3.1 Характеристика холостого хода

Характеристика холостого хода представляется зависимостью U = f(I_В) при I_Я =0. При этом:

(3.3)

где Е - электродвижущая сила (ЭДС) машины постоянного тока, В;

С_м - электромагнитная постоянная;

Ф - магнитный поток, Вб.

Характеристика холостого хода с учетом остаточной ЭДС показана на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 Характеристика холостого хода генератора

В качестве расчетной принимается средняя кривая (показана пунктиром) между восходящей и нисходящей ветвями характеристики.

3.2 Нагрузочная характеристика

Нагрузочная характеристика соответствует зависимости U = f(I_В) при I_Я = const. Эта характеристика представлена на рисунке 3.3. Напряжение на зажимах якоря равно:

(3.4)

Причем ЭДС Е в выражении (3.4) отличается от ЭДС при холостом ходе машины вследствие изменения магнитного потока Ф из-за реакции якоря. В генераторе постоянного тока щетки можно сдвигать по направлению вращения для улучшения коммутации. Тогда продольная реакция якоря F_ad размагничивает машину. Если щетка находится на геометрической нейтрали, то при наличии насыщения имеет место размагничивающее действие поперечной реакции якоря, определяемое магнитодвижущей силой (МДС) F_qd. Напряжение U зависит также от падения напряжения ∆U_Я =I_Я·R_Я в цепи якоря. Влияние обоих факторов определяется с помощью характеристик треугольника a₁b₁c₁, либо abc. Для графических построений катеты этих треугольников принимаются пропорциональными току якоря ab(a₁b₁, a₂b₂) ~ ∆U_я и bc(b₁c₁, b₂c₂) ~ (F_ad + F_qd) и неизменным при I_В = var.

Рисунок 3.3 Нагрузочная характеристика генератора

3.3 Внешняя характеристика генератора

Внешняя характеристика представляет зависимость U = f(I_Я) при I_В = const. Причем с возрастанием тока якоря I_Я напряжение снижается из-за увеличения ∆U_Я =I_Я·R_Я и уменьшения Ф и Е под влиянием реакции якоря. Данная характеристика приведена на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 Внешняя характеристика генератора

3.4 Регулировочная характеристика

Регулировочную характеристику выражает зависимость I_В = f(I_Я) при U = = const. В установившемся режиме цепь якоря практически не влияет на цепь возбуждения, так как I_В = const. Напряжение с ростом I_Я уменьшается, для его поддержания I_В необходимо увеличивать. Данная характеристика приведена на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 Регулировочная характеристика генератора

3.5 Характеристика короткого замыкания

Характеристику короткого замыкания представляет зависимость I_Я = f(I_В) при U = 0. В режиме короткого замыкания R = 0 и U_Я = I_Я·R_Я = 0. Зависимость I_Я = f(I_В) определяется при пониженных значениях тока возбуждения, так, чтобы выполнялось соотношение:

, (3.5)

где I_Я.ОСТ - ток якоря, обусловленный остаточным магнитным потоком при токе возбуждения равном нулю (I_В = 0).

А так как I_В.КЗ ≤ I_В.НОМ , то характеристика короткого замыкания представляет собой линейную зависимость.