Электрические машины, обмотки возбуждения которых (в отличие от независимого возбуждения) питаются током якоря самой машины непосредственно или через преобразовательное устройство, получили название машин с самовозбуждением.
Процесс самовозбуждения генераторов параллельного и смешанного возбуждений происходит при разомкнутой внешней цепи за счет остаточного магнетизма в полюсах машины. Благодаря остаточному магнетизму при вращении якоря генератора в нем возбуждается остаточная ЭДС Uост = = 0,02ч-0,03Uном.
Рис. 1. Иллюстрация процесса самовозбуждения генераторов параллельного и смешанного возбуждений
Цепь якоря в процессе запуска замкнута на цепь возбуждения, поэтому под действием остаточной ЭДС возникает ток возбуждения
где Ra — сопротивление обмотки возбуждения.
Этот ток, протекая по обмотке возбуждения, усиливает магнитный поток полюсов (при условии согласного включения обмоток якоря и возбуждения), который наводит соответствующую ЭДС в обмотке якоря.
С увеличением ЭДС возрастают ток возбуждения и маг нитный поток полюсов до установления номинального тока в цепи возбуждения. Процесс увеличения тока возбуждения1 прекращается, когда наступает равновесие падения напряжения на обмотке возбуждения и ЭДС на выводах генератора.
Процесс самовозбуждения генератора можно характеризовать зависимостью напряжения на обмотке возбуждения от тока возбуждения Uв = / (/„) при /?в = const (кривая 1 на рис. 1). Эта кривая есть характеристика холостого хода генератора. При протекании тока по обмотке возбуждения на ней создается падение напряжения Цъ =-* /в/?в, которое изображается прямой 2 на рис. 1 (падением напряжения в цепи якоря можно пренебречь, так как сопротивление якоря Rя значительно меньше сопротивления Ra обмотки возбуждения).
В точке а пересечения линий 1 и 2 процесс самовозбуждения прекращается, поскольку падение напряжения UB = ~ на обмотке возбуждения уравновешивается ЭДС, наводимой в обмотке якоря, т. е. IBRB — VB = Е0. В этом случае в обмотке возбуждения устанавливается постоянный ток, которому при Rя соответствует постоянное напряжение на зажимах генератора.
Процесс самовозбуждения генератора может заканчиваться и при других положениях точки а на кривой /. Положение этой точки определяется углом наклона <х прямой 2 к оси абсцисс, который зависит от сопротивления RB обмотки возбуждения. Чем меньше это сопротивление, тем при большем напряжении заканчивается процесс самовозбуждения (точка а' на кривой /) и наоборот (точка а" на кривой /). Из графика видно, что, согласно закону Ома, сопротивление RB пропорционально tg а.
Если увеличивать Ra, то увеличится угол а, а точка а будет скользить по характеристике холостого хода в направлении к началу координат. При некотором сопротивлении Яв.кр, которое называется критическим, прямая 2 станет касательной к начальной части кривой 1 (точка о7). При этом условии генератор не возбуждается.
