交流發電機的工作特性是指發電機輸出的直流電壓、電流與轉速之間的關系。它包括輸出特性、空載特性和外特性。由于發電機的工作轉速在較大范圍變化,所以,研究發電機特性,應以轉速為基準來分析各有關參數之間的關系。
空載特性
發電機空載運行時(即發電機不向任何用電設備供電的狀態下),發電機端電壓與轉速之間的關系,稱為空載特性,如圖3-15所示。
空載特性可以判斷發電機低速充電性能的好壞,同時也可看出發電機的輸出電壓是隨著發電機的轉速升高而增高的。
輸出特性
發電機輸出電壓一定時,它的輸出電流隨著轉速的變化規律,稱為輸出特性,如圖3-16所示。12V的發電機的額定電壓是14V,24V的發電機額定電壓是28V。
發電機不同轉速下,輸出功率情況如下:
(1)發電機空載時,輸出電壓達到額定值的轉速n1,稱為空載轉速。n1常用作選擇發電機與發動機傳動比的主要依據。
(2)發電機輸出電流達到額定值時的轉速n2,稱為滿載轉速,發電機的額定電流一般規定為70%~75%。
從曲線中可以看出,當轉速達到一定值后,發電機的輸出電流幾乎不再繼續增加,具有自動限制輸出電流的能力。
這是因為:
(1)隨著定子繞組中的感應電動勢增加,其繞組的阻抗也隨轉速的升高而增大。
(2)定子繞組電流的增加,其電樞反應的增強也使感應電動勢下降。由于具有這種自我保護作用,硅整流發電機一般不需要設置限流器。
外特性
當發電機轉速一定時,發電機端電壓與輸出電流之間的關系,稱為外特性,如圖3-17所示。
從外特性曲線可以看出,在轉速變化時,發電機端電壓有較大變化;在轉速恒定時,由于輸出電流的變化,對端電壓也有較大影響。因此,要使輸出電流穩定,必須配用電壓調節器;高速時,當發電機突然失去負載時,端電壓會急劇升高,這時電器設備中的電子元件將有被擊穿的危險。