Magnetizační křivka stejnosměrného generátoru

Magnetizační křivka stejnosměrného generátoru

Klíčové poznatky:

Definice magnetizační křivky: Magnetizační křivka stejnosměrného stroje ukazuje vztah mezi proudem pole a napětím na závorce armatury při otevřeném obvodu.

Význam: Magnetizační křivka ukazuje nasycení magnetického obvodu, což je klíčové pro porozumění efektivitě generátoru.

Bod nasycení: Tento bod, také známý jako koleno křivky, ukazuje, kde další zvýšení proudu pole přináší minimální zvýšení toku.

Uspořádání molekul: S rostoucím proudem pole se magnetoanisotropní molekuly uspořádávají, což zvyšuje tok a vygenerované napětí až do nasycení.

Zbývající magnetismus: I když je proud nulový, nějaký magnetismus zůstává v jádru generátoru, což ovlivňuje magnetizační křivku.

Magnetizační křivka stejnosměrného generátoru udává vztah mezi proudem pole a napětím na závorce armatury při otevřeném obvodu.

Když je stejnosměrný generátor poháněn hlavním pohonem, v armatuře se indukuje emf. Vygenerovaná emf v armatuře je dána výrazem

je konstantní pro daný stroj. V této rovnici je nahrazena K.

Zde,

φ je tok na pólu,

P je počet pólů,

N je počet otáček armatury za minutu,

Z je počet armaturových vodičů,

A je počet paralelních cest.

Z rovnice můžeme jasně vidět, že vygenerovaná emf je přímo úměrná součinu toku na pólu a rychlosti armatury.

Pokud je rychlost konstantní, pak vygenerovaná emf je přímo úměrná toku na pólu.

S rostoucím exkitačním proudem nebo proudem pole (If) se tok a vygenerovaná emf také zvyšují.

Pokud vykreslíme vygenerované napětí na ose Y a proud pole na ose X, pak bude magnetizační křivka vypadat, jak je znázorněno na obrázku níže.

Magnetizační křivka stejnosměrného generátoru je důležitá, protože ukazuje nasycení magnetického obvodu. Tato křivka je také známá jako křivka nasycení.

Podle molekulární teorie magnetismu jsou molekuly feromagnetického materiálu, který není magnetizován, nesoustředěny nebo nerozmístěny v určitém pořadí. Když proud projde feromagnetickým materiálem, jeho molekuly se uspořádají v určitém pořadí. Až do určité hodnoty proudu pole jsou maximálně uspořádané molekuly. V této fázi se tok v pólech zvyšuje přímo s proudem pole a vygenerované napětí také roste. Zde, na této křivce, bod B až bod C ukazuje tento jev a tato část magnetizační křivky je téměř přímá. Nad určitým bodem (bod C na této křivce) se nemanželované molekuly stávají velmi vzácné a stává se velmi obtížné dále zvyšovat tok v pólech. Tento bod se nazývá bod nasycení. Bod C je také známý jako koleno magnetizační křivky. Malé zvýšení magnetismu vyžaduje velmi velký proud pole nad bodem nasycení. Proto je horní část křivky (bod C až bod D) ohnutá, jak je znázorněno na obrázku.

Magnetizační křivka stejnosměrného generátoru nezačíná od nuly. Začíná hodnotou vygenerovaného napětí způsobeného zbývajícím magnetismem.

Zbývající magnetismus

U feromagnetických materiálů se magnetická síla a vygenerované napětí zvyšují, když proud protéká cívkami. Pokud je proud snížen na nulu, nějaká magnetická síla zůstává v jádru cívky, což se nazývá zbývající magnetismus. Jádro stejnosměrného stroje je vyrobeno z feromagnetického materiálu.