Le condizioni per l'autoeccitazione di un tale generatore sono le seguenti:

La prima condizione èè che un tale generatore ha un flusso magnetico residuo, che induce l'EMF iniziale nell'avvolgimento dell'indotto

Tale flusso magnetico di solito esiste in una macchina a causa della rimanenza dei poli.

La seconda condizione è sta nel fatto che quando una corrente inizia a fluire attraverso l'avvolgimento di eccitazione io (sotto l'influenza di EMF residuo), forza magnetomotrice fo dovrebbe essere diretto secondo Fost ... Quindi, sotto l'influenza dell'MDS risultante pari a l'EMF aumenta al generatore. Se l'MDS è diretto in senso opposto, la macchina viene smagnetizzata e il processo di autoeccitazione non si verificherà. In questo caso, è necessario cambiare la direzione del flusso di corrente. io nell'eccitazione si sovrappongono cambiando la polarità della tensione ad essa applicata.

Terza condizione-è che la resistenza del circuito dell'avvolgimento di campo era inferiore a un certo valore, chiamato critico.

Un diagramma schematico di un generatore autoeccitato è mostrato in Fig. 1.3. I generatori di questo tipo hanno due avvolgimenti di campo: parallelo e serie.

Riso. 1.3. Schema schematico del generatore

Nei generatori di eccitazione paralleli, il circuito dell'avvolgimento di eccitazione è collegato in parallelo all'armatura. La corrente di eccitazione può essere determinata:

dove è la resistenza dell'avvolgimento di eccitazione.

La caratteristica di minimo del generatore di eccitazione parallelo è simile alla stessa caratteristica del generatore di eccitazione indipendente.

La caratteristica di carico del generatore di eccitazione in parallelo sarà situata al di sotto della corrispondente caratteristica del generatore di eccitazione indipendente a causa della presenza del fenomeno di autosmagnetizzazione.

La caratteristica esterna del generatore di eccitazione parallela è la dipendenza a e. A differenza dei generatori ad eccitazione indipendente, in cui, quando si assume la caratteristica esterna, la corrente di eccitazione, nei generatori di eccitazione in parallelo, è un valore variabile che dipende dalla corrente di carico. Ciò è dovuto al fatto che quando si cambia, cambia la tensione ai terminali dell'armatura del generatore, a cui è collegato l'avvolgimento di campo.

Con generatori di eccitazione paralleli, con un aumento della corrente di carico, la tensione del generatore diminuisce in modo più significativo rispetto ai generatori di eccitazione indipendenti. Ciò è dovuto al fatto che, oltre a due motivi che causano una diminuzione della tensione tu con un aumento della corrente di carico (caduta di tensione nell'armatura e azione smagnetizzante della reazione di armatura), c'è anche una terza ragione: il fenomeno dell'autosmagnetizzazione. Questo fenomeno consiste nel fatto che con un aumento della corrente di carico, la corrente di eccitazione diminuisce a causa di una diminuzione della tensione tu per l'influenza dei primi due motivi.

Il generatore di eccitazione in parallelo può essere caricato fino ad un certo valore massimo di corrente di armatura. Con un'ulteriore diminuzione della resistenza di carico, la corrente di carico inizia a diminuire bruscamente, perché voltaggio tu cade più velocemente della diminuzione della resistenza, ciò è dovuto al fatto che ad elevate correnti di carico il sistema magnetico entra in uno stato insaturo per autosmagnetizzazione ed i fattori che determinano la caduta di tensione ai capi della resistenza di armatura sono di preponderante importanza.

Corrente di armatura, raggiungendo il valore inizia a diminuire e quando raggiunge il valore della corrente di cortocircuito del generatore. Il valore è determinato solo dall'EMF residuo e dalla resistenza dell'avvolgimento dell'indotto ( U = 0 e io in = 0 ).

La caratteristica di controllo di un generatore di eccitazione parallelo ha la stessa forma di quella di un generatore di eccitazione indipendente.

I generatori di eccitazione misti hanno due avvolgimenti di eccitazione: parallelo e serie (vedi Fig. 1.3). Di norma, l'avvolgimento di campo parallelo è quello principale e quello seriale è quello ausiliario.

