发电机的空载特性和负载特性

1.发电机空载特性

发动机空载特性反映了电枢绕组的连接情况、励磁系统的工作情况以及发电机磁路的饱和程度。图7-28a所示为转速为500r/min时发电机在不同励磁电流下的2D瞬态场计算结果和试验数据，由图中数据可以看出仿真结果和试验结果基本吻合。转速分别为1000r/min和2000r/min时，在不同励磁电流下对发电机进行2D瞬态场路耦合仿真，拟合得到空载特性曲线，如图7-28b所示。

图7-28 发电机空载特性

a）500r/min时空载特性仿真及实验对比 b）不同转速空载特性对比

分析图7-28b中的数据可知，当励磁电流大于2A时，发电机空载电压变化缓慢，发电机磁路出现饱和。

2.发电机负载特性

1）自励缓速器用以产生制动力矩的电能来自发电机，在转速恒定时通过调节发电机励磁绕组的电流即可控制缓速器制动力矩，在此对n=2000r/min和n=1000r/min，R_L=6Ω，不同励磁电流时发电机2D瞬态场仿真，拟合得到励磁电流I_f与负载电流I_d之间的关系曲线，如图7-29所示。

图7-29 不同转速下励磁电流与负载电流之间的关系曲线(www.xing528.com)

2）自励缓速器的励磁绕组作为发电机负载，连接方式有串联、并联及混联等多种，其总阻值R_L与连接方式密切相关，对不同负载电阻R_L下对发电机进行2D瞬态场路耦合仿真，对缓速器发电机的电磁特性匹配设计有重要意义。图7-30和图7-31分别为转速n=1000r/min及n=2000r/min时拟合得到的负载电阻R_L与负载电流I_d之间的关系曲线。

图7-30 1000r/min时的R_L-I_d曲线

图7-31 2000r/min时的R_L-I_d曲线

3）液冷式自励缓速器的工作转速一般在750～3000r/min之间。下面对发电机在不同转速时进行2D瞬态仿真，仿真负载电阻R_L=6Ω，缓速器工作的三个档位下励磁绕组内的电流I_f分别为0.8A、1.75A、2.5A。通过拟合得到转速n与负载电流I_d之间的关系曲线，如图7-32所示。

图7-32 n-I_d曲线