直流发电机的类型

在实际的直流发电机中，磁场是由电磁体而不是永磁体产生的。然后根据发电机电路中励磁绕组的连接对直流发电机进行分类。在此基础上，直流发电机分为以下两种类型 -

他励直流发电机

磁场绕组由电池等独立直流电源励磁的直流发电机称为他励直流发电机。图1所示为他励直流发电机的接线图。

他励直流发电机产生的电压取决于电枢旋转的速度和励磁电流（即机器中的磁通）。电枢速度和励磁电流越大，发电机中的感应电动势越大。然而，他励直流发电机在实际应用中很少使用，因为它们需要外部直流电源来励磁。

其磁场绕组由发电机本身的输出励磁的类型的直流发电机称为自励式直流发电机。根据励磁绕组与电枢的连接方式，自励直流发电机分为以下三种类型 -

励磁绕组与电枢串联，使整个电枢电流流经励磁绕组和负载的直流发电机称为串联直流发电机。图2所示为串联直流发电机的接线图。

对于串联直流发电机，励磁绕组承载全部负载电流，因此它由几匝粗导线组成，因此具有最小的电阻。该系列直流发电机用于升压等特殊应用。

以下是串联直流发电机的一些重要表达式 -

$$\mathrm{\mathrm{电枢电流},\mathit{I_{a}}\:=\:\mathit{I_{se}}\:=\:\mathit{I_{L}}}$ $

其中，$\mathit{I_{se}}$ 为串联励磁电流，$\mathit{I_{L}}$ 为负载电流。

$$\mathrm{\mathrm{端子电压},\mathit{V_{t}}\:=\:\mathit{E-I_{a}\left ( \mathit{R_{a}+R_{se }} \右)}}$$

其中，E为产生的电动势，$\mathit{R_{a}}$为电枢回路电阻，$\mathit{R_{se}}$为串联励磁电阻。

励磁绕组与电枢绕组并联，在其两端施加发电机端电压的直流发电机称为并联直流发电机。图3所示为并联直流发电机的连接图。

在并联直流发电机中，并联励磁绕组有大量细线匝数，因此电阻较高，因此只有一部分电枢电流流过它，其余流过负载。

以下是并联直流发电机的重要表达式 -

$$\mathrm{\mathrm{电枢电流,}\mathit{I_{a}}\:=\:\mathit{I_{L}+I_{sh}}}$$

$$\mathrm{\mathrm{分流场电流,}\mathit{I_{sh}}\:=\:\frac{\mathit{V_{t}}}{\mathit{R_{sh} }}}$$

$$\mathrm{\mathrm{端子电压},\mathit{V_{t}}\:=\:\mathit{E-I_{a}R_{a}}}$$

复合直流发电机是每个磁极上有两组励磁绕组的发电机，一组与电枢绕组串联，另一组与电枢绕组并联。复合式直流发电机可进一步分为以下两种类型 -

短并联复合直流发电机是一种仅并联励磁绕组与电枢绕组并联的发电机，如图 4 所示。

长并联复合直流发电机是一种并联励磁绕组与串联励磁绕组和电枢绕组并联的发电机，如图5所示。

以下是复合直流发电机的重要表达式 -

对于短并联发电机，

$$\mathrm{\mathrm{电枢电流,}\mathit{I_{a}}\:=\:\mathit{I_{L}+I_{sh}}}$$

$$\mathrm{\mathrm{系列场当前,}\mathit{I_{se}}\:=\:\mathit{I_{L}}}$$

$$\mathrm{\mathrm{分流场电流,}\mathit{I_{sh}}\:=\:\frac{\mathit{V_{t}}+\mathit{I_{se}R_ {se}}}{R_{sh}}}$$

$$\mathrm{\mathrm{端子电压},\mathit{V_{t}}\:=\:\mathit{E-I_{a}R_{a}-I_{se}R_{se}} }$$

对于长并联发电机，

$$\mathrm{\mathrm{电枢电流,}\mathit{I_{a}}\:=\:\mathit{I_{L}+I_{sh}}}$$

$$\mathrm{\mathrm{系列场当前,}\mathit{I_{se}}\:=\:\mathit{I_{a}}}$$

$$\mathrm{\mathrm{分流场电流,}\mathit{I_{sh}}\:=\:\frac{\mathit{V_{t}}}{\mathit{R_{sh} }}}$$

$$\mathrm{\mathrm{端子电压},\mathit{V_{t}}\:=\:\mathit{E-I_{a}}\left ( \mathit{R_{a}+R_{ se}} \右)}$$