Генераторы постоянного тока | Эксплуатация электрических машин и аппаратуры | Архивы

Страница 23 из 74

Распространены генераторы постоянного тока независимого, параллельного и смешанного возбуждения.
Генератор независимого возбуждения (рис 77) в качестве источника питания обмотки полюсов может иметь аккумулятор, выпрямитель или генератор постоянного тока, называемый в этом случае возбудителем.
Характеристика холостого хода (рис. 78, а) — зависимость напряжения генератора при холостом ходе от тока возбуждения при постоянной скорости вращения — имеет восходящую и нисходящую ветви. Восходящая получается при первом намагничивании и отсутствии остаточного магнетизма. Нисходящая получается приуменьшении тока возбуждения. При отсутствии тока возбуждения генератор будет иметь некоторое напряжение UOCT остаточного магнетизма.

Рис. 77. Схема генератора независимого возбуждения.

Внешняя характеристика генератора — зависимость напряжения от тока нагрузки при постоянном токе возбуждения и скорости вращения — показана кривой 1 (рис.

78, б).
Понижение напряжения на зажимах генератора с ростом нагрузки вызвано двумя причинами:
усилением реакции якоря вследствие увеличