Генератор с независимым возбуждением

Генератором с независимым возбуждением называется, такой, обмотка возбуждения которого присоединяется к постороннему источнику питания. На рис. 4-20 показана схема генератора независимого возбуждения. К рубильнику 1 подключена обмотка возбуждения 4  последовательно с регулировочным реостатом 2 и амперметром, измеряющим ток I_в.
Реостат имеет холостой контакт 3, присоединяемый к зажиму обмотки возбуждения, подключенному непосредственно ко второму зажиму рубильника. Если для уменьшения тока возбуждения передвигать движок вверх (рис. 4-20), то он попадет на холостой контакт и замкнет обмотку возбуждения накоротко. Разрыва цепи возбуждения при этом нё происходит. Если же схема собрана так, что обмотка возбуждения размыкается, то в месте разрыва образуется электрическая дуга и энергия магнитного поля превращается в электрическую. Индуктивность обмотки обычно велика и, следовательно, велика э. д. с. самоиндукции, поддерживающая на концах разомкнутой обмотки значительное напряжение, что может быть причиной пробоя изоляции обмотки и большой опасности для обслуживающего персонала. Электрическая дуга, температура которой достигает 4 000° С, вызывает оплавление и повышенное окисление поверхности контактов.
К зажимам якоря присоединен потребитель энергии r, а для измерения напряжения U и тока I = Iя — вольтметр и амперметр. Первичный двигатель, вращающий якорь, не показан.
Характеристика холостого хода E₀ = f ( I_в )  при n = const и I = 0 представляет собой в другом масштабе график Φ = f ( I_в ), так как E пропорциональна Φ .
Она служит для проверки расчетных данных магнитной цепи, графических построений и  называется магнитной характеристикой машины.
Получают ее следующим образом. Якорь генератора вращают с постоянной скоростью
n =  n_н  при разомкнутых рубильниках 1 и 5. Затем, включив рубильник уменьшая сопротивление r_ш, увеличивают напряжение генератора до величины U₀ = (1.1 1.2) U_{н  .}Записав значения
I_в и U₀, уменьшают ток возбуждения, делая 5—6 измерений  I_в и U₀. Последнее измерение производится при токе I_в = 0.
Полученная при этом э. д. с, наведенная потоком остаточной индукции, называется остаточной E_ост и равна (2—2,5%) U_н. Точка, соответствующая номинальному напряжению U_н, лежит обычно на колене кривой — при токе I_В.Х, называемом током возбуждения при холостом ходе и номинальном напряжении (рис. 4-21).
Внешняя характеристика генераторa U = f ( I ) при I_в = const и n = const характеризует устойчивость напряжения генератора при изменении нагрузки и показана на рис. 4-22
(кривая 1).
Для получения характеристики якорь вращают с постоянной скоростью n =  n_н и возбуждают машину при холостом ходе до U = (1.1 1.2) U_н. Замкнув рубильник 5 (рис. 4-20), уменьшают постепенно сопротивление нагрузки r, регулируют одновременно ток возбуждения так, чтобы при I = I_н  установилось номинальное напряжение U_н. Это будет первая точка характеристики при I_н и U_н (рис. 4-22). Затем, поддерживая неизменным I_в и  n, увеличивают постепенно сопротивление r, и измеряют 5—6 раз значения U и I, разгружая генератор до холостого хода.

При разгрузке уменьшается ток I, уменьшаются падение напряжения в цепи якоря Ir_я и размагничивающее действие реакции якоря .
Поток Φ растает, а с ним и э. д. с. E. Так как U = E -  Ir_я напряжение машины U растет. Величина

называется процентным изменением напряжения и составляет для генераторов с независимым возбуждением 5—10%. Для поддержания напряжения неизменным при колебаниях нагрузки приходится регулировать ток возбуждения. Это может быть сделано вручную или при помощи автоматических регуляторов.