Gli avvolgimenti di campo possono essere disattivati ​​secondo, ad es. in modo che le loro forze magnetomotrici si sommano. Lo scopo dell'accensione dell'avvolgimento in serie è di compensare la caduta di tensione attraverso la resistenza dell'avvolgimento dell'indotto e l'effetto smagnetizzante della reazione dell'armatura. A causa di questo avvolgimento, è possibile fornire la stabilizzazione automatica della tensione del generatore in un determinato intervallo.

modifiche al carico.

Ciò è dovuto al fatto che l'aumento della corrente di carico che scorre attraverso l'avvolgimento di campo in serie provoca un aumento dell'MDF di questo avvolgimento. L'MDS dell'avvolgimento seriale, sommandosi all'MDS dell'avvolgimento parallelo, compensa la diminuzione della tensione del generatore.

Se l'avvolgimento seriale viene acceso nella direzione opposta, in modo che l'MDF degli avvolgimenti seriale e parallelo sia diretto in modo opposto, la caratteristica esterna di un tale generatore diminuirà drasticamente, poiché un aumento della corrente di carico porta a un forte diminuzione del flusso magnetico e dei campi elettromagnetici indotti nell'avvolgimento dell'indotto.

Il collegamento inverso degli avvolgimenti di campo seriale e parallelo viene utilizzato nei casi in cui è necessario limitare la corrente di cortocircuito, (generatori di saldatura, ecc.)

Il campo magnetico di un generatore con eccitazione indipendente è creato da una corrente fornita da una fonte di energia esterna all'avvolgimento di campo dei poli. Il circuito del generatore con eccitazione indipendente è mostrato in Fig. 11.6. Il campo magnetico dei generatori con eccitazione indipendente può essere creato da magneti permanenti (Fig. 11.7).

Riso. 11.6 Fig. 11,7

La dipendenza del generatore EMF dalla corrente di eccitazione è chiamata caratteristica del minimo E = U xx = f (I in). La caratteristica del minimo è ottenuta con circuito esterno aperto (I I) e a velocità costante (n 2 = const).La caratteristica del minimo del generatore è mostrata in Fig. 11.8. A causa del flusso magnetico residuo, l'EMF del generatore non è zero quando la corrente di eccitazione è zero. Con un aumento della corrente di eccitazione, l'EMF del generatore aumenta prima proporzionalmente. La parte corrispondente della caratteristica del minimo sarà diritta. Ma con un ulteriore aumento della corrente di eccitazione, si verifica la saturazione magnetica della macchina, motivo per cui la curva avrà una curva. Con un successivo aumento della corrente di eccitazione, l'EMF del generatore rimane quasi invariato. Se la corrente di eccitazione viene ridotta, la curva di smagnetizzazione non coincide con la curva di magnetizzazione a causa del fenomeno dell'isteresi. La dipendenza della tensione ai terminali esterni della macchina dal valore della corrente di carico U = f (I) alla corrente di eccitazione I in = const è chiamata caratteristica esterna del generatore.

La caratteristica esterna del generatore è mostrata in Fig. 11.9.

Riso. 11.8 Fig. 11.9

Con un aumento della corrente di carico, la tensione ai terminali del generatore diminuisce a causa di un aumento della caduta di tensione nell'avvolgimento dell'indotto.

Generatori autoeccitati. Il principio di autoeccitazione di un generatore di eccitazione parallelo

Lo svantaggio di un generatore eccitato separatamente è la necessità di un'alimentazione separata. Ma in determinate condizioni, l'avvolgimento di eccitazione può essere alimentato con la corrente di armatura del generatore. I generatori autoeccitati hanno uno dei tre schemi: parallelo, serie e eccitazione mista. Nella fig. 11.10 mostra un generatore di eccitazione parallelo.

