Magnetiseringskurve for DC-generator

Magnetiseringskurve for DC-generator

Vigtige læring:

Definition af magnetiseringskurve: Magnetiseringskurven for en DC-maskine viser forholdet mellem feltstrøm og armatureterminalspænding på åben kredsløb.

Betydning: Magnetiseringskurven angiver mætningen af det magnetiske kredsløb, hvilket er afgørende for at forstå generatorens effektivitet.

Mætningspunkt: Dette punkt, også kendt som knæet på kurven, viser, hvor yderligere øget feltstrøm giver minimal øgning i flux.

Molekylær justering: Når feltstrømmen stiger, justerer magnetiske molekyler sig, hvilket øger flux og genereret spænding indtil mætning.

Restmagnetisme: Selv når strømmen er nul, forbliver der noget magnetisme i generatorens kerne, hvilket påvirker magnetiseringskurven.

DC-generator er den kurve, der viser forholdet mellem feltstrøm og armatureterminalspænding på åben kredsløb.

Når DC-generator drives af en primær drevende kraft, induceres et emf i armaturen. Det genererede emf i armaturen er givet ved udtrykket

er konstant for en given maskine. Det erstattes af K i denne ligning.

Her,

φ er flux pr. pol,

P er antallet af poler,

N er antallet af omdrejninger, som armaturen gør pr. minut,

Z er antallet af armatureledere,

A er antallet af parallelle veje.

Nu kan vi klart se fra ligningen, at det genererede emf er direkte proportional med produktet af flux pr. pol og hastigheden af armaturen.

Hvis hastigheden er konstant, er det genererede emf direkte proportional med flux pr. pol.

Når opspændingsstrømmen eller feltstrømmen (If) stiger, stiger også flux og det genererede emf.

Hvis vi plotter det genererede spænding på Y-aksen og feltstrømmen på X-aksen, vil magnetiseringskurven være som vist på figuren nedenfor.

Magnetiseringskurven for en DC-generator er vigtig, fordi den viser mætningen af det magnetiske kredsløb. Denne kurve er også kendt som mætningskurven.

Ifølge den molekulære teori om magnetisme er molekylerne i et magnetisk materiale, der ikke er magnetiseret, ikke arrangeret eller justeret i bestemt rækkefølge. Når strøm passerer gennem det magnetiske materiale, arrangeres dets molekyler i bestemt rækkefølge. Op til en bestemt værdi af feltstrøm er de maksimale molekyler arrangeret. I dette stadium øges fluxet i polerne direkte med feltstrømmen, og det genererede spænding øges også. Her, i denne kurve, viser punkt B til punkt C dette fænomen, og denne del af magnetiseringskurven er næsten en ret linje. Over et bestemt punkt (punkt C i denne kurve) bliver de ikke-magnetiserede molekyler meget få, og det bliver meget svært at yderligere øge fluxet i polerne. Dette punkt kaldes mætningspunktet. Punkt C er også kendt som knæet på magnetiseringskurven. En lille øgning i magnetisme kræver en meget stor feltstrøm over mætningspunktet. Derfor bøjer den øvre del af kurven (punkt C til punkt D) som vist på figuren.

Magnetiseringskurven for en DC-generator starter ikke fra nul i begyndelsen. Den starter fra en værdi af det genererede spænding på grund af restmagnetisme.

Restmagnetisme

I ferromagnetiske materialer stiger magnetisk effekt og det genererede spænding, når strøm passerer gennem spolerne. Når strømmen reduceres til nul, forbliver nogle magnetiske effekter i spolernes kerne, kendt som restmagnetisme. Kerne i en DC-maskine er lavet af ferromagnetisk materiale.