Характеристики вентильных генераторов.

Характеристики генератора представляют собой зависимость между двумя какими-либо величинами при неизменных значениях остальных величин.

Характеристика холостого хода

Характеристика холостого хода вентильного генератора пред­ставляет собой зависимость выпрямленного напряжения от силы тока возбуждения

Е_d = f (Iв) при n = соnst и Id = 0.

Семейство характеристик холостого хода вентильного генера­тора приведено на рис. 57.

Рис. 57. Характеристики холостого хода вентильного генератора

Как следует из уравнения,

Е_г = 4,44 wpnФ_м /60,

для различных частот вращения вы­ражается семейством характери­стик.

При I_в > I_в max происходит насыщение магнитопровода ротора. По характеристике холостого хода определяется начальная ча­стота вращения ротора генератора, при которой напряжение ге­нератора достигает расчетной величины.

Внешние характеристики

Внешние характеристики вентильного генератора (рис.58) при работе генератора в ре­жиме самовозбуждения пред­ставляют собой зависимость выпрямленного напряжения от тока нагрузки

U_d = f(I_d) при n = соnst и I_в = const.

Рис. 58. Внешние характеристи­ки вентильного генератора

Снижение напряжения при увеличении нагрузки автомобильного генератора происходит:

1. из-за падения напряже­ния в активном и индуктивном сопротивлениях обмоток стато­ра;

2. из-за размагничивающего действия магнитного потока ре­акции якоря, уменьшающего магнитный поток в воздушном зазоре;

3. а также из-за падения напряжения в цепи выпрями­теля.

Падение напряжения в выпрямителе невелико R_пр = 0,005—0,01 Ом, падение напряжения в обмот­ках якоря значительно и зависит от частоты вращения ротора. Полное сопротивление обмотки якоря

Z_ф = √R²_ф + x²_ф = √R²_ф + (2πfL)² = √R²_ф + (2πpnL/60)²,

где R_ф – активное сопротивление обмотки, x_ф – индуктивное сопротивление обмотки.

Поэтому с повышением частоты вращения крутизна спада вы­прямленного напряжения увеличивается. Верхняя ветвь внешней характеристики (до критического значения тока) соответствует устойчивой работе генератора, а нижняя — неустойчивой.

Каждая характе­ристика снимается при определенных значениях частоты вращения ротора генератора и напряжения постоянного тока, подводимого к обмотке возбуждения, что соответствует определенному значе­нию тока возбуждения генератора рис.6.3.

Рис.6.3. Электрические схемы соединения генератора при снятии семейства внешних характеристик

Токоскоростная характеристика

Токоскоростная характеристика вентильного генератора I_d = f (n) при U_d = const, I_в = const

зависимость выпрямленного тока генератора I_d от частоты вращения ротора генератора n при неизменных значениях выпрямлен­ного напряжения U_d на зажимах генератора и тока возбуждения I_в. (рис. 59).

Рис. 59. Токоскоростная характерис­тика вентильного генератора

Токоскоростная характеристика с достаточной степенью точ­ности аппроксимируется уравнением,

I_d = I_{d max} (1 – e ^{(nx – n)/nx)}) при n > n_x

Положим, что токоскоростная характеристика выражается экспоненциальным законом (28), тогда расчетные значения можно определить, если из начала координат провести касательную к токоскоростной характеристике

I_d =f (n) (рис. 59). Точка касания определяет расчетные величины I_dp и n_p.