Características do xerador DC de serie enroscada

Definición do xerador en serie

Un xerador DC con devanado en serie define como un xerador no que os devanados de campo, os devanados de armadura e o circuito externo de carga están conectados en serie, provocando que a mesma corrente flúa por cada parte.

 Nestes tipos de xeradores, os devanados de campo, os devanados de armadura e o circuito externo de carga están todos conectados en serie, como se mostra na figura seguinte.

polo tanto, a mesma corrente flúe a través do devanado de armadura, do devanado de campo e da carga.

Sexa, I = Ia = Isc = IL

Aqui, Ia = corrente de armadura

Isc = corrente de campo en serie

IL = corrente de carga

Xeralmente hai tres características máis importantes dos xeradores DC con devanado en serie que mostran a relación entre varias cantidades, como a corrente de campo en serie ou corrente de excitación, a tensión xerada, a tensión terminal e a corrente de carga.

Curva característica magnética

A curva que mostra a relación entre a tensión sen carga e a corrente de excitación de campo chámase curva característica magnética ou de circuito aberto. Como durante a ausencia de carga, os terminais de carga están en circuito aberto, non haverá corrente de campo no devanado de campo, xa que, a armadura, o campo e a carga están conectados en serie e estes tres forman un bucle de circuito cerrado. Polo tanto, esta curva pode obterse praticamente separando o devanado de campo e excitando o xerador DC cunha fonte externa.

No diagrama, a curva AB mostra a característica magnética dun xerador DC con devanado en serie. A curva é linear ata que os polos alcanzan a saturación. Despois deste punto, a tensión terminal non aumenta significativamente coa corrente de campo adicional. Debido ao magnetismo residual, hai unha tensión inicial a través da armadura, polo que a curva comeza ligeramente por encima da orixe no punto A.

Curva característica interna

A curva característica interna mostra a relación entre a tensión xerada na armadura e a corrente de carga. Esta curva ten en conta a caída causada polo efecto desmagnetizador da reacción da armadura, facendo que a tensión xerada real (Eg) sexa menor que a tensión sen carga (E0). Polo tanto, a curva desce ligeramente desde a curva característica de circuito aberto. No diagrama, a curva OC representa esta característica interna.

Curva característica externa

A curva característica externa mostra a variación da tensión terminal (V) coa corrente de carga (IL). A tensión terminal deste tipo de xerador obtense restar a caída ohmica debido á resistencia da armadura (Ra) e á resistencia do devanado de campo en serie (Rsc) da tensión xerada real (Eg).

Tensión terminal V = Eg – I(Ra + Rsc)

A curva característica externa está por debaixo da curva característica interna porque o valor da tensión terminal é menor que a tensión xerada. Aquí na figura, a curva OD está mostrando a característica externa do xerador DC con devanado en serie.

Dás características dun xerador DC con devanado en serie, podemos ver que, a medida que a carga aumenta (e, polo tanto, a corrente de carga), a tensión terminal aumenta inicialmente. No entanto, despois de alcanzar un pico, comeza a diminuír debido ao efecto desmagnetizador da reacción da armadura. A liña punteada na figura mostra este fenómeno, indicando que a corrente permanece aproximadamente constante a pesar dos cambios na resistencia de carga. Cando a carga aumenta, tamén aumenta a corrente de campo, xa que o campo está conectado en serie coa carga. De xeito similar, a corrente de armadura aumenta porque tamén está conectada en serie. No entanto, debido á saturación, a forza do campo magnético e a tensión inducida non aumentan significativamente. O aumento da corrente de armadura provoca un maior efecto de reacción da armadura, causando unha caída na tensión de carga. Se a tensión de carga diminúe, a corrente de carga tamén diminúe, xa que a corrente é proporcional á tensión (lei de Ohm). Estes efectos simultáneos significan que non hai un cambio significativo na corrente de carga na parte punteada da curva característica externa. Este comportamento fai que o xerador DC en serie sexa un xerador de corrente constante.

Xerador de corrente constante

Un xerador DC con devanado en serie coñécese como xerador de corrente constante porque a corrente de carga permanece case constante a pesar das variacións na resistencia de carga.