Eigenschaften des Gleichstromgenerators der Serie

Bei diesen Generatortypen sind die Feldwicklungen, Ankerwicklungen und der externe Lastkreis alle in Reihe geschaltet, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.

Daher fließt derselbe Strom durch die Ankerwicklung, die Feldwicklung und die Last.
Lass, ich = ich_ein = Ich_sc = Ich_L
Hier ich_ein = Ankerstrom
ich_sc = Serienfeldstrom
ich_L = Laststrom
Im Allgemeinen sind drei wichtig Eigenschaften des Serien-DC-Generators welche die Beziehung zwischen verschiedenen Größen wie Serienfeldstrom oder Erregerstrom, erzeugter Spannung, Klemmenspannung und Laststrom zeigen.

Magnetischer oder offener Stromkreis, charakteristisch für Reihengleichstromerzeuger

Die Kurve, die die Beziehung zwischen der Leerlaufspannung und dem Felderregungsstrom zeigt, wird aufgerufen magnetische oder Leerlaufkennlinie. Wie im Leerlauf sind die Lastklemmen geöffnetIn der Schaltung wird kein Feldstrom im Feld auftreten, da Anker, Feld und Last in Reihe geschaltet sind und diese drei eine geschlossene Schleife bilden. Diese Kurve kann also praktisch erhalten werden, indem die Feldwicklung getrennt wird und der Gleichstromgenerator durch eine externe Quelle erregt wird.

Hier im Diagramm unten zeigt AB die Kurvemagnetische Charakteristik des in Reihe gewickelten Gleichstromgenerators. Die Linearität der Kurve wird bis zur Sättigung der Pole fortgesetzt. Danach wird die Anschlussspannung des DC-Generators zur Erhöhung des Feldstroms nicht mehr wesentlich geändert. Aufgrund des Restmagnetismus gibt es eine kleine anfängliche Spannung über dem Anker, weshalb die Kurve von einem Punkt A aus begann, der ein wenig bis zum Ursprung O verläuft.

Interne Charakteristik des Serien-Gleichstromgenerators

Das interne charakteristik Kurve gibt die Beziehung zwischen der Spannung anim Anker und dem Laststrom erzeugt. Diese Kurve wird durch Subtraktion des Abfalls aufgrund der Entmagnetisierung der Ankerreaktion von der Leerlaufspannung erhalten. Die tatsächlich erzeugte Spannung (E_G) ist niedriger als die Leerlaufspannung (E₀). Deshalb fällt die Kurve leicht von der Leerlaufkennlinie ab. Hier im Diagramm unten zeigt die OC-Kurve die interne Charakteristik oder die Gesamtcharakteristik des in Reihe gewickelten Gleichstromgenerators.

Externe Charakteristik des Serien-Gleichstromgenerators

Die äußere Kennlinie zeigt den Verlauf der Klemmenspannung (V) mit dem Laststrom (I_L). Die Klemmenspannung dieses Generatortyps wird durch Subtraktion des ohmschen Abfalls aufgrund des Ankerwiderstandes (R_ein) und Serienfeldwiderstand (R_sc) aus der tatsächlich erzeugten Spannung (E_G).
Klemmenspannung V = E_G - ich (r_ein + R_sc)
Die äußere Kennlinie liegt unterhalb derinterne Kennlinie, da der Wert der Klemmenspannung niedriger als die erzeugte Spannung ist. In der Figur zeigt die OD-Kurve die äußere Charakteristik des in Reihe gewickelten Gleichstromgenerators.

Es ist aus dem zu beobachten Eigenschaften des Serien-DC-Generators, das mit der Erhöhung der Last (Last isterhöht, wenn der Laststrom zunimmt), steigt die Klemmenspannung der Maschine an. Nach Erreichen des Maximalwerts beginnt es jedoch aufgrund übermäßiger Entmagnetisierungseffekte der Ankerreaktion abzunehmen. Dieses Phänomen ist in der Figur durch die gestrichelte Linie dargestellt. Der gepunktete Teil der Kennlinie ergibt unabhängig vom äußeren Lastwiderstand einen annähernd konstanten Strom. Dies liegt daran, dass bei Erhöhung der Last der Feldstrom erhöht wird, wenn das Feld in Reihe mit der Last geschaltet wird. Wenn die Last erhöht wird, wird der Ankerstrom ebenfalls erhöht, da der Anker ebenfalls in Reihe mit der Last geschaltet ist. Aufgrund der Sättigung wird es jedoch keine weitere signifikante Erhöhung der Magnetfeldstärke geben, wodurch die induzierte Spannung weiter ansteigt. Aufgrund des erhöhten Ankerstroms steigt der Einfluss der Ankerreaktion jedoch erheblich, was zu einem erheblichen Abfall der Lastspannung führt. Wenn die Lastspannung abfällt, verringert sich auch der Laststrom proportional, da der Strom gemäß dem Ohmschen Gesetz proportional zur Spannung ist. Eine Erhöhung der Last neigt also dazu, den Laststrom zu erhöhen, aber eine Abnahme der Lastspannung neigt dazu, den Laststrom zu verringern. Aufgrund dieser zwei gleichzeitigen Effekte wird es keine signifikante Änderung des Laststroms im gepunkteten Teil des Außenbereiches geben Eigenschaften des Serien-DC-Generators. Deshalb wird der Seriengleichstromgenerator als Gleichstromgenerator mit konstantem Strom bezeichnet.