Caractéristiques du générateur DC à enroulement série
Définition du générateur en série
Un générateur DC à enroulement en série est défini comme un générateur où les bobinages de champ, les bobinages d'armature et le circuit de charge externe sont connectés en série, ce qui fait que le même courant circule dans chaque partie.
Dans ces types de générateurs, les bobinages de champ, les bobinages d'armature et le circuit de charge externe sont tous connectés en série, comme indiqué dans la figure ci-dessous.
Ainsi, le même courant circule dans le bobinage d'armature, le bobinage de champ et la charge.
Soit, I = Ia = Isc = IL
Ici, Ia = courant d'armature
Isc = courant de champ en série
IL = courant de charge
Il existe généralement trois caractéristiques les plus importantes d'un générateur DC à enroulement en série qui montrent la relation entre diverses quantités telles que le courant de champ en série ou courant d'excitation, la tension générée, la tension aux bornes et le courant de charge.
Courbe caractéristique magnétique
La courbe qui montre la relation entre la tension à vide et le courant d'excitation de champ est appelée courbe caractéristique magnétique ou à circuit ouvert. Comme à vide, les bornes de charge sont en court-circuit ouvert, il n'y aura pas de courant de champ dans le champ puisque l'armature, le champ et la charge sont connectés en série et forment une boucle de circuit fermée. Ainsi, cette courbe peut être obtenue pratiquement en séparant le bobinage de champ et en excitant le générateur DC par une source externe.
Dans le diagramme, la courbe AB montre la caractéristique magnétique d'un générateur DC à enroulement en série. La courbe est linéaire jusqu'à ce que les pôles atteignent la saturation. Après ce point, la tension aux bornes n'augmente pas significativement avec un courant de champ supplémentaire. En raison du magnétisme résiduel, il y a une tension initiale à travers l'armature, donc la courbe commence légèrement au-dessus de l'origine au point A.
Courbe caractéristique interne
La courbe caractéristique interne montre la relation entre la tension générée dans l'armature et le courant de charge. Cette courbe tient compte de la chute causée par l'effet démagnétisant de la réaction de l'armature, rendant la tension générée (Eg) inférieure à la tension à vide (E0). Par conséquent, la courbe descend légèrement de la courbe caractéristique à circuit ouvert. Dans le diagramme, la courbe OC représente cette caractéristique interne.
Courbe caractéristique externe
La courbe caractéristique externe montre la variation de la tension aux bornes (V) avec le courant de charge (IL). La tension aux bornes de ce type de générateur est obtenue en soustrayant la chute ohmique due à la résistance d'armature (Ra) et la résistance de champ en série (Rsc) de la tension générée (Eg).
Tension aux bornes V = Eg – I(Ra + Rsc)
La courbe caractéristique externe se situe en dessous de la courbe caractéristique interne car la valeur de la tension aux bornes est inférieure à la tension générée. Ici, dans la figure, la courbe OD montre la caractéristique externe du générateur DC à enroulement en série.
À partir des caractéristiques d'un générateur DC à enroulement en série, nous pouvons voir que lorsque la charge augmente (et par conséquent le courant de charge), la tension aux bornes augmente initialement. Cependant, après avoir atteint un pic, elle commence à diminuer en raison de l'effet démagnétisant de la réaction de l'armature. La ligne en pointillés dans la figure montre ce phénomène, indiquant que le courant reste à peu près constant malgré les changements de résistance de charge. Lorsque la charge augmente, le courant de champ augmente également, car le champ est connecté en série avec la charge. De même, le courant d'armature augmente car il est également connecté en série. Cependant, en raison de la saturation, l'intensité du champ magnétique et la tension induite n'augmentent pas significativement. Le courant d'armature accru entraîne une réaction d'armature plus importante, provoquant une chute de la tension de charge. Si la tension de charge diminue, le courant de charge diminue également, car le courant est proportionnel à la tension (loi d'Ohm). Ces effets simultanés signifient qu'il n'y a pas de changement significatif du courant de charge dans la partie en pointillés de la courbe caractéristique externe. Ce comportement fait du générateur DC en série un générateur à courant constant.
Générateur à courant constant
Un générateur DC à enroulement en série est connu sous le nom de générateur à courant constant car le courant de charge reste presque constant malgré les variations de la résistance de charge.
