Особенности генератора переменного тока

Изготовители генератора переменного тока предоставляют для своих изделий нагрузочные характеристики (характеристические кривые). Они показывают свойства генератора переменного тока при различных условиях. Кривые строятся как зависимость выходного тока от частоты вращения (при постоянном напряжении) и как выдаваемая мощность в зависимости от частоты вращения. На рисунке показаны типичные характеристики генератора переменного тока.

Рис. Типичная нагрузочная характеристика генератора переменного тока

Обычно на графике отмечают следующие точки:

• нерабочий диапазон оборотов;
• обороты холостого хода;
• частота вращения, при которой достигается 2/3 номинальной мощности;
• частота вращения при номинальной мощности;
• максимальная частота вращения;
• диапазон выходного тока при холостых оборотах двигателя;
• ток, соответствующий 2/3 номинальной мощности;
• номинальный ток;
• максимальный ток.

Графики строятся при определенных условиях — постоянном выходном напряжении и постоянной температуре (часто используется значение 27 «С). Графики обычно рассматривают тогда, когда необходимая мощность генератора уже определена.

Кривая мощности используется, чтобы определить тип приводного ремня, необходимого для передачи мощности (крутящего момента) к генератору переменного тока. В качестве отступления скажем, что кривая мощности и кривая выходного тока могут использоваться совместно для того, чтобы вычислить эффективность генератора. Для любой заданной частоты вращения и соответствующей ей максимальной нагрузки эффективность любого генератора можно рассчитать как:

Эффективность = Выходная мощность/Входная мощность.

В нашем примере эффективность при 8000 об/ мин составляет:

Выходная мошность = 14 В * 70 А = 980 Вт,
Эффективность = 980/2300 = 0,43 или 43%.

Эффективность на уровне 2/3 выходного тока:

Выходная мощность = 14 В * 47 Л = 653Вт,
Эффективность 653/1100 — 0,59, или 59%.

Эти цифры показывают, сколько мощности теряется в процессе генерации. Эти потери складываются из потерь на вихревые токи в сердечнике, омических потерь в медных проводах, потерь на преодоление сопротивления воздуха (воздушного трения) и механического трения. Энергия теряется в виде тепла.