Характеристика холостого хода представляет зависимость напряжения генератора U от тока возбуждения I₁ при токе якоря I₂, равном нулю:

U = ƒ(I₁) при I₂ = 0 и W = W_H =const.

Характеристика снимается при разомкнутом переключателе Q1. Генератор приводится во вращение включением QF1. Автоматом QF2 подается постоянный ток в обмотку возбуждения. Потенциометром R1 устанавливается ток возбуждения, соответствующий U ≈1,25U_H. Затем уменьшают ток возбуждения до нуля и снова увеличивают его до прежнего значения I₁₀. При этом получаются нисходящая 1 и восходящая 2 ветви характеристики, которые выходят из одной точки (рис.1.3). Расхождение ветвей объясняется наличием гистерезиса в магнитопроводе машины. При I₁ = 0 в обмотке якоря потоком остаточного магнетизма индуцируется остаточная ЭДС Е_ост, которая составляет 2..4% от U_H.

Изменять ток возбуждения нужно плавно, небольшими ступенями и только в одном направлении – либо уменьшать, либо увеличивать, иначе вследствие влияния гистерезиса характеристика окажется искаженной.

Для построения характеристики холостого хода достаточно иметь 7-8 точек на каждую ветвь. Показания приборов записываются в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

Характеристика холостого хода

За характеристику холостого хода генератора можно принимать нисходящую ветвь (рис.1.3 кривая 1). Для получения характеристики 3 холостого хода, проходящей через начало координат, необходимо сместить нисходящую ветвь 1 по оси абсцисс на величину ∆Ι₁, полученную путём экстраполяции характеристики 1 до пересечения с осью абсцисс.

Начальная часть характеристики холостого хода представляет собой практически прямую линию. Это объясняется тем, что при малых токах возбуждения почти вся намагничивающая сила (н.с.) идёт на проведение магнитного потока через зазор, т. е. среду с постоянной магнитной проницаемостью. Но по мере увеличения тока I₁ и соответственно потока Ф сталь машины насыщается, и получается сначала средне насыщенная часть характеристики холостого хода, или так называемое колено кривой, а затем сильно насыщенная её часть. Точка, соответствующая номинальному напряжению U_H, обычно лежит на колене кривой, так как при работе машины на прямолинейной части кривой напряжение генератора неустойчиво, а при работе на насыщенной части кривой ограничивается возможность регулирования напряжения.

Характеристика холостого хода позволяет судить о насыщении магнитной цепи генератора при номинальном режиме работы.

Нагрузочная характеристика

Она представляет зависимость напряжения генератора U от тока возбуждения I₁ при токе якоря I₂, равном номинальному значению:

U = ƒ(I₁) при I₂ = I_H = const и W = W_H = const.

Опыт проводится в следующей последовательности. Переключатель Q1 устанавливается в положение «1».Генератор приводится во вращение и возбуждается до напряжения на (20 –25)% выше номинального, после чего резистором R2 устанавливается номинальный ток нагрузки и записываются показания приборов. Далее, поддерживая с помощью нагрузочного резистора R2 ток нагрузки I₂= I_H = const, уменьшают напряжение генератора путём уменьшения тока возбуждения I₁ до возможного наименьшего значения. При этом желательно изменять ток возбуждения через такие интервалы, чтобы получить 5-6 точек характеристики. Показания приборов записываются в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

Нагрузочная характеристика

Нагрузочные характеристики могут быть сняты при разных, но постоянных для каждой характеристики значениях нагрузочного тока, что даёт возможность получить семейство нагрузочных характеристик (рис.1.4). Характеристика холостого хода является частным случаем нагрузочной характеристики (при I₂=0) и проходит выше всех остальных характеристик. Одному и тому же току возбуждения при нагрузке соответствует меньшая величина напряжения на зажимах генератора. Это объясняется наличием падения напряжения в обмотке якоря и размагничивающим действием реакции якоря. На основании характеристик холостого хода и нагрузочной можно оценить влияние этих двух факторов.