并励直流发电机场阻对其自励起压的影响

陈子明

摘要：并励直流发电机是实现机械能转化为直流电能的旋转电机。其励磁绕组和电枢绕组并联构成并励式，励磁方式为自励。在发电机启动建压过程中，励磁绕组回路阻值对并励直流发电机能否自励起压有很大的影响。本文主要运用MATLAB软件对并励直流发电机场阻值的整定不同对其自励起压的影响进行仿真，利用三次样条插值函数Spline绘制发电机的空载特性曲线，然后分别利用不同的励磁回路阻值来绘制励磁回路场阻线，确定合适的励磁电阻。

关键词：并励直流发电机；场阻；自励起压；Spline函数

1 实验基础理论

在发电机空载情况下，说明并励直流发电机的自励过程。如图1-1中，发电机以额定转速运行，电枢绕组切割剩磁，则在电枢绕组中产生感应电动势，从而在励磁绕组两端建立剩磁电压，则。在剩磁电压作用下，产生励磁电流，励磁电流产生磁场方向与剩磁方向一致，主磁场继续加强，使得电枢绕组电压进一步升高。从而励磁绕组电压进一步升高，使励磁电流继续增大，主磁场加强，经过反复的正反馈作用过程，最终使电枢端电压建立起来[1]。

2 实验装置和数据

2.1实验装置及参数

利用船舶电工实验室的并励直流发电机进行实验。实验过程中，在固定发电机转速为额定转速条件下，记录发电机端电压和励磁电流的数据。

并励直流发电机的参数：额定电压UN=290V，额定转速，额定励磁电流，电枢绕组电阻和自感系数不计。

2.2实验数据

实验数据记录如下：表2-1 并励直流发电机空载特性实验数据

3.MATLAB编程与运行结果

3.1MATLAB编程

MATLAB程序如下：

3.1运行结果

由编程语言和仿真结果可见，当励磁回路阻值小于时，發电机可以自励起压。

4 结论

保持额定转速不变，增大励磁回路场阻，励磁特性曲线与横轴的夹角增大，当夹角增加到一定程度时，励磁特性曲线与空载特性曲线相切，并励直流发电机不能自励。因此选择合适的励磁回路场阻是非常重要的。在整定励磁回路场阻可能出现以下几种可能性：①励磁回路场阻太大，则稳态电压在剩磁电压附近，电压幅值太小不能利用；②励磁电阻太小，需要很大的励磁电流才能建立稳态电压点；③两条曲线相切，则曲线交点不唯一，工作点不稳定[3]。因此通过适当整定励磁回路场阻，可使空载特性曲线和励磁特性曲线交于空载额定电压处。

参考文献：

[1]廖育梅，.基于Matlab并励直流发电机的自励过程分析[J].山东工业技术，2014：121.