Egenskaber for serieforbundet DC-generator
Seriegenerator Definition
En serieforbundet DC-generator defineres som en generator, hvor støbfeltets vindinger, armaturvindinger og ekstern belastningskreds er forbundet i serie, hvilket gør, at samme strøm flyder igennem hver del.
I disse typer generatoren er støbfeltets vindinger, armaturvindinger og ekstern belastningskreds alle forbundet i serie, som vist på figuren nedenfor.
Derfor flyder samme strøm igennem armaturvinding, støbfeltvinding og belastning.
Lad, I = Ia = Isc = IL
Her, Ia = armaturstrøm
Isc = seriefeltstrøm
IL = belastningsstrøm
Der findes generelt tre de mest vigtige karakteristika for serieforbundet DC-generator, der viser forholdet mellem forskellige størrelser såsom seriefeltstrøm eller opspændingsstrøm, genereret spænding, terminalspænding og belastningsstrøm.
Magnetisk Karakteristik Kurve
Kurven, der viser forholdet mellem ingen-belastnings-spænding og feltopspændingsstrømmen, kaldes magnetisk eller åben kredskarakteristikkurve. Da under ingen belastning, er belastningsterminalerne åbne kredsløb, vil der ikke være noget feltstrøm i feltet, da armaturet, feltet og belastningen er serielt forbundet og disse tre danner et lukket kredsløb. Så denne kurve kan praktisk opnås ved at adskille feltvindingen og opspænde DC-generatoren med en ekstern kilde.
I diagrammet viser AB-kurven den magnetiske karakteristik af en serieforbundet DC-generator. Kurven er lineær indtil polerne når mættet. Efter dette punkt øges terminalspændingen ikke betydeligt med yderligere feltstrøm. På grund af residualmagnetisme er der en initial spænding over armaturet, så kurven starter let over oprindelsen ved punkt A.
Intern Karakteristik Kurve
Den interne karakteristikkurve viser forholdet mellem den genererede spænding i armaturet og belastningsstrømmen. Denne kurve tager højde for faldet, der skyldes demagnetiserende effekt af armaturreaktion, hvilket gør den faktiske genererede spænding (Eg) mindre end ingen-belastnings-spændingen (E0). Derfor falder kurven let fra den åbne kredskarakteristikkurve. I diagrammet repræsenterer OC-kurven denne interne karakteristik.
Ekstern Karakteristik Kurve
Den eksterne karakteristikkurve viser variationen i terminalspænding (V) med belastningsstrømmen (IL). Terminalspændingen for denne type generator opnås ved at trække ohmsk fald pga. armaturmodstand (Ra) og seriefeltmodstand (Rsc) fra den faktisk genererede spænding (Eg).
Terminalspænding V = Eg – I(Ra + Rsc)
Den eksterne karakteristikkurve ligger under den interne karakteristikkurve, fordi værdien af terminalspændingen er mindre end den genererede spænding. Her i figuren viser OD-kurven den eksterne karakteristik af serieforbundet DC-generator.
Fra karakteristikkerne for en serieforbundet DC-generator kan vi se, at når belastningen stiger (og dermed også belastningsstrømmen), stiger terminalspændingen først. Men efter at have nået et top, begynder den at falde på grund af demagnetiserende effekt af armaturreaktion. Stiplet linje i figuren viser dette fænomen, der indikerer, at strømmen forbliver næsten konstant trods ændringer i belastningsmodstand. Når belastningen stiger, stiger også feltstrømmen, da feltet er serielt forbundet med belastningen. Ligeledes stiger armaturstrømmen, da den også er serielt forbundet. Men på grund af mætning øges magnetfeltets styrke og inducerede spænding ikke betydeligt. Den øgede armaturstrøm fører til en større armaturreaktion, hvilket giver et fald i belastningsspændingen. Hvis belastningsspændingen falder, falder også belastningsstrømmen, da strøm er proportional med spænding (Ohms lov). Disse samtidige effekter betyder, at der ikke er nogen betydelig ændring i belastningsstrømmen i det stiplete område af den eksterne karakteristikkurve. Dette opførsel gør serie-DC-generatoren til en konstant strøm-generator.
Konstant Strøm Generator
En serieforbundet DC-generator er kendt som en konstant strøm-generator, fordi belastningsstrømmen forbliver næsten konstant, uanset variationer i belastningsmodstand.