L'avvolgimento di eccitazione è collegato in parallelo con l'avvolgimento dell'indotto. Un reostato R è incluso nel circuito di eccitazione. Il generatore è al minimo. Affinché il generatore si autoecciti, devono essere soddisfatte determinate condizioni. La prima di queste condizioni è la presenza di flusso magnetico residuo tra i poli. Quando l'armatura ruota, il flusso magnetico residuo induce un piccolo EMF residuo nell'avvolgimento dell'indotto. Riso. 11.10 La seconda condizione è l'inclusione concorde dell'avvolgimento di eccitazione. Gli avvolgimenti di campo e l'armatura devono essere collegati in modo tale che l'EMF dell'armatura crei una corrente che aumenti il ​​flusso magnetico residuo. Un aumento del flusso magnetico porterà ad un aumento dell'EMF. La macchina è autoeccitata e inizia a funzionare stabilmente con una corrente di eccitazione I in = const e EMF E = const, a seconda della resistenza R in nel circuito di eccitazione. La terza condizione è che la resistenza del circuito di eccitazione ad una data velocità sia inferiore a quella critica. Rappresentiamo in fig. 11.11

la caratteristica della marcia a vuoto del generatore E = f (I in) (curva 1) e la caratteristica volt-ampere della resistenza del circuito di eccitazione U in = R in · I in, dove U in è la caduta di tensione in il circuito di eccitazione. Questa caratteristica è una retta 2, inclinata rispetto all'asse delle ascisse di un angolo (tan γ ~ R in).

La corrente dell'avvolgimento di campo aumenta il flusso magnetico dei poli quando l'avvolgimento di campo viene attivato concordemente. L'EMF indotto nell'armatura aumenta, il che porta ad un ulteriore aumento della corrente di avvolgimento del campo, del flusso magnetico e dell'EMF. La crescita dell'EMF dalla corrente di eccitazione rallenta quando il circuito magnetico della macchina è saturo. La caduta di tensione nel circuito di eccitazione è proporzionale all'aumento di corrente. Nel punto di intersezione della caratteristica di minimo della macchina 1 con la retta 2, il processo di autoeccitazione termina. La macchina funziona a regime. Se aumentiamo la resistenza del circuito di avvolgimento di campo, aumenta l'angolo di inclinazione della retta 2 rispetto all'asse corrente. Il punto di intersezione della retta con la caratteristica di riposo viene spostato sull'origine. Ad un certo valore della resistenza del circuito di eccitazione R cr, quando = γ cr, l'autoeccitazione diventa impossibile. A una resistenza critica, la caratteristica volt-ampere del circuito di eccitazione diventa tangente alla parte rettilinea della caratteristica del minimo e nell'armatura appare un piccolo EMF.

GENERATORI AUTO EMOZIONANTI

In pratica, i più utilizzati sono i generatori di ultrasuoni realizzati secondo schemi di autoeccitazione, in cui l'intero percorso dell'amplificatore e del sistema oscillatorio è coperto da un feedback positivo in modo che si verifichino auto-oscillazioni in esso alla frequenza delle massime oscillazioni meccaniche del sistema oscillatorio operativo.

Un esempio di generatori con autoeccitazione sono generatori di dispositivi tecnologici di KLN Ultraschal GVBH (Germania) per saldatura ad ultrasuoni, generatori di dispositivi di Branson (Gran Bretagna) per bagni di pulizia ad ultrasuoni e dispositivi domestici come UZ01-01.

Per generare un segnale di retroazione in generatori autoeccitati, vengono utilizzati circuiti a ponte, circuiti con un trasformatore differenziale e vari circuiti di retroazione positiva induttivi e capacitivi. Il principale svantaggio dei generatori autoeccitati è la necessità di riadattarlo quando si cambia il sistema oscillante o gli strumenti di lavoro per eseguire varie operazioni tecnologiche. Inoltre, nei generatori con autoeccitazione, è impossibile regolare i parametri di uscita dell'apparato (ad esempio, l'intensità delle oscillazioni ultrasoniche sullo strumento di lavoro del sistema oscillatorio), poiché le condizioni necessarie per il funzionamento ottimale del apparecchi con autoeccitazione sono l'equilibrio di fase e l'equilibrio delle ampiezze, la cui violazione porta alla rottura delle auto-oscillazioni. Ciò accade perché una violazione delle modalità operative del sistema oscillatorio ad ultrasuoni (modifica del carico, riscaldamento, ecc., nonché una modifica dei parametri elettrici e geometrici del sistema oscillatorio stesso) porta a una mancata corrispondenza di due sistemi interconnessi contemporaneamente: il sistema di estrazione del segnale di retroazione e il sistema di adattamento oscillatorio sistemi con generatore. Pertanto, la ristrutturazione dell'apparato richiede un cambiamento e un coordinamento reciproco di tutti gli elementi, il che costituisce un problema tecnico complesso, la cui soluzione è praticamente di difficile attuazione durante il funzionamento dell'apparato.

