Merkmale des separat erregten Gleichstromgenerators

Definition des separat erregten Gleichstromgenerators

Ein separat erregter Gleichstromgenerator ist definiert als ein Gleichstromgenerator, bei dem die Feldwicklung durch eine externe Quelle versorgt wird.

Magnetische oder Leerlaufcharakteristik

Die Kurve, die das Verhältnis zwischen Feldstrom (If) und der im Armaturenwindung ohne Last erzeugten Spannung (E0) zeigt, wird als magnetische oder Leerlaufcharakteristik eines Gleichstromgenerators bezeichnet. Die Darstellung dieser Kurve ist praktisch gleich für alle Arten von Generatoren, ob sie separat erregt oder selbst erregt sind. Diese Kurve wird auch als Leerlauf-Sättigungscharakteristik-Kurve des Gleichstromgenerators bezeichnet.

Die Abbildung zeigt, wie die erzeugte EMF mit dem Feldstrom bei verschiedenen festen Armaturgeschwindigkeiten ohne Last variiert. Höhere konstante Geschwindigkeiten führen zu einer steileren Kurve. Selbst wenn der Feldstrom null ist, produziert das Restmagnetfeld in den Polen eine kleine anfängliche EMF (OA).

Betrachten wir einen separat erregten Gleichstromgenerator, der seine Leerlaufspannung E0 für einen konstanten Feldstrom liefert. Wenn es keine Armaturreaktion und keinen Spannungsabfall in der Maschine gibt, bleibt die Spannung konstant. Daher, wenn wir die Nennspannung auf der Y-Achse und den Laststrom auf der X-Achse plotten, wird die Kurve eine gerade Linie und parallel zur X-Achse sein, wie in der unten stehenden Abbildung gezeigt. Hier zeigt die Linie AB die Leerlaufspannung (E0).

Wenn der Generator belastet wird, sinkt die Spannung aus zwei Hauptgründen:

• Durch die Armaturreaktion,

• Durch den ohmschen Abfall (IaRa).

 Interne Charakteristische Kurve

Die interne charakteristische Kurve eines separat erregten Gleichstromgenerators wird erstellt, indem die Spannungsabfälle durch die Armaturreaktion von der Leerlaufspannung subtrahiert werden. Diese Kurve zeigt die tatsächliche erzeugte Spannung (Eg), die leicht mit dem Laststrom abfällt. Die AC-Linie im Diagramm repräsentiert diese Kurve, die auch als Gesamtcharakteristik eines separat erregten Gleichstromgenerators bekannt ist.

Externe Charakteristische Kurve

Die interne charakteristische Kurve eines separat erregten Gleichstromgenerators wird erstellt, indem die Spannungsabfälle durch die Armaturreaktion von der Leerlaufspannung subtrahiert werden. Diese Kurve zeigt die tatsächliche erzeugte Spannung (Eg), die leicht mit dem Laststrom abfällt. Die AC-Linie im Diagramm repräsentiert diese Kurve, die auch als Gesamtcharakteristik eines separat erregten Gleichstromgenerators bekannt ist.

Die externe Charakteristik des separat erregten Gleichstromgenerators wird erhalten, indem die Spannungsabfälle durch ohmsche Verluste (Ia Ra) in der Armatur von der erzeugten Spannung (Eg) subtrahiert werden.

Anschlussspannung (V) = Eg – Ia Ra.

Diese Kurve zeigt das Verhältnis zwischen der Anschlussspannung (V) und dem Laststrom. Die externe charakteristische Kurve liegt unterhalb der internen charakteristischen Kurve. In der unten stehenden Abbildung zeigt die AD-Linie die Änderung der Anschlussspannung (V) mit zunehmendem Laststrom. Es kann aus der Abbildung gesehen werden, dass die Anschlussspannung leicht abnimmt, wenn der Laststrom zunimmt. Dieser Abfall der Anschlussspannung kann leicht durch Erhöhung des Feldstroms und damit der erzeugten Spannung stabilisiert werden. Daher können wir eine konstante Anschlussspannung erhalten.

Vorteile und Nachteile

Separat erregte Gleichstromgeneratoren bieten stabile Betriebsbedingungen und einen weiten Spannungsbereich, sind aber aufgrund des Bedarfs an einer externen Stromquelle kostspielig.