Karakteristike serije strujni generator

Definicija generatora serije

Generator sa serijskim navijanjem definira se kao generator u kojem su navođenja magnetskog polja, navođenja armature i vanjski krug opterećenja povezani u seriju, što uzrokuje da isti struja prolazi kroz svaki dio.

 U ovim vrstama generatora, navođenja magnetskog polja, navođenja armature i vanjski krug opterećenja svi su povezani u seriju, kao što je prikazano na slici ispod.

Stoga, ista struja teče kroz navođenje armature, navođenje magnetskog polja i opterećenje.

Neka, I = Ia = Isc = IL

Ovdje, Ia = struja armature

Isc = struja serije magnetskog polja

IL = struja opterećenja

Obično postoje tri najvažnija karakteristike generatora sa serijalnim navijanjem koji pokazuju odnos između različitih količina, poput struje serije magnetskog polja ili struje za podsticaj, generirane napona, terminalnog napona i struje opterećenja.

Krivulja magnetske karakteristike

Krivulja koja pokazuje odnos između napon bez opterećenja i struje za podsticaj magnetskog polja zove se magnetska ili otvorena krivulja karakteristike. Budući da je pri nepostojanom opterećenju terminali opterećenja otvoreni krug, neće biti struja magnetskog polja u magnetskom polju, jer su armatura, magnetsko polje i opterećenje serijski spojeni i ti tri čine zatvorenu petlju kruga. Dakle, ova krivulja može se praktično dobiti odvojavanjem navođenja magnetskog polja i podsticanjem DC generatora izvanjskim izvorom.

Na dijagramu, krivulja AB pokazuje magnetsku karakteristiku generatora sa serijalnim navijanjem. Krivulja je linearna dok položaji ne dosegnu nasitljivost. Nakon točke, terminalni napon znatno ne raste s dodatnom strujom magnetskog polja. Zbog ostatak magnetskosti, postoji početni napon na armaturi, tako da krivulja počinje malo iznad izvora u točki A.

Unutarnja karakteristična krivulja

Unutarnja karakteristična krivulja pokazuje odnos između generiranog napona u armaturi i struje opterećenja. Ova krivulja obuhvaća pad uzrokovan demagnetizirajućim efektom reakcije armature, što čini stvarni generirani napon (Eg) manji od napon bez opterećenja (E0). Stoga, krivulja malo pada s otvorene krivulje karakteristike. Na dijagramu, OC krivulja predstavlja tu unutarnju karakteristiku.

Vanjska karakteristična krivulja

Vanjska karakteristična krivulja pokazuje varijaciju terminalnog napona (V) s strujom opterećenja (IL). Terminalni napon ovakvog tipa generatora dobiva se oduzimanjem ohmičkog pada zbog otpora armature (Ra) i serije magnetskog polja (Rsc) od zapravo generiranog napona (Eg).

Terminalni napon V = Eg – I(Ra + Rsc)

Vanjska karakteristična krivulja leži ispod unutarnje karakteristične krivulje jer je vrijednost terminalnog napona manja od generiranog napona. Ovdje, na slici, OD krivulja pokazuje vanjsku karakteristiku generatora sa serijalnim navijanjem.

Iz karakteristika generatora sa serijalnim navijanjem možemo vidjeti da kad se opterećenje povećava (i stoga struja opterećenja), terminalni napon inicijalno raste. Međutim, nakon dostizanja vrha, počinje opadati zbog demagnetizirajućeg efekta reakcije armature. Točkana linija na slici pokazuje taj fenomen, ukazujući da se struja približno konstantno održava unatoč promjenama otpora opterećenja. Kada se opterećenje poveća, poveća se i struja magnetskog polja, budući da je magnetsko polje serijski spojeno s opterećenjem. Slično tome, struja armature se povećava jer je također serijski spojena. Međutim, zbog nasitljivosti, jačina magnetskog polja i inducirani napon ne znatno rastu. Povećana struja armature dovodi do većeg efekta reakcije armature, što uzrokuje pad napona opterećenja. Ako padne napon opterećenja, struja opterećenja također opada, jer je struja proporcionalna naponu (Ohmov zakon). Ovi istodobni efekti znače da nema značajne promjene struje opterećenja u točkastom dijelu vanjske karakteristične krivulje. Ovo ponašanje čini generator sa serijalnim navijanjem generatorom konstantne struje.

Generator konstantne struje

Generator sa serijalnim navijanjem poznat je kao generator konstantne struje jer struja opterećenja ostaje gotovo konstantna unatoč varijacijama otpora opterećenja.