In pratica, quando si eseguono varie operazioni tecnologiche, è necessario regolare rapidamente l'apparato quando si modificano i parametri del sistema oscillatorio modificando le caratteristiche (regolazione) di un elemento elettronico, nonché regolando i parametri di uscita dell'apparato durante il processo di eseguire operazioni tecnologiche.

Per questo motivo, per un dispositivo ultrasonico multifunzionale, è necessario utilizzare generatori autoeccitati, che consentono un'ampia gamma di operazioni con strumenti di lavoro di sistemi oscillatori di varia concezione e che consentono una facile ristrutturazione elettronica delle caratteristiche del dispositivo durante la sua operazione durante la lavorazione di vari materiali, ambienti e oggetti a vari livelli di carico, ecc. I diagrammi schematici dei generatori di ultrasuoni per l'uso in dispositivi ad ultrasuoni multifunzionali sono mostrati in Fig. 4.3. e fig. 4.4. I diagrammi schematici differiscono nei metodi per generare un segnale di retroazione e regolare le caratteristiche dell'apparato, nonché nelle caratteristiche di potenza. Il generatore mostrato in fig. 4.3. più semplice da implementare, ha una potenza di 40 W ed è pensato per completare un dispositivo multifunzionale di tipo 2. In esso, il feedback viene formato utilizzando un elemento capacitivo sintonizzabile. Il generatore, il cui diagramma schematico è mostrato nella Figura 4.4, è più complesso, ha controlli elettronici di frequenza e potenza. Tale generatore può essere utilizzato per completare dispositivi del secondo e del terzo tipo.

In considerazione della maggiore versatilità di questo generatore, consideriamo in dettaglio la sua struttura e il principio di funzionamento.

Lo schema del generatore di ultrasuoni, mostrato non in fig. 4.4 contiene un amplificatore di frequenza ad ultrasuoni realizzato sui transistor VT2, VT3, un sistema oscillatorio funzionante ZQ1, un circuito di adattamento di un amplificatore con un sistema oscillatorio contenente un induttanza L, un trasformatore TR3, nonché un circuito di feedback positivo realizzato sugli elementi C1, C2, C3, R1, TR1, il circuito di retroazione con il suo ingresso è collegato elettricamente all'uscita dell'amplificatore attraverso una resistenza complessa, inclusa la resistenza di uscita dell'amplificatore e il condensatore di blocco C4, ed è realizzato sotto forma di condensatore collegato in serie e l'avvolgimento primario di un trasformatore aggiuntivo TR1, il cui avvolgimento secondario è collegato ad un elemento resistivo sintonizzabile meccanicamente o elettricamente R1, mentre il circuito di adattamento è collegato in parallelo al circuito di estrazione del segnale di retroazione ed è realizzato nella forma di una induttanza di compensazione L e di un trasformatore di uscita TR3 collegati in serie.

Figura 4.3. Schema schematico di un generatore da 40w

Figura 4.4 Schema schematico di un generatore autoeccitato da 160 W.

Il dispositivo ad ultrasuoni contiene un amplificatore sui transistor VT2 e VT3, operante in modalità di commutazione, che consente il massimo fattore di conversione della tensione di alimentazione bipolare in oscillazioni elettriche della frequenza ultrasonica. L'amplificatore viene caricato in serie attraverso il condensatore di blocco C4, l'induttanza di compensazione L e l'avvolgimento primario del trasformatore di uscita TR3. Un sistema oscillatorio funzionante ZQ1 è collegato all'avvolgimento secondario del trasformatore TR3, che contiene un trasduttore piezoelettrico, un concentratore di adattamento e un elemento operativo per introdurre vibrazioni ultrasoniche in materiali, oggetti e supporti lavorati. L'induttore di compensazione L e il trasformatore TR3 assicurano che l'amplificatore sia abbinato al sistema oscillatorio operativo. Il circuito di estrazione del segnale di retroazione, che è allo stesso tempo un circuito di impostazione e regolazione dei parametri dell'apparato, contiene i condensatori C1, C2, C3 collegati in serie e l'avvolgimento primario del trasformatore TR1. Il segnale isolato viene inviato all'avvolgimento primario del trasformatore TR2 collegato in serie al circuito di estrazione del segnale di retroazione.

