1. Đặc tính không tải U0=E=f(It) khi I=0; n=const.
Khi làm thí nghiệm, mở cầu dao (I=0), cho máy phát điện quay với tốc độ không đổi, đo các trị số It và U0 tương ứng ta sẽ có đặc tính không tải.
Đối với máy phát điện kích thích độc lập do có thể đổi chiều dòng điện kích thích nên ta có thể vẽ được toàn bộ chu trình từ trễ đối xứng ABA/B/A giữa hai giá trị giới hạn của dòng điện kích thích ứng ±Itmvới điện áp
dm
m U
U =±(1,15−1,25)
Đoạn OB trên hình là sức điện động ứng với từ dư trong mạch từ máy phát điện. Sức điện động này rất nhỏ, khoảng 2-3% Uđm nên có thể bỏ qua, vì vậy coi đặc tính không tải của máy phát điện một chiều là đường trung bình đi qua góc tọa độ. Đó cũng chính là đường cong từ hóa của máy phát điện
2. Đặc tính ngắn mạch In=f(It) khi U=0; n=const.
Ta nối ngắn mạch phần ứng qua ampe mét, cho máy phát điện quay với tốc độ không đổi là định mức, đo các trị số It và I tương ứng ta sẽ có đặc tính ngắn mạch.
Đặc tính ngắn mạch của máy phát điện kích thích độc lập
Khi ngắn mạch U=0 nên Eư=IưRư. Do điện trở Rư của dây quấn phần ứng rất bé và mặt khác phải giữ cho dòng điện I không vượt quá (1,25-1,5)Iđm nên Eư rất nhỏ và dòng điện It tương ứng sẽ rất bé. Do dòng điện
I
2
It 1
It bé nên mạch từ của máy điện không bão hòa, tức là do đó và đặc tính ngắn mạch là một đường thẳng.
Nếu máy đã được khử từ dư thì đường thẳng đi qua góc tọa độ (đường 1). Nếu máy chưa được khử từ dư thì ta sẽ có đặc tính 2 và để có đường đặc tính ngắn mạch tiêu chuẩn ta chỉ cần vẽ đường thẳng song song với đường 2 qua góc tọa độ.
3. Đặc tính ngoài U=f(I) khi Iư=const; n=const.
Khi dòng điện tải I tăng, điện áp rơi trên dây quấn phần ứng tăng, mặt khác do phản ứng phần ứng cũng tăng theo I nên sức điện động E giảm làm cho điện áp đầu cực máy phát điện U giảm xuống. Đặc tính ngoài của máy phát điện kích thích độc lập như hình.
Hiệu số điện áp giữa U0 và Uđm với điều kiện dòng điện kích từ không đổi được gọi là độ biến đổi điện áp định mức: % 0 100 0 U U U U dm dm − = ∆
Đối với máy phát điện kích thích độc lập thường ∆
U=5-15%
4. Đặc tính tải U=f(It) khi Iư=const; n=const.
Khi có tải điện áp trên đầu cực của máy phát điện nhỏ hơn sức điện động do dó điện áp rơi trên dây quấn phần ứng RưIư. Vì vậy đường đặc tính tải (đường 1) biểu thị trên hình 5-8 nằm dưới đặc tính không tải.
Nếu từ điểm a ứng với U=Uđm trên đặc tính tải ta vẽ thẳng đứng lên phía trên một đoạn ab bằng điện áp rơi RưIư trên dây quấn phần ứng và kẻ đoạn nằm ngang cắt đường đặc tính không tải tại c. Nối a với c ta được tam giác abc gọi là tam giác đặc tính. Từ hình ta thấy, ứng với dòng điện kích thích It1, khi không tải điện áp là U0=de, còn khi mang tải điện áp giảm đến Uđm=ae. Như vậy đoạn thẳng điện áp biểu thị độ biến đổi điện áp định mức ∆Uđm. Nguyên nhân của sự sụt áp là do điện áp rơi trong dây quấn phần ứng RưIư và do phản ứng của phần ứng khử từ.
Đồ thị trên hình, đường 3 biểu thị đặc tính E=f(It) khi máy mang tải. Sức điện động này bé hơn điện áp U0 khi không tải là do ảnh hưởng của phản ứng phần ứng khử từ.
5. Đặc tính điều chỉnh It=f(Iư) khi U=const; n=const.
Đặc tính này cho ta biết cần điều chỉnh dòng điện kích thích như thế nào để giữ cho điện áp đầu ra máy phát điện không đổi khi tải thay đổi. Ta thấy khi tải tăng thì ta cần phải tăng It để bù vào điện áp rơi trên phần ứng và ảnh hưởng của phản ứng phần ứng để giữ cho U=const.
Từ không tải (với U=Uđm) tăng tới tải định mức thường ta phải tăng dòng điện kích từ lên 15-25%.
Đặc tính điều chỉnh của máy phát điện kích thích độc lập