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Charakteristik von DC-Generatoren - Separat angeregt, selbstgenerierter und zusammengesetzter Generator

Charakteristisch ist der Graph zwischen den beiden abhängigen Größen. Es zeigt die stationäre Charakteristik von Gleichstromgeneratoren. Die Charakteristik der DC-Generatoren erklärt die Beziehungen zwischen Last, Erregung und Klemmenspannung durch den Graph. Im Folgenden sind die drei wichtigen Merkmale eines Gleichstromgenerators aufgeführt.

Magnetisierungsmerkmal

Diese Charakteristik gibt die Variation der Erzeugungs- oder Leerlaufspannung bei Feldstrom bei konstanter Geschwindigkeit an. Es wird auch als Leerlauf- oder Leerlaufkennlinie bezeichnet.

Interne Eigenschaft

Interne Kennlinie des DC-Generators zeigt die Kurve zwischen der erzeugten Spannung und dem Laststrom.

Externe Merkmale oder Lastmerkmale

Externe oder Lastkennlinien geben die Beziehung zwischen Klemmenspannung und Laststrom bei konstanter Geschwindigkeit an.

Inhalt:

Charakteristik des separat angeregten Gleichstromgenerators

In einem separat angeregter Gleichstromgenerator, Eine separate Gleichstromquelle ist an die angeschlossenFeldwicklung. Diese Quelle kann eine Batterie, ein Diodengleichrichter, ein anderer Gleichstromgenerator oder ein geregelter Gleichrichter sein. Das Schaltbild eines separat erregten Gleichstromgenerators im belasteten Zustand ist unten dargestellt.

Charakteristik des DC-Generators-Fig-1

Schaltungsmodell eines separat angeregten Gleichstromgenerators

Lassen Sie einen Generator mit konstanter Geschwindigkeit durchfahreneine Kraftmaschine. Die Felderregung (If) wird so eingestellt, dass die Nennspannung im Leerlauf gegeben wird. Während des gesamten Betriebs wird dieser Spannungswert konstant gehalten.

Lassen,

  • Rfw ist der Widerstand der Feldwicklung
  • Rfc ist der Widerstand des Feldrheostaten zur Steuerung des Feldstroms.
  • Rein ist der Gesamtwiderstand des Ankerkreises einschließlich des Bürstenkontaktwiderstandes.
  • RL ist der Lastwiderstand.
  • ichL ist der Laststrom
  • Eein ist die interne erzeugte Spannung
  • V ist die Klemmenspannung
  • ichein ist der Ankerstrom

Die verschiedenen Gleichungen für einen getrennt erregten Gleichstromgenerator sind wie folgt

Charakteristik des DC-Generators-Eq-1

Wenn es keine Ankerreaktion gab, ist die erzeugte Spannung V0 wäre konstant, wie in der folgenden Abbildung durch eine gerade Linie (rote Farbe) dargestellt.

Charakteristik des DC-Generators-Abb-2

Klemmenmerkmale eines separat angeregten Gleichstromgenerators

Es gibt einen Spannungsabfall von ΔVAR wegen der Ankerreaktion. Das interne Eigenschaft (Eein ~ IchL) In der obigen Abbildung ist auch eine blaue Linie dargestellt. Über dem Ankerwiderstand Ra gibt es einen Spannungsabfall IaRa. Der Generator, externe Kennlinie (V ~ IL) wird auch durch die rosa Linie angezeigt.

Das Punkt P heißt als ArbeitspunktDies ist der Schnittpunkt zwischen Generator, externer Kennlinie und der durch die Beziehung V = I gegebenen LastkennlinieLRL. Dieser Punkt P gibt die Betriebswerte für die Klemmenspannung und den Laststrom an.

Spannungsaufbau im selbsterregten Generator oder Shunt-Gleichstromgenerator

EIN selbsterregter Generator wird auch als DC-Shunt-Generator bezeichnetDie Wicklung ist parallel zum Anker geschaltet. Somit liefert die Ankerspannung den Feldstrom. Dieser Generatortyp liefert eine eigene Felderregung.

Die Ersatzschaltung eines Nebenschlussgenerators ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Charakteristik des DC-Generators-Fig-3

Ersatzschaltung eines Shunt-Gleichstromgenerators

Betrachten wir die obige Abbildung, nehmen wir das anDer Generator arbeitet ohne Last und der Primärantrieb treibt den Anker mit einer bestimmten Geschwindigkeit an. Dieser Generator baut die gewünschte Klemmenspannung auf. Für den Spannungsaufbau ist der in den Feldpolen des DC-Generators vorhandene Restfluss verantwortlich. Ein kleines Spannungsohr wird erzeugt und durch die unten gezeigte Gleichung gegeben.

Charakteristik des DC-Generators-Eq-2

Diese Spannung liegt in der Größenordnung von 1 bis 2 Volt. Diese Spannung bewirkt, dass in der Feldwicklung des Generators ein Strom If fließt. Der Feldstrom ist durch die Gleichung gegeben.

Charakteristik des DC-Generators-Eq-3

Der Fluss wird durch eine magnetomotorische Kraft erhöhterzeugt durch den Feldstrom. Dadurch steigt die erzeugte Spannung Ea an. Diese erhöhte Ankerspannung erhöht die Klemmenspannung. Mit dem Ansteigen der Klemmenspannung steigt der Feldstrom If weiter an. Dies erhöht wiederum den Fluss und daher steigt die Ankerspannung weiter an, und der Spannungsaufbauprozess setzt sich fort.

Die Spannungsaufbaukurve eines DC-Shunt-Generators ist unten dargestellt.

Charakteristik des DC-Generators-Fig-4

Spannungsaufbau eines DC-Shunt-Generators

Der Generator befindet sich während des Prozesses des Spannungsaufbaus im Leerlauf, daher geben die folgenden Gleichungen den stationären Betrieb an.

Charakteristik des DC-Generators-Eq-4

Da der Feldstrom If in einem Nebengenerator sehr klein ist, fällt der Spannungsabfall I ausf Rein kann vernachlässigt werden. Somit wird die Gleichung (1)

Charakteristik des DC-Generators-Eq-5

Die gerade Linie, die durch V = I gegeben istfRf In der obigen Abbildung ist bekannt als Feldwiderstandslinie.

Der Spannungsaufbau im DC-Shunt-Generator für verschiedene Schaltungswiderstände ist unten dargestellt.

Charakteristik des DC-Generators-Abb-5

Einfluss des Feldwiderstandes auf die Leerlaufspannung

Eine Abnahme des Widerstands der Feldschaltungverringert die Steigung der Feldwiderstandslinie, was zu einer höheren Spannung führt. Eine Erhöhung des Widerstands der Feldschaltung erhöht die Steigung der Feldwiderstandslinie, was zu einer niedrigeren Spannung führt. Wenn der Widerstand des Feldkreises auf den kritischen Widerstand des Feldes erhöht wird (RC) tangiert die Feldwiderstandslinie den Anfangsteil der Magnetisierungskurve.

Wenn der Wert des Feldwiderstands höher ist alsder kritische Widerstand des Feldwerts erregt der Generator nicht. Die unten gezeigte Kurve zeigt die Änderung der Leerlaufspannung mit dem festen Feldwiderstand und der variablen Geschwindigkeit des Ankers.

Charakteristik des DC-Generators-Fig-6

Variation der Leerlaufspannung mit der Geschwindigkeit

Die Magnetisierungskurve variiert mit der Geschwindigkeit undSeine Ordinaten für jeden Feldstrom sind proportional zur Drehzahl des Generators. Wenn der Feldwiderstand konstant gehalten und die Drehzahl id reduziert wird, werden alle Punkte der Magnetisierungskurve abgesenkt. Bei einer bestimmten Geschwindigkeit, genannt kritische Geschwindigkeitwird die Feldwiderstandslinie tangential zur Magnetisierungskurve. Unterhalb der kritischen Geschwindigkeit baut sich die Spannung nicht auf.

Die folgenden Bedingungen müssen für den Spannungsaufbau in einem selbsterregten Gleichstromgenerator erfüllt sein.

  • In den Feldpolen muss ein ausreichender Restfluss vorhanden sein.
  • Die Feldklemmen sollten so angeschlossen werden, dass der Feldstrom den Fluss in Richtung des Restflusses erhöht.
  • Der Feldkreiswiderstand sollte geringer sein als der kritische Feldkreiswiderstand.

Wenn in den Feldpolen kein Restfluss vorhanden ist, trennen Sie das Feld vom Ankerkreis und legen Sie eine Gleichspannung an die Feldwicklung an. Dieser Vorgang wird Flashing the field genannt.

Spannungsstromcharakteristik des zusammengesetzten DC-Generators

Die Spannungs-Strom-Charakteristik von Verbundgeneratoren ist unten dargestellt.

Charakteristik des DC-Generators-Fig-7

Spannungs-Strom-Eigenschaften des zusammengesetzten DC-Generators

Das Kumulativ zusammengesetzte Generatoren kann sein Über Compounded, Flat Compounded und Unter Compounded, abhängig von der Anzahl der Serienfeldumdrehungen.

Bei übergeneriertem Generator VolllastanschlussSpannung ist höher als die Klemmenspannung ohne Last. Bei einem Generator mit flachem oder ebenem Verbund entspricht die Klemmenspannung bei Volllast der Leerlaufklemmenspannung. In einem Generator unter Generator ist die Klemmenspannung bei Volllast geringer als die Klemmenspannung ohne Last.

Im Differenzielle zusammengesetzte GeneratorenDie Klemmenspannung fällt mit zunehmendem Ankerstrom sehr schnell ab.

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