In parallelo con l'avvolgimento secondario del trasformatore TR1, è collegato un elemento resistivo R1, la cui resistenza può essere modificata meccanicamente o elettronicamente (ad esempio, un resistore variabile per la regolazione manuale dell'apparato o un circuito elettronico con una resistenza di uscita sintonizzabile per la ristrutturazione automatizzata dell'apparato).

Il circuito per separare il segnale di retroazione con l'avvolgimento primario del trasformatore TR2 collegato in serie ad esso è collegato all'uscita dell'amplificatore sui transistor VT2 e VT3 attraverso una resistenza complessa, che è la resistenza di uscita dell'amplificatore e del condensatore di blocco C4, cioè collegato in parallelo con il circuito di adattamento dell'amplificatore con il sistema oscillatorio funzionante. Gli avvolgimenti del trasformatore TR1 sono realizzati su un circuito magnetico comune.

L'utilizzo del secondario del trasformatore TR1, posto sullo stesso circuito magnetico con il primario, permette, variando il valore della resistenza di carico R1 (o la resistenza di uscita dei circuiti elettronici sintonizzabili), di variare l'induttanza di l'avvolgimento primario del trasformatore TR1 La modifica dell'induttanza dell'avvolgimento primario del trasformatore TR1 prevede una ristrutturazione del circuito di retroazione.

Per spiegare il funzionamento dell'apparato, supponiamo che quando si collega il sistema oscillatorio funzionante utilizzato per implementare un determinato processo tecnologico, la modalità di autoeccitazione dell'apparato ad ultrasuoni non sia fornita a causa della mancanza di bilanciamento di fase e ampiezza. Nell'apparato ad ultrasuoni proposto, le relazioni di fase tra la tensione nel punto tra il condensatore C4 e l'induttanza L e la corrente di uscita dell'amplificatore portano a un cambiamento nella forma della tensione di retroazione all'ingresso dell'amplificatore a causa della presenza di un finito impedenza di uscita dell'amplificatore.

In questo caso, lo squilibrio di fasi e ampiezze porta al fatto che il carico dell'amplificatore può essere di natura induttiva e quindi il segnale di retroazione all'ingresso dell'amplificatore inizia a sfasare in anticipo rispetto al segnale di uscita, oppure può essere capacitivo in natura e quindi il segnale di uscita è davanti al segnale di retroazione. In entrambi i casi, la variazione della resistenza R1 prevede una variazione dell'induttanza dell'avvolgimento primario del trasformatore TR1 e la ristrutturazione dei parametri del circuito di retroazione. La ristrutturazione della retroazione porta ad una variazione delle relazioni di fase all'ingresso e all'uscita dell'amplificatore, e ad un certo valore della resistenza R1, viene fornita la condizione di autoeccitazione. In questo caso, la frequenza di generazione cambia a un valore pari alla frequenza di risonanza meccanica del sistema oscillatorio operativo e il generatore di ultrasuoni funziona in modalità di autoeccitazione. Pertanto, modificando la resistenza R1, la retroazione dipendente dalla frequenza fornisce la sintonizzazione della frequenza di generazione alla frequenza della risonanza meccanica e, al momento iniziale, garantisce il funzionamento con uno qualsiasi dei sistemi oscillatori funzionanti necessari. In questo caso, è possibile impostare un certo sfasamento all'uscita dell'amplificatore, fornendo una modalità di autoeccitazione a una frequenza vicina alla frequenza della risonanza meccanica. Pertanto, garantendo il funzionamento dell'apparato ad una frequenza prossima alla frequenza di risonanza, è possibile ridurre l'intensità delle vibrazioni ultrasoniche eccitate nel mezzo od oggetto trattato, ovvero stabilire la modalità ottimale di conduzione del processo. La stessa modifica può essere effettuata durante il funzionamento dell'apparato, modificando operativamente le modalità di esposizione ad ultrasuoni. Quando si imposta l'apparato per il funzionamento in modalità di autoeccitazione con il sistema oscillatorio di lavoro selezionato o gli strumenti di lavoro necessari, viene eseguito un determinato processo tecnologico. Durante questo processo, può verificarsi un cambiamento nei parametri del sistema oscillatorio (a causa del riscaldamento degli elementi piezoelettrici e del materiale delle sovrapposizioni, cambiamenti nelle condizioni per l'introduzione di oscillazioni, ecc.). In questo caso, una variazione della frequenza della risonanza meccanica del sistema oscillatorio operativo, che si verifica entro piccoli limiti, porta anche a una variazione della natura del carico (cioè il carico portato all'ingresso del generatore inizia ad essere induttivo o capacitivo) e, entro piccoli limiti, ad una variazione dei rapporti di fase tra corrente e tensione all'uscita dell'amplificatore. In entrambi i casi, per preservare le condizioni di autoeccitazione, es. mantenendo all'uscita dell'amplificatore lo sfasamento inizialmente impostato, la frequenza di generazione viene automaticamente portata entro piccoli limiti ad un valore pari alla frequenza di risonanza del sistema oscillatorio, e la condizione di autoeccitazione è costantemente soddisfatta.

