Krzywa namagnesowania generatora prądu stałego

Krzywa magnetyzacji prądnicy przemiennoprądowej

Kluczowe nauki:

Definicja krzywej magnetyzacji: Krzywa magnetyzacji maszyny prądu stałego pokazuje zależność między prądem pola a napięciem na zaciskach armatury w obwodzie otwartym.

Znaczenie: Krzywa magnetyzacji wskazuje nasycenie obwodu magnetycznego, co jest kluczowe do zrozumienia sprawności generatora.

Punkt nasycenia: Ten punkt, znany również jako kolano krzywej, pokazuje, gdzie dalsze zwiększenie prądu pola daje minimalne zwiększenie strumienia magnetycznego.

Wyrównanie molekularne: W miarę wzrostu prądu pola, cząsteczki magnetyczne ustawiają się, zwiększając strumień i wygenerowane napięcie, aż do nasycenia.

Residualna magnetyczność: Nawet gdy prąd wynosi zero, pewna magnetyczność pozostaje w rdzeniu generatora, wpływając na krzywą magnetyzacji.

Krzywa magnetyzacji prądnicy przemiennoprądowej to krzywa, która przedstawia relację między prądem pola a napięciem na zaciskach armatury w obwodzie otwartym.

Gdy prądnica przemiennoprądowa jest napędzana przez silnik główny, to w armaturze indukuje się napięcie. Wygenerowane napięcie w armaturze opisuje się za pomocą wyrażenia, które jest stałe dla danej maszyny. W tym równaniu jest ono zastąpione literą K.

Tutaj,

φ to strumień magnetyczny na biegun,

P to liczba biegunów,

N to liczba obrotów wykonanych przez armaturę na minutę,

Z to liczba przewodników armatury,

A to liczba równoległych ścieżek.

Z równania możemy jasno zobaczyć, że wygenerowane napięcie jest proporcjonalne do iloczynu strumienia magnetycznego na biegun i prędkości armatury.

Jeśli prędkość jest stała, to wygenerowane napięcie jest proporcjonalne do strumienia magnetycznego na biegun.

Gdy prąd pobudzający lub prąd pola (If) zwiększa się, strumień magnetyczny i wygenerowane napięcie również rosną.

Jeśli naniesiemy wygenerowane napięcie na osi Y, a prąd pola na osi X, to krzywa magnetyzacji będzie wyglądać tak, jak pokazano na poniższym rysunku.

Krzywa magnetyzacji prądnicy przemiennoprądowej jest ważna, ponieważ pokazuje nasycenie obwodu magnetycznego. Ta krzywa jest również znana jako krzywa nasycenia.

Według teorii magnetyzmu molekularnego, cząsteczki materiału magnetycznego, który nie jest namagnesowany, nie są ułożone w określonym porządku. Gdy prąd przepływa przez materiał magnetyczny, jego cząsteczki ustawiają się w określonym porządku. Do pewnej wartości prądu pola maksymalna liczba cząsteczek jest ułożona. W tym etapie strumień ustanowiony w biegunie wzrasta wprost proporcjonalnie do prądu pola, a wygenerowane napięcie również rośnie. Tutaj, na tej krzywej, punkt B do punktu C pokazuje ten zjawisko, a ta część krzywej magnetyzacji jest prawie prosta. Powyżej pewnego punktu (punkt C na tej krzywej) niezmagnetyzowane cząsteczki stają się bardzo rzadkie, a zwiększenie strumienia w biegunie staje się bardzo trudne. Ten punkt nazywa się punktem nasycenia. Punkt C jest również znany jako kolano krzywej magnetyzacji. Małe zwiększenie magnetyzmu wymaga bardzo dużego prądu pola powyżej punktu nasycenia. Dlatego górna część krzywej (punkt C do punktu D) jest zakrzywiona, jak pokazano na rysunku.

Krzywa magnetyzacji prądnicy przemiennoprądowej nie zaczyna się od zera. Zaczyna się od wartości wygenerowanego napięcia spowodowanego residualną magnetycznością.

Residualna magnetyczność

W materiałach ferromagnetycznych, moc magnetyczna i wygenerowane napięcie zwiększają się, gdy prąd przepływa przez cewki. Gdy prąd jest zredukowany do zera, pewna moc magnetyczna pozostaje w rdzeniu cewki, znaną jako residualna magnetyczność. Rdzeń maszyny prądu stałego jest wykonany z materiału ferromagnetycznego.