Характеристики на сериен свързан DC генератор

Определение серийного генератора

Сериен DC генератор се дефинира като генератор, в който полевите обмотки, якорните обмотки и външната натоварваща верига са свързани последователно, причинявайки еднакъв ток да протича през всеки от тях.

 В тези видове генератори полевите обмотки, якорните обмотки и външната натоварваща верига са свързани последователно, както е показано на фигурата по-долу.

Поради това еднакъв ток протича през якорната обмотка, полевата обмотка и натоварването.

Нека, I = Ia = Isc = IL

Тук, Ia = якорен ток

Isc = сериен полев ток

IL = ток на натоварването

Обикновено има три най-важни характеристики на сериен DC генератор, които показват връзката между различни величини, такива като сериен полев ток или ток на възбуждане, генерирано напрежение, терминално напрежение и ток на натоварването.

Магнитна характеристична крива

Кривата, която показва връзката между напрежението при празно натоварване и тока на възбуждане, се нарича магнитна или характеристична крива на отворена верига. Тъй като при празно натоварване, терминалите за натоварване са отворени, няма полев ток в полевата обмотка, тъй като якорът, полевата обмотка и натоварването са свързани последователно и тези три образуват затворена верига. Така че, тази крива може практически да бъде получена, разделяйки полевата обмотка и възбуждайки DC генератора от външен източник.

На диаграмата, кривата AB показва магнитната характеристика на сериен DC генератор. Кривата е линейна, докато полюсите достигнат наситеност. След тази точка, терминалното напрежение не увеличава значително с допълнителен полев ток. Поради остатъчната намагничаемост, има начално напрежение през якора, така че кривата започва леко над началото в точка A.

Вътрешна характеристична крива

Вътрешната характеристична крива показва връзката между генерираното напрежение в якора и тока на натоварване. Тази крива взема предвид падането, причинено от демагнетизиращия ефект на реакцията на якора, което прави реалното генерирано напрежение (Eg) по-малко от напрежението при празно натоварване (E0). Поради това, кривата спада леко от характеристичната крива на отворена верига. На диаграмата, кривата OC представлява тази вътрешна характеристика.

Външна характеристична крива

Външната характеристична крива показва вариацията на терминалното напрежение (V) с тока на натоварване (IL). Терминалното напрежение на този вид генератор се получава, като се извади охомичното падане, причинено от съпротивлението на якора (Ra) и сериеното полево съпротивление (Rsc), от реално генерираното напрежение (Eg).

Терминално напрежение V = Eg – I(Ra + Rsc)

Външната характеристична крива е под вътрешната характеристична крива, тъй като стойността на терминалното напрежение е по-малка от генерираното напрежение. В фигурата, кривата OD показва външната характеристика на сериен DC генератор.

От характеристиките на сериен DC генератор можем да видим, че когато натоварването се увеличава (и следователно токът на натоварване), терминалното напрежение в началото се увеличава. Обаче, след достигане на връх, то започва да намалява поради демагнетизиращия ефект на реакцията на якора. Точките в фигурата показват този феномен, указвайки, че токът остава приблизително постоянен, въпреки промените в съпротивлението на натоварването. Когато натоварването се увеличава, също се увеличава и полевият ток, тъй като полето е свързано последователно с натоварването. Подобно, токът на якора се увеличава, тъй като той също е свързан последователно. Но, поради наситеността, силата на магнитното поле и индуцираното напрежение не се увеличават значително. Увеличеният ток на якора води до по-голям демагнетизиращ ефект, причинявайки падане на напрежението на натоварването. Ако напрежението на натоварването намалее, токът на натоварването също намалява, тъй като токът е пропорционален на напрежението (закон на Ом). Тези съвместни ефекти означават, че няма значителна промяна в тока на натоварването в точкираната част на външната характеристична крива. Това поведение прави сериен DC генератор константен токов генератор.

Константен токов генератор

Сериен DC генератор е известен като константен токов генератор, тъй като токът на натоварването остава почти постоянен, въпреки промените в съпротивлението на натоварването.