Pertanto, il generatore di ultrasuoni considerato consente di eseguire processi tecnologici utilizzando diversi sistemi oscillatori di lavoro o un sistema oscillante con diversi strumenti di lavoro, per regolare i parametri di uscita dell'apparato, in particolare l'intensità delle oscillazioni ultrasoniche, durante l'installazione e il funzionamento dell'apparato e garantisce inoltre la conservazione delle condizioni della modalità di autoeccitazione originariamente stabilita durante il funzionamento quando si modificano i parametri del sistema oscillatorio e le condizioni dell'impatto delle vibrazioni ultrasoniche su oggetti, supporti e materiali. Il diagramma schematico del generatore contiene anche un relè a tempo, realizzato sull'elemento DD1 e che fornisce l'accensione del dispositivo tecnologico durante il processo tecnologico. Il transistor VT1 viene utilizzato per stabilizzare l'ampiezza di oscillazione del generatore. I vantaggi elencati rendono i generatori considerati adatti a completare dispositivi ad ultrasuoni multifunzionali con una potenza da 40 a 160 W.

Il vantaggio principale dei generatori autoeccitati è la loro semplicità di progettazione e facilità d'uso. Tuttavia, la fabbricazione di tali generatori richiede un bilanciamento preliminare molto preciso del circuito di adattamento oscillatore-oscillatore e del circuito di estrazione del segnale di retroazione. Inoltre, i generatori autoeccitati non forniscono una modifica automatica dei parametri del generatore (frequenza di esercizio) su un intervallo molto ampio, ad esempio quando i parametri del carico acustico cambiano da un mezzo gassoso a uno solido. Per risolvere tali problemi vengono utilizzati generatori con eccitazione indipendente, realizzati secondo schemi con controllo automatico della frequenza.

Nei generatori autoeccitati, l'avvolgimento dei poli principali è alimentato dalla tensione del generatore stesso. Ciò elimina la necessità di una fonte di energia separata.

A seconda del circuito di commutazione dell'avvolgimento di eccitazione, si distinguono generatori di eccitazione parallela, serie e mista.

Generatore di eccitazione parallela. Uno schema di un generatore di eccitazione parallelo, o generatore di shunt, è mostrato in Fig. 7.21.

La corrente di armatura del generatore è suddivisa in corrente di carico e corrente di eccitazione:

inoltre la corrente di eccitazione è 1-3% della corrente di carico nominale.

La caratteristica di minimo del generatore di eccitazione parallelo è simile a quella del generatore di eccitazione indipendente. Poiché la corrente di eccitazione è piccola, il generatore può essere considerato scarico. Se è necessario ottenere una caratteristica più accurata, l'avvolgimento di eccitazione del generatore di eccitazione parallelo è alimentato da una sorgente separata.

