Характеристика генераторів постійного струму - окремо збуджений генератор збудження та з'єднання

Характеристика є графіком між двома залежними величинами. Показано стаціонарний стан генераторів постійного струму. Характеристика генераторів постійного струму пояснює співвідношення між навантаженнями, збудженням і напругою терміналів через графік. Нижче наведено три важливі характеристики генератора постійного струму.

Характеристика намагнічування

Ця характеристика дає варіацію генеруючої напруги або відсутній напруга навантаження з польовим струмом з постійною швидкістю. Його також називають характеристикою без навантаження або відкритою ланцюгом.

Внутрішня характеристика

Внутрішня характеристика генератора постійного струму відображає криву між генерованою напругою і струмом навантаження.

Зовнішні характеристики або характеристики навантаження

Зовнішні або навантажувальні характеристики дають відношення між напругою на виході і струмом навантаження з постійною швидкістю.

Зміст:

• Характеристика окремо збудженого генератора постійного струму
• Напруга нарощування в самозбуджені генератор або Шунт генератор постійного струму
• Характеристика напруги та струму складеного генератора постійного струму

Характеристика окремо збудженого генератора постійного струму

В генератор постійного струму, до джерела підключений окремий джерело живлення постійного струмуобмотки поля. Це джерело може бути батареєю, діодним випрямлячем, іншим генератором постійного струму або керованим випрямлячем. Принципова схема окремо збудженого генератора постійного струму при навантаженому стані показана нижче.

Нехай генератор рухається з постійною швидкістюпервинний двигун. Поле збудження (If) регулюється так, щоб дати номінальну напругу без навантаження. Протягом всієї операції це значення напруги зберігається постійним.

Дозволяє,

• R_fw - опір поля обмотки
• R_fc - опір поля реостата для управління струмом поля.
• R_a - загальний опір контуру якоря, включаючи опір контакту щітки.
• R_L є опір навантаження.
• I_L - струм навантаження
• E_a - внутрішня генерована напруга
• V - напруга на терміналі
• I_a - струм якоря

Різними рівняннями для окремо збудженого генератора постійного струму є наступні

Якщо немає реакції якоря, то генерується напруга V₀ буде постійною, як показано на прямій лінії (червоний колір) на малюнку нижче.

Відбувається падіння напруги ΔV_AR через реакцію якоря. The внутрішня характеристика (E_a ~ I_L) також показано на малюнку вище, представленому синьою лінією кольору. Існує падіння напруги IaRa по всьому опору якоря Ra. Генератор, зовнішня характеристика (V ~ I_L) також показана рожевою лінією кольору.

The точка P називається як Операційна точка, що є перетином між генератором, зовнішньою характеристикою і навантажувальною характеристикою, заданої співвідношенням V = I_LR_L. Ця точка Р дає робочі значення напруги і струму навантаження.

Напруга нарощування в самозбуджені генератор або Шунт генератор постійного струму

A самозбуджений генератор також відомий як DC Shunt Generator, як полеобмотка з'єднана паралельно з якорем. Таким чином, напруга якоря забезпечує струм поля. Цей тип генератора забезпечує своє власне поле збудження.

Еквівалентний контур генератора постійного струму показаний на малюнку нижче.

Враховуючи вищенаведене, припустимо, щогенератор працює без умов навантаження, а первинний двигун приводить в рух арматуру з певною швидкістю. Цей генератор буде нарощувати бажану напругу на терміналі. Залишковий потік, присутній в польових полюсах генератора постійного струму, відповідає за наростання напруги. Невелика напруга вуха генерується і задається рівнянням, показаним нижче.

Ця напруга становить від 1 до 2 вольт. Ця напруга викликає струм If потоку в області обмотки генератора. Струм поля задається рівнянням.

Потік збільшується магніторушівною силоювиробляється полем струму. В результаті цього згенерована напруга Ea зростає. Це підвищення напруги арматури збільшує напругу на виводі. При збільшенні напруги на виводі напруга поля 1 збільшується далі. Це, у свою чергу, збільшує потік і, отже, напруга якоря далі збільшується, і процес наростання напруги триває.

Крива накопичення напруги генератора постійного струму показано нижче.

Генератор перебуває без навантаження під час процесу нарощування напруги, таким чином, наведені нижче рівняння дають стабільну роботу.

Так як поля струму Якщо в шунт-генераторі дуже мало, то падіння напруги I_f R_a можна знехтувати. Таким чином, стає рівняння (1)

Пряма лінія, задана V = I_fR_f Наведена вище цифра відома як Лінія опору поля.

Накопичення напруги в генераторі постійного струму для різних опорів схеми показано нижче.

Зниження опору поля ланцюгазменшує нахил лінії опору поля, що призводить до більш високої напруги. Збільшення опору поля ланцюга збільшує нахил лінії опору поля, що призводить до зниження напруги. Якщо поля ланцюга опір збільшується до критичного опору поля (R_C), лінія опору поля стає дотичною до початкової частини кривої намагніченості.

Якщо значення поля опору вище, ніжкритичного опору значення поля, генератор не в змозі збудити. Наведена нижче крива дає варіацію напруги холостого ходу з фіксованим опором поля і змінною швидкістю якоря.

Крива намагнічування змінюється зі швидкістю ійого ординати для будь-якого поля струму пропорційні швидкості генератора. Якщо опір поля зберігається постійним, а швидкість id зменшується, всі точки на кривій намагніченості знижуються. На певній швидкості називається критична швидкість, лінія опору поля стає тангенціальною до кривої намагніченості. Під критичною швидкістю напруга не накопичується.

Для накопичення напруги в самозбудженому генераторі постійного струму повинні виконуватися наступні умови.

• У полюсах поля має бути достатній залишковий потік.
• Польові термінали повинні бути з'єднані таким чином, що струм поля збільшує потік у напрямку залишкового потоку.
• Опір поля ланцюга повинно бути менше критичного опору ланцюга поля.

Якщо в полюсах поля немає залишкового потоку, від'єднайте поле від ланцюга якоря і прикладіть напругу постійного струму до обмотки поля.

Характеристика напруги та струму складеного генератора постійного струму

Нижченаведена характеристика напруги - струму складених генераторів.

The Сукупні генератори сполук може бути Над ускладненим, плоским посиленим і Під складним, залежно від кількості поворотів поля серії.

Для більш посиленого генератора, термінал повного навантаженнянапруга вище, ніж напруга на терміналі без навантаження. У випадку плоского або рівномірного генератора, напруга на виводі при повному навантаженні дорівнює напрузі без навантаження. У складеному генераторі напруга на кінцевому навантаженні менше, ніж напруга на терміналі без навантаження.

В Диференціальні складені генератори, напруга на терміналі падає дуже швидко при збільшенні струму якоря.