منحنی намغنت‌سازی ژنراتور مستقیم جریان

منحنی مغناطیس‌گیری ژنراتور مستقیم جریان

نکات کلیدی:

تعریف منحنی مغناطیس‌گیری: منحنی مغناطیس‌گیری دستگاه ژنراتور مستقیم جریان نشان‌دهنده رابطه بین جریان میدان و ولتاژ پایانه آرماتور در مدار باز است.

اهمیت: منحنی مغناطیس‌گیری نشان‌دهنده اشباع مدار مغناطیسی است که برای فهم کارایی ژنراتور حیاتی است.

نقطه اشباع: این نقطه که به عنوان زانوی منحنی نیز شناخته می‌شود، نشان‌دهنده جایی است که افزایش‌های بیشتر در جریان میدان تغییرات کمی در شار مغناطیسی ایجاد می‌کند.

هماهنگی مولکولی: همزمان با افزایش جریان میدان، مولکول‌های مغناطیسی هماهنگ می‌شوند و شار و ولتاژ تولیدی افزایش می‌یابد تا رسیدن به اشباع.

مغناطیس باقی‌مانده: حتی زمانی که جریان صفر است، مقداری مغناطیسی در هسته ژنراتور باقی می‌ماند که بر منحنی مغناطیس‌گیری تأثیر می‌گذارد.

منحنی ژنراتور مستقیم جریان که رابطه بین جریان میدان و ولتاژ پایانه آرماتور در مدار باز را نشان می‌دهد.

وقتی ژنراتور مستقیم جریان توسط یک محرک اصلی به حرکت درآید، یک القای الکتروموتوسی (emf) در آرماتور ایجاد می‌شود. emf تولید شده در آرماتور با یک عبارت مشخص می‌شود

برای یک دستگاه خاص ثابت است و در این معادله با K جایگزین می‌شود.

در اینجا،

φ شار هر قطب است،

P تعداد قطب‌ها است،

N تعداد دورهایی است که آرماتور در دقیقه انجام می‌دهد،

Z تعداد رسانه‌های آرماتور است،

A تعداد مسیرهای موازی است.

حالا، از طریق این معادله می‌توان به وضوح دید که emf تولید شده متناسب مستقیم با حاصلضرب شار هر قطب و سرعت آرماتور است.

اگر سرعت ثابت باشد، emf تولید شده متناسب مستقیم با شار هر قطب است.

با افزایش جریان تحریک یا جریان میدان (If)، شار و emf تولید شده نیز افزایش می‌یابد.

اگر emf تولید شده را روی محور Y و جریان میدان را روی محور X رسم کنیم، منحنی مغناطیس‌گیری مطابق شکل زیر خواهد بود.

منحنی مغناطیس‌گیری ژنراتور مستقیم جریان مهم است زیرا نشان‌دهنده اشباع مدار مغناطیسی است. این منحنی همچنین به عنوان منحنی اشباع شناخته می‌شود.

بر اساس نظریه مولکولی مغناطیس، مولکول‌های یک ماده مغناطیسی که مغناطیسی نشده است، به ترتیب مشخصی مرتب نیستند. وقتی جریان از طریق ماده مغناطیسی عبور می‌کند، مولکول‌ها به ترتیب مشخصی مرتب می‌شوند. تا یک مقدار خاص از جریان میدان، حداکثر مولکول‌ها مرتب می‌شوند. در این مرحله، شار ایجاد شده در قطب متناسب مستقیم با جریان میدان افزایش می‌یابد و emf تولید شده نیز افزایش می‌یابد. در این منحنی، بخش B تا C این پدیده را نشان می‌دهد و این بخش از منحنی مغناطیس‌گیری تقریباً یک خط مستقیم است. بالای یک نقطه خاص (نقطه C در این منحنی) مولکول‌های غیرمغناطیسی بسیار کم می‌شوند و افزایش بیشتر شار قطب بسیار دشوار می‌شود. این نقطه نقطه اشباع نامیده می‌شود. نقطه C همچنین به عنوان زانوی منحنی مغناطیس‌گیری شناخته می‌شود. افزایش کوچکی در مغناطیسیت نیازمند جریان میدان بسیار بزرگی بالای نقطه اشباع است. به همین دلیل، بخش بالایی منحنی (نقطه C تا D) انحنا می‌یابد مطابق شکل.

منحنی مغناطیس‌گیری ژنراتور مستقیم جریان از صفر شروع نمی‌شود. از یک مقدار emf تولید شده به دلیل مغناطیس باقی‌مانده شروع می‌شود.

مغناطیس باقی‌مانده

در مواد فرومغناطیسی، قدرت مغناطیسی و emf تولید شده با عبور جریان از سیم‌پیچ‌ها افزایش می‌یابد. وقتی جریان به صفر کاهش یابد، مقداری از قدرت مغناطیسی در هسته سیم‌پیچ باقی می‌ماند که به عنوان مغناطیس باقی‌مانده شناخته می‌شود. هسته یک دستگاه ژنراتور مستقیم جریان از مواد فرومغناطیسی ساخته شده است.