La caratteristica esterna del generatore di eccitazione parallela (Fig. 7.22) mostra che la tensione ai suoi terminali con un aumento della corrente di carico diminuisce più velocemente (curva 1), che con eccitazione indipendente (curva 2).

La caduta di tensione ai terminali del generatore è dovuta a tre ragioni:

• a) una diminuzione del valore medio dell'induzione magnetica nella macchina dovuta alla reazione dell'armatura;
• b) un aumento della caduta di tensione all'interno del generatore;
• c) una diminuzione (dovuta ai primi due motivi) della tensione fornita al circuito di eccitazione.

La corrente di carico del generatore può essere determinata secondo la legge di Ohm:

dove tu - tensione ai terminali del generatore, uguale alla tensione all'avvolgimento di eccitazione; R lt- resistenza al carico.

Quando si rimuove la caratteristica esterna, l'aumento della corrente io effettuata riducendo la resistenza R H. Come indicato, all'aumentare della corrente io la tensione diminuisce tu ai terminali del generatore. Pertanto, con decrescente RH contemporaneamente diminuisce e tu Ad un certo valore della corrente di carico, il tasso di diminuzione tu viene confrontato con il tasso di diminuzione di „e, come è ovvio dalla formula della legge di Ohm, l'aumento di corrente si ferma. Questo valore di corrente massimo possibile è chiamato critico scioccato 1 TO... Con un'ulteriore diminuzione della resistenza RH voltaggio tu scende relativamente più velocemente e la corrente di carico inizia a diminuire. Pertanto, i cortocircuiti non sono pericolosi per i generatori di eccitazione paralleli. La corrente di cortocircuito / u di un tale generatore è solitamente inferiore alla corrente nominale ed è creata solo dalla magnetizzazione residua, poiché la tensione ai capi del generatore, e quindi la tensione fornita al circuito di eccitazione, è nulla durante un corto circuito.

La caratteristica di controllo del generatore di eccitazione in parallelo nei limiti delle correnti di carico di esercizio ha la stessa forma di quella del generatore di eccitazione indipendente. Per mantenere una tensione costante ai terminali del generatore con l'aumento della corrente di carico, è necessario aumentare la corrente di eccitazione, che si ottiene riducendo la resistenza R B circuiti di eccitazione della macchina.

I generatori di corrente continua ad eccitazione parallela sono ampiamente utilizzati, soprattutto come alimentatori di bordo su oggetti in movimento: navi, aeroplani, automobili, ecc.

Numero scheda 7.9 (177) Generatori di eccitazione paralleli

Generatore di eccitazione sequenziale. Il generatore di eccitazione sequenziale, o generatore di serie, è così chiamato perché l'avvolgimento di eccitazione e l'avvolgimento di armatura sono collegati in serie (schema in Fig. 7.23, un). Per questo generatore / = / i = / in.

La caratteristica del minimo, che caratterizza le proprietà magnetiche del sistema di eccitazione, può essere misurata solo con eccitazione indipendente.

La caratteristica esterna è mostrata in Fig. 7.23, 6. Fino a quando il sistema magnetico non è saturo, con un aumento della corrente di carico, aumentano il flusso magnetico e l'EMF del generatore. Tuttavia, con la saturazione del conduttore magnetico, la crescita dell'EMF rallenta e l'effetto smagnetizzante della reazione dell'armatura si manifesta sempre di più. Pertanto, la tensione, avendo raggiunto il suo valore massimo, inizia a diminuire.

I generatori di eccitazione sequenziale sono usati relativamente raramente.

Generatori di eccitazione misti. I generatori CC sono più ampiamente utilizzati, in cui il flusso magnetico di eccitazione è creato da due avvolgimenti: shunt e serie. Questi sono generatori di eccitazione mista, o generatori composti (Fig. 7.24), che possono avere avvolgimenti di campo concordi o collegati in modo opposto.

Per i generatori con un'accensione concorde degli avvolgimenti, la tensione quasi non cambia quando cambia il carico. Ciò è dovuto al fatto che il flusso magnetico dell'avvolgimento in serie è creato dalla corrente di carico e aumenta con l'aumentare del carico, compensando l'influenza della reazione dell'indotto e un aumento della caduta di tensione all'interno della macchina. I generatori con avvolgimenti corrispondenti vengono utilizzati nei casi in cui è richiesta un'elevata stabilità della tensione di alimentazione quando il carico cambia in un ampio intervallo.

