Magnetické pole generátoru s nezávislým buzením je vytvářeno proudem přiváděným z vnějšího zdroje energie do budícího vinutí pólů. Obvod generátoru s nezávislým buzením je na Obr. 11.6. Magnetické pole generátorů s nezávislým buzením lze vytvořit z permanentních magnetů (obr. 11.7).
Rýže. 11.6 Obr. 11.7
Závislost EMF generátoru na budícím proudu se nazývá charakteristika naprázdno E = Uxx= f(Iв). Charakteristika volnoběžných otáček se získá s otevřeným vnějším obvodem (Iя) a konstantní rychlostí (n2= konst) Charakteristiky volnoběžných otáček generátoru jsou uvedeny na Obr. 11.8. V důsledku zbytkového magnetického toku není emf generátoru nulová, když je budicí proud nulový. S rostoucím budicím proudem se nejprve proporcionálně zvyšuje emf generátoru. Odpovídající část charakteristiky volnoběžných otáček bude přímá. Ale s dalším zvýšením budícího proudu dochází k magnetickému nasycení stroje, proto bude mít křivka ohyb. Při následném zvýšení budícího proudu zůstává emf generátoru téměř nezměněna. Při snížení budícího proudu se demagnetizační křivka neshoduje s magnetizační křivkou v důsledku jevu hystereze. Závislost napětí na vnějších svorkách stroje na zatěžovacím proudu U = f (I) při budícím proudu Iв= const se nazývá vnější charakteristika generátoru.
Vnější charakteristiky generátoru jsou na Obr. 11.9.
Rýže. 11.8 Obr. 11.9
S rostoucím zatěžovacím proudem se napětí na svorkách generátoru snižuje v důsledku zvýšení úbytku napětí ve vinutí kotvy.
Samobuzené generátory. Princip samobuzení generátoru s paralelním buzením
Nevýhodou generátoru s nezávislým buzením je nutnost mít samostatný zdroj energie. Ale za určitých podmínek může být budicí vinutí napájeno proudem kotvy generátoru. Generátory s vlastním buzením mají jedno ze tří schémat: s paralelním, sériovým a smíšeným buzením. Na Obr. Obrázek 11.10 ukazuje generátor s paralelním buzením.
Budicí vinutí je připojeno paralelně k vinutí kotvy. Reostat R je součástí budícího obvoduв. Generátor pracuje v klidovém režimu. Aby se generátor sám vzbudil, musí být splněny určité podmínky. První z těchto podmínek je přítomnost zbytkového magnetického toku mezi póly. Když se kotva otáčí, zbytkový magnetický tok indukuje malé zbytkové EMF ve vinutí kotvy. Rýže. 11.10 Druhou podmínkou je důsledné zahrnutí budicího vinutí. Budicí vinutí a vinutí kotvy musí být spojeny tak, aby emf kotvy vytvářelo proud, který zvyšuje zbytkový magnetický tok. Zvýšení magnetického toku povede ke zvýšení EMF. Stroj se sám vzbudí a začne stabilně pracovat s určitým budícím proudem Iв = const a EMF E = const, v závislosti na odporu Rв v budicím obvodu. Třetí podmínkou je, že odpor budícího obvodu při dané rychlosti musí být menší než kritický. Znázorněme to na Obr. 11.11
klidová charakteristika generátoru E = f (Iв) (křivka 1) a voltampérovou charakteristikou odporu budícího obvodu Uв = Rв·Iв, kde tyв – pokles napětí v budicím obvodu. Tato charakteristika je přímka 2 nakloněná k ose úsečky pod úhlem γ (tg γ ~ Rв).
Proud budícího vinutí zvyšuje magnetický tok pólů, když je budicí vinutí zapnuto souhlasně. Zvyšuje se EMF indukovaný v kotvě, což vede k dalšímu zvýšení proudu budícího vinutí, magnetického toku a EMF. Růst EMF z budícího proudu se zpomaluje, když je magnetický obvod stroje nasycen. Pokles napětí v budicím obvodu je úměrný nárůstu proudu. V místě průsečíku charakteristiky volnoběžných otáček stroje 1 s přímkou 2 proces samobuzení končí. Stroj pracuje ve stabilním režimu. Pokud zvýšíme odpor obvodu budícího vinutí, zvětší se úhel sklonu přímky 2 k ose proudu. Průsečík přímky s charakteristikou volnoběžných otáček se posune do počátku souřadnic. Při určité hodnotě odporu budícího obvodu Rcr, když γ = γcrsamobuzení se stává nemožným. Při kritickém odporu se voltampérová charakteristika budícího obvodu stane tečnou k přímkové části charakteristiky naprázdno a v kotvě se objeví malé EMF.
