4.3. Основные характеристики генераторов постоянного тока

Характеристики генератора постоянного тока устанавливают связь между следующими величинами:

• напряжением на зажимах генератора ,

• током возбуждения ,

• током якоря ,

• частотой вращения якоря

Необходимо отметить то, что характеристики генератора удобно рассматривать, используя внешний ток или ток внешней сети. В случае генераторов с параллельным и со смешанным возбуждением ток внешней сети равен разности тока якоря и тока возбуждения , но ток возбуждения во многих случаях гораздо меньше тока якоря, , поэтому током возбуждения пренебрегают и принимают внешний ток, равный току якоря.

Основные характеристики генераторов следующие:

1. характеристика холостого хода при и ;

2. нагрузочная характеристика ; при и ;

3. внешняя характеристика при и ;

4. регулировочная характеристика при и , здесь и  номинальные значения тока генератора и напряжения на его зажимах.

4.4. Характеристики генератора с независимым возбуждением

Для испытания генератора с независимым возбуждением монтируется электрическая цепь, схема которой представлена на рис. 4.3.

Рис. 4.3

В качестве источника механической энергии используется электрический двигатель Д, позволяющий поддерживать неизменной частоту вращения якоря генератора Г при изменении нагрузки в широких пределах. Обмотка возбуждения генератора получает питание от источника постоянного тока напряжением, равным U_в. Для изменения тока возбуждения последовательно с обмоткой ОВ включен реостат . Ток обмотки возбуждения контролируется амперметром . На зажимы якоря генератора подключен нагрузочный реостат . Напряжение и ток генератора измеряются с помощью вольтметра и амперметра .

4.4.1. Характеристика холостого хода

Характеристикой холостого хода называют зависимость электродвижущей силы генератора от тока возбуждения при неизменной скорости вращения якоря, равной номинальной, и токе нагрузки, равном нулю. при и . Для получения характеристики холостого хода нагрузочный реостат отключают.

Рис. 4.4

Ввиду того, что магнитопровод машины всегда имеет остаточный магнитный поток, на зажимах генератора при токе возбуждения, равном нулю, всегда имеется остаточное напряжение (рис. 4.4). Это напряжение составляет 23 % от номинального напряжения генератора. Ранее была получена формула для определения ЭДС , где  постоянная, зависящая от конструкции машины,  тоже величина постоянная в соответствии с условиями получения характеристики холостого хода.

Так как ток возбуждения определяет намагничивающую силу машины, а магнитный поток пропорционален индукции магнитного поля, то связь между ЭДС и током возбуждения повторяет в некотором масштабе зависимость материала, т. е. повторяет кривую намагничивания магнитопровода машины.

Для получения характеристики холостого хода используют цепь, схема которой изображена на рис. 4.4. Характеристика снимается при отключенной нагрузке и позволяет судить о степени насыщения магнитопровода машины. Ток возбуждения изменяется от нуля до при положительном и отрицательном направлениях изменения тока. В результате эксперимента получается кривая, повторяющая по форме петлю гистерезиса.

Для построения других характеристик используется среднее значение напряжений при одном и том же токе возбуждения или так называемая усредненная характеристика холостого хода, представленная на рис. 4.4 пунктирной линией.