Электромагнитные переходные процессы в цепях возбуждения и форсирование процессов возбуждения
Как известно, основным способом регулирования скорости двигателей постоянного тока является изменение напряжения или магнитного потока, что достигается изменением тока возбуждения iВ самого двигателя, либо питающего двигатель преобразователя ( в системе ГД – генератора, в системе ТПД – изменением напряжения управления). В случае двигателя или генератора независимого возбуждения, что имеет место в системе ГД, переходные процессы в цепях возбуждения можно рассматривать изолированно от остальных процессов, происходящих в приводе. Если пренебречь реакцией якоря и влиянием вихревых токов, то iB не зависит от тока якоря. Переходный процесс в цепи возбуждения описывается выражением.
Обычно LB не равно const. Но если машина работает на линейной части кривой намагничивания, то можно считать LB=const и решение уравнения дает закон изменения тока возбуждения
, где 
- электромагнитная постоянная цепи возбуждения
Как видно, ток в цепи возбуждения при изменении напряжения нарастает или спадает по экспоненциальному закону. Т. к. обмотки возбуждения обладают сравнительно большой индуктивностью, переходный процесс в них протекает сравнительно медленно. В зависимости от мощности и скорости машин постоянная ТВ находится в пределах от десятых долей секунды до 2-4 секунд. С увеличением мощности и уменьшением скорости ТВ увеличивается (При мощности 1,5-15 кВт ТВ=0,2-0,6 , а при мощности 3000 кВт и более ТВ=2-4 сек.). Т. к. переходный процесс длится в течение t=(3-5)ТВ, то это существенно сказывается на производительности рабочих машин, если не принять мер к ускорению (форсированию) переходного процесса, в частности, ускорению нарастания тока возбуждения. Как правило, форсирование возбуждения осуществляется за счет приложения к обмотке возбуждения машины повышенного напряжения на весь период нарастания тока возбуждения. Рассмотрим вопрос форсировки на примере системы ГД. При пуске двигателя повышенное напряжение прикладывается к обмотке возбуждения генератора на весь период разгона двигателя до основной скорости, а при разгоне его в зоне выше основной скорости, напротив, напряжение UB в цепи возбуждения двигателя с целью ослабления потока кратковременно снижается.
Пусть к обмотке возбуждения генератора на время разгона двигателя приложено напряжение в a раз больше, чем необходимо для получения требуемого тока возбуждения 
, при котором напряжение, развиваемое генератором, равно заданному. Ток возбуждения будет изменяться по закону 
при iв. нач=0.
Как только iв достигнет значения 
, форсировка должна быть прекращена, т. к. напряжение генератора достигнет требуемого значения. Очевидно, при наличии форсировки iв достигнет значения iв. уст значительно раньше (за время t2 ), чем при отсутствии форсировки.
Для момента достижения током iв значения, равного 
, можно написать
и 
. Для оценки t2 определим далее 
Если при отсутствии форсировки принять t1=5TB, то 
; При a=2 t2=0,14t1, т. е. процесс нарастания тока возбуждения увеличивается ~ в семь раз. Форсирование возбуждения не только сокращает длительность переходного процесса, но и улучшает его качество, т. к. нарастание iв и, следовательно, ЭДС и напряжения генератора становится более равномерным.
При вентильном возбуждении тиристорный возбудитель должен иметь большой запас по напряжению. В нормальном режиме он работает с большим зарегулированием, а при форсировке вентили открываются полностью, чем достигается быстрый подъем тока возбуждения, а значит и напряжения генератора.
Уравнение равновесия для контура системы вентильного возбуждения имеет вид
Закон изменения тока возбуждения при включении
, где 
При мгновенном изменении угла регулирования от a1 до a2
