
на 
выводах генератора от тока нагрузки I
н
. При снятии данных для построения внешней 
характеристики устанавливают номинальную частоту вращения генератора и увеличивают 
ток нагрузки до номинального значения при номинальном напряжении. Затем, постепенно 
уменьшая нагрузку до нуля (I
н
= 0), снимают показания приборов. Сопротивление цепи 
возбуждения R
pг
и частоту вращения в течение опыта поддерживают неизменными. Внешняя 
характеристика генератора отражает изменение тока возбуждения I
в
. При увеличении тока 
нагрузки I
н
напряжение U
г 
понижается в результате размагничивающего влияния реакции 
якоря и падения напряжения в цепи якоря. Наклон внешней характеристики к оси абсцисс 
(жесткость внешней характеристики) оценивается номинальным изменением напряжения 
генератора,%, при сбросе нагрузки: ΔU
ном
= (E
г
- U
ном
/ U
ном
) × 100 (2.9) 
Обычно для генераторов независимого возбуждения ΔU
ном
= 5...10%. Регулировочная 
характеристика генератора I
в
= f (I
н
) показывает, как следует изменять величину тока в цепи 
обмотки возбуждения, чтобы при изменениях нагрузки генератора напряжение на его 
выводах оставалось неизменным и равным номинальному. При этом частота вращения 
сохраняется постоянной: n = const. Порядок построения регулировочной характеристики 
следующий. При отключенной нагрузке устанавливают такой ток возбуждения I
в0
, при 
котором напряжение на выводах генератора равно номинальному. Затем постепенно 
увеличивают ток нагрузки генератора до номинального значения, одновременно увеличивая 
ток возбуждения таким образом, чтобы напряжение генератора во всем диапазоне изменения 
нагрузки оставалось равным номинальному. Так получают восходящую ветвь 
характеристики. Далее, постепенно уменьшая нагрузку генератора до холостого хода и 

---

37 / 203 
регулируя соответствующим образом ток возбуждения, получают нисходящую ветвь 
характеристики. Нисходящая ветвь регулировочной характеристики располагается выше 
восходящей, что объясняется влиянием остаточного намагничивания магнитной цепи 
машины в процессе снятия восходящей ветви. Среднюю кривую, проведенную между 
восходящей 
и 
нисходящей 
ветвями, 
называют 
практической 
регулировочной 
характеристикой генератора. Основным недостатком генераторов независимого возбуждения 
является необходимость в постороннем источнике постоянного тока – возбудителе. Однако 
возможность регулирования напряжения в широких пределах, а также сравнительно жесткая 
внешняя характеристика являются несомненными достоинствами таких генераторов, что 
объясняет преимущественное использование их на тяговом подвижном составе.