I generatori con avvolgimenti opposti hanno una caratteristica esterna a forte immersione. Con un aumento della corrente di carico, il controflusso dell'avvolgimento in serie smagnetizza la macchina e la tensione del generatore diminuisce bruscamente. Tali macchine vengono utilizzate come generatori di saldatura, dove è richiesta una relativa costanza della corrente di saldatura quando la tensione varia in un ampio intervallo, fino a valori prossimi allo zero (quando l'elettrodo tocca le parti da saldare).

Le caratteristiche esterne del generatore di eccitazione mista sono mostrate in Fig. 7.25, con una consonante (curva 1) e in arrivo (curva 2) l'inclusione degli avvolgimenti di campo.

Scheda n. 7.10 (208)

Generatori di eccitazione in serie e mista

Lo svantaggio di un generatore eccitato separatamente è la necessità di un'alimentazione separata. Ma in determinate condizioni, l'avvolgimento di eccitazione può essere alimentato con la corrente di armatura del generatore.
I generatori autoeccitati hanno uno dei tre schemi: parallelo, serie e eccitazione mista. Nella fig. 10 mostra un generatore di eccitazione in parallelo.

L'avvolgimento di eccitazione è collegato in parallelo con l'avvolgimento dell'indotto. Un reostato R è incluso nel circuito di eccitazione. Il generatore è al minimo.
Affinché il generatore si autoecciti, devono essere soddisfatte determinate condizioni.
La prima di queste condizioni è la presenza di flusso magnetico residuo tra i poli. Quando l'armatura ruota, il flusso magnetico residuo induce un piccolo EMF residuo nell'avvolgimento dell'indotto.
Riso. 10
La seconda condizione è l'inclusione concorde dell'avvolgimento di eccitazione. Gli avvolgimenti di campo e l'armatura devono essere collegati in modo tale che l'EMF dell'armatura crei una corrente che aumenti il ​​flusso magnetico residuo. Un aumento del flusso magnetico porterà ad un aumento dell'EMF. La macchina è autoeccitata e inizia a funzionare stabilmente con una corrente di eccitazione I in = const e EMF E = const, a seconda della resistenza R in nel circuito di eccitazione.
La terza condizione è che la resistenza del circuito di eccitazione ad una data velocità sia inferiore a quella critica. Rappresentiamo in fig. 11 caratteristica del generatore a vuoto E = f (I in) (curva 1) e caratteristica volt-ampere della resistenza del circuito di eccitazione U in = R in · I in, dove U in è la caduta di tensione nel circuito di eccitazione . Questa caratteristica è una retta 2, inclinata rispetto all'asse delle ascisse di un angolo (tan γ ~ R in).

La corrente dell'avvolgimento di campo aumenta il flusso magnetico dei poli quando l'avvolgimento di campo viene attivato concordemente. L'EMF indotto nell'armatura aumenta, il che porta ad un ulteriore aumento della corrente di avvolgimento del campo, del flusso magnetico e dell'EMF. La crescita dell'EMF dalla corrente di eccitazione rallenta quando il circuito magnetico della macchina è saturo.
Riso. undici

La caduta di tensione nel circuito di eccitazione è proporzionale all'aumento di corrente. Nel punto di intersezione della caratteristica di minimo della macchina 1 con la retta 2, il processo di autoeccitazione termina. La macchina funziona a regime.
Se aumentiamo la resistenza del circuito di avvolgimento di campo, aumenta l'angolo di inclinazione della retta 2 rispetto all'asse corrente. Il punto di intersezione della retta con la caratteristica di riposo viene spostato sull'origine. Ad un certo valore della resistenza del circuito di eccitazione R cr, quando
γ = γ cr, l'autoeccitazione diventa impossibile. A una resistenza critica, la caratteristica volt-ampere del circuito di eccitazione diventa tangente alla parte rettilinea della caratteristica del minimo e nell'armatura appare un piccolo EMF.