Схема генератора изображена на рис. 3.3, б. В отличие от генератора независимого возбуждения в данном случае не требуется отдельного источника питания. В этом типе генератора используется принцип самовозбуждения, который основывается на том, что в обесточенной машине существует небольшой - 1-3% от номинального остаточный поток Ф₀. Если обмотка возбуждения включена так, что ее НС направлена согласно направлению остаточного потока, то при вращении ротора генератор входит в режим работы с током возбуждения i _в и ЭДС Е, определяемыми величиной регулировочного сопротивления в цепи возбуждения. На основании II закона Кирхгофа

 ,                                                    (3.10)

где R _в, L _в – активное сопротивление и индуктивность обмотки возбуждения генератора.

На рис. 3.7 показан процесс самовозбуждения генератора.

Точка пересечения кривой холостого хода генератора 1 с прямой 2, являющейся зависимостью U_{R в} = f(I _в), определяет установившийся режим работы генератора (рис. 3.7). Переходный процесс изменения тока возбуждения, очевидно, характеризуется увеличением с течением времени падения напряжения на активном сопротивлении обмотки возбуждения. С ростом тока возбуждения от 0 до установившегося значения ЭДС возбуждения, очевидно, будет определяться изменением разности ординат кривых 1 и 2 при движении от 0 до точки А₁. Регулирование выходного напряжения генератора осуществляется изменением R _в. Сопротивление R _в.кр, при котором машина уже не возбуждается, называют критическим (кривая 3, рис. 3.7).

Ток возбуждения генератора параллельного возбуждения составляет всего 1-3% от номинального тока якоря, поэтому характеристика холостого хода этого генератора практически совпадает с аналогичной характеристикой генератора независимого возбуждения. То же самое можно сказать о регулировочной и нагрузочной характеристиках генератора.

Рис. 3.7. Процесс самовозбуждения генератора

с параллельным возбуждением

Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения (рис. 3.8) представляет собой зависимость выходного напряжения U от тока нагрузки I _н , U = f ( I _н ), при n = const и неизменной величине сопротивления в цепи возбуждения R _в = const .

Помимо падения напряжения в цепи якоря и влияния реакции якоря в этом случае на характер внешней характеристики влияет уменьшение магнитного потока с ростом нагрузки. Поэтому внешняя характеристика этого типа генератора (кривая 1, рис. 3.8) располагается ниже аналогичной характеристики генератора независимого возбуждения (кривая 2, рис. 3.8).

Рис. 3.8. Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения

При значении тока возбуждения, соответствующего изгибу характеристики холостого хода, ток нагрузки достигает своего критического значения I _кр (обычно не превышающего номинального значения тока нагрузки в 2-2,5 раза). До критической точки часть внешней характеристики генератора соответствует его установившемуся режиму работы; при дальнейшем увеличении нагрузки наступает неустойчивый режим работы, в результате величина напряжения на его выходе и ток возбуждения становятся равными нулю, а величина тока якоря определяется остаточным магнитным потоком Ф₀.

При резком увеличении нагрузки вплоть до короткого замыкания изменение магнитного потока, ввиду большой величины электромагнитной постоянной цепи возбуждения, отстает от темпа нарастания тока нагрузки. Поэтому в якоре генератора наводится та же величина ЭДС, что и до режима перегрузки. В результате ток якоря может до­стигнуть величины, значительно превышающей I _кр, и вызвать круго­вой огонь на коллекторе машины.