交流发电机的工作特性分析

交流发电机的特性分为输出特性、空载特性和外特性，其中以输出特性最为重要。

1.输出特性 I=f （ n）的输出特性曲线，如图4-18 所示。

输出特性是指在发电机保持输出端电压不变的情况下，输出电流与转速之间的关系，即

图4-18　交流发电机的输出特性曲线

（1）发电机的转速甚低时，其端电压低于额定电压，此时发电机不能向外供电；当转速达到空载转速n1时，电压达到额定值；当转速高于空载转速n1时，发电机才有能力在额定电压下向外供电。所以空载转速值n1常用作选择发动机与发电机之间传动比的主要依据。

（2）当转速超过n1时，发电机输出电流I 将随着转速n 的升高面增大；当转速等于n2时，发电机输出额定功率（即额定电流与额定电压之积），故将转速n2称为满载转速。

空载转速和满载转速是交流发电机的主要性能指标，在产品说明书中均有规定。在使用中，定期测量这两个数据，与规定值相比较，就可判断发电机性能是否良好。

（3）当发电机转速达到一定值时，发电机的输出电流将不再随转速的升高而增大。这时的电流值称为发电机的最大输出电流或限流值。这个性能表明，交流发电机具有自动限制电流的自我保护能力。交流发电机的最大输出电流约为额定电流的1.5 倍。

交流发电机能自动限制输出电流的原因如下：

A.交流发电机定子绕组的阻抗随发电机转速的升高而增加。阻抗越大，电源内压降越大，输出电流下降。

B.随着发电机输出电流增大，电枢反应加强，励磁磁场减弱，可使定子绕组中的感应电动势下降。

两者共同作用的结果，就使发电机的输出电流不再增加。因而交流发电机具有自身限制输出电流的作用。(www.xing528.com)

2.空载特性

空载特性是指发电机无负荷时，发电机输出电压与转速的变化规律，即I=0，U=f（n）的空载特性曲线，如图4-19 所示。

由空载特性曲线可以看出，发电机空载时，随转速增加，端电压增加。空载特性可以判断发电机充电性能的好坏。从曲线的上升速率和达到蓄电池电压的转速高低可判断发电机的性能是否良好。

3.外特性

外特性是指发电机转速一定时，端电压与输出电流之间的关系，即U=f（I）的外特性曲线。图4-20 是交流发电机在n1、n2、n33 种情况下的外特性曲线。由图可见：

图4-19　交流发电机的空载特性

图4-20　交流发电机的外特性

（1）发电机转速不同，端电压也不同，转速越高，端电压也越高。

（2）当发电机输出电流达到一定值时，再继续减小电阻，输出电流反而减小。这是由于电枢反应增强，导致定子绕组中的感应电动势下降，引起端电压的进一步下降。因此，必须配用电压调节器才能保持恒定的电压值。

（3）当发电机处于正常工作状态下的高速运转时，如果突然失去负载，发电机电压会急剧升高，致使发电机及电压调节器等内部电子元件有被击穿的危险。因此，应该避免外电路断路或短路的现象。