ویژگی‌های ژنراتور دایمی مستقیم جریان مستقیم شونتی

تعریف مولد الکتریکی مستقیم جریان شونتی

 در مولدهای الکتریکی DC شونتی، سیم‌پیچ‌های میدان به صورت موازی با هادی‌های آرماتور متصل می‌شوند. در این نوع مولدها، جریان آرماتور (Ia) به دو بخش تقسیم می‌شود: جریان میدان شونتی (Ish) از طریق سیم‌پیچ میدان شونتی جریان می‌یابد و جریان بار (IL) از طریق بار خارجی جریان می‌یابد. 

سه ویژگی مهم‌ترین مولدهای الکتریکی DC شونتی در زیر بحث شده است:

 ویژگی مغناطیسی

منحنی ویژگی مغناطیسی رابطه بین جریان میدان شونتی (Ish) و ولتاژ بدون بار (E0) را نشان می‌دهد. برای یک جریان میدان مشخص، EMF بدون بار (E0) به طور متناسب با سرعت دوران آرماتور تغییر می‌کند. نمودار منحنی‌های ویژگی مغناطیسی برای سرعت‌های مختلف را نشان می‌دهد.

به دلیل مغناطیس باقی‌مانده، منحنی‌ها از نقطه A که کمی بالاتر از مبدأ O قرار دارد شروع می‌شوند. بخش‌های بالایی منحنی‌ها به دلیل اشباع خم می‌شوند. مقاومت بار خارجی ماشین باید بیشتر از مقادیر بحرانی خود باشد در غیر این صورت ماشین تحریک نخواهد شد یا اگر در حال حرکت است متوقف خواهد شد. AB، AC و AD شیب‌هایی هستند که مقاومت‌های بحرانی را در سرعت‌های N1، N2 و N3 نشان می‌دهند. در اینجا، N1 > N2 > N3.

مقاومت بار بحرانی

این حداقل مقاومت بار خارجی است که برای تحریک مولد شونتی مورد نیاز است.

ویژگی داخلی

منحنی ویژگی داخلی رابطه بین ولتاژ تولید شده (Eg) و جریان بار (IL) را نشان می‌دهد. وقتی مولد بار دارد، ولتاژ تولید شده به دلیل واکنش آرماتور کاهش می‌یابد و کمتر از EMF بدون بار می‌شود. منحنی AD ولتاژ بدون بار را نشان می‌دهد در حالی که منحنی AB ویژگی داخلی را نشان می‌دهد.

ویژگی خارجی

منحنی AC ویژگی خارجی مولدهای الکتریکی DC شونتی را نشان می‌دهد. این منحنی تغییر ولتاژ پایانه‌ای با جریان بار را نشان می‌دهد. کاهش ولتاژ به دلیل مقاومت آرماتور باعث می‌شود ولتاژ پایانه‌ای کمتر از ولتاژ تولید شده باشد. به همین دلیل منحنی زیر منحنی ویژگی داخلی قرار می‌گیرد.

ولتاژ پایانه‌ای می‌تواند همیشه با تنظیم مقاومت پایانه بار ثابت نگه داشته شود.

وقتی مقاومت بار یک مولد الکتریکی DC شونتی کاهش می‌یابد، جریان بار افزایش می‌یابد، اما فقط تا نقطه معینی (نقطه C). فراتر از این، کاهش بیشتر مقاومت بار باعث کاهش جریان می‌شود. این باعث می‌شود که منحنی ویژگی خارجی برگردد و در نهایت به ولتاژ پایانه‌ای صفر برسد، اگرچه به دلیل مغناطیس باقی‌مانده ولتاژی وجود دارد.

ما می‌دانیم، ولتاژ پایانه‌ای

حالا، وقتی IL

افزایش یابد، ولتاژ پایانه‌ای کاهش می‌یابد. بعد از حد معینی، به دلیل جریان بار سنگین و افزایش کاهش اهمی، ولتاژ پایانه‌ای به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. این کاهش قابل توجه ولتاژ پایانه‌ای در بار، باعث کاهش جریان بار می‌شود، حتی وقتی بار بالا یا مقاومت بار کم است.

به همین دلیل مقاومت بار ماشین باید به درستی حفظ شود. نقطه‌ای که ماشین جریان خروجی بیشینه می‌دهد نقطه شکست (نقطه C در تصویر) نامیده می‌شود.