直流发电机的特性 - 串励、并励和复励
直流发电机的特性
直流发电机的速度由原动机保持恒定。在这种情况下,发电机的性能由励磁、端电压和负载之间的关系决定。这些关系以曲线的形式以图形方式给出,称为直流发电机的特性。这些特性显示了直流发电机在不同负载条件下的行为。
以下是直流发电机的主要特性
开路特性或磁化曲线
这是在无负载下的感应电动势 (E0) 和给定恒定速度下的励磁电流 (If) 之间绘制的曲线图。它也被称为无负载饱和曲线。其形状对于所有类型的直流发电机(无论是他励还是自励)实际上都是相同的。
内部特性
它是负载下感应电动势 (E) 与电枢电流之间绘制的曲线图。由于电枢反应的影响,负载下的磁通量将小于无负载下的磁通量。因此,负载条件下产生的感应电动势 (E) 将小于无负载下产生的感应电动势 (E0)。因此,内部特性曲线正好位于开路特性曲线下方。
外部特性或负载特性
外部特性或负载特性是在端电压 (V) 和负载电流 (IL) 之间绘制的曲线图。由于端电压由于电枢和串励绕组铜损而小于感应电压。因此,外部特性曲线将低于内部特性曲线,其幅度等于机器中铜损引起的电压降。
直流串励发电机的特性
在直流串励发电机中,只有一路电流流经整台机器。因此,电枢电流、负载电流和励磁电流都相同。
开路特性 (O.C.C)
图中曲线 (1) 显示了直流串励发电机的 O.C.C。它是无负载下感应电动势与励磁电流之间绘制的曲线图。可以通过将励磁绕组与机器断开并单独励磁来获得 O.C.C。
内部特性
直流串励发电机的内部特性是在负载下感应电动势 (E) 与电枢电流之间绘制的曲线图。由于电枢反应的影响,负载下的磁通量将小于无负载下的磁通量。因此,负载条件下产生的感应电动势 (E) 将小于无负载下产生的感应电动势 (E0)。因此,内部特性曲线正好位于开路特性曲线下方 [参见曲线 (2)]。
外部特性或负载特性
外部特性或负载特性是在端电压 (V) 和负载电流 (IL) 之间绘制的曲线图。由于端电压由于电枢和串励绕组铜损而小于感应电压,其公式为:
$$\mathrm{V\:=\:E\:-\:I_{a}(R_{a}\:+\:R_{se})}$$
因此,外部特性曲线将低于内部特性曲线,其幅度等于机器中铜损引起的电压降 [参见曲线 (3)]。
直流并励发电机的特性
在并励发电机中,电枢电流分成两路:一路是 Ish 流经励磁绕组,另一路是 IL 流向外部负载。
开路特性
图中曲线 (1) 显示了直流并励发电机的开路特性,与串励发电机相同。
内部特性
当负载连接到发电机时,由于电枢反应的影响,磁极磁通量减小,导致产生的感应电动势 (E) 减小。因此,负载条件下产生的感应电动势小于无负载下产生的感应电动势。因此,内部特性略有下降 [参见曲线 (2)]。
外部特性
它给出了端电压 (V) 和负载电流 (IL) 之间的关系。它也称为负载特性或端子特性。
$$\mathrm{V\:=E\:-\:I_{a}R_{a}}$$
因此,外部特性曲线低于内部特性曲线,其幅度等于电枢电阻引起的电压降。
直流复励发电机的外部或负载特性
在复励直流发电机中,串励和并励绕组都组合在一起。根据励磁绕组与电枢的连接方式,复励发电机可以是并联复励型或串联复励型。累积复励发电机使用最为广泛;因此,我们将讨论累积复励直流发电机的特性。
在累积复励直流发电机中,串励绕组有助于并励绕组。复励程度取决于随着负载电流增加的串励绕组励磁。
过励磁发电机
如果串励绕组匝数经过调整,使得随着负载电流的增加,满载端电压大于空载端电压,则该发电机称为过励磁发电机 [参见曲线 (1)]。
平励磁发电机
如果串励绕组匝数经过调整,使得满载端电压等于空载端电压,则该发电机称为平励磁发电机或恒励磁发电机 [参见曲线 (2)]。
欠励磁发电机
如果串励绕组匝数经过调整,使得满载端电压小于空载端电压,则该发电机称为欠励磁发电机 [参见曲线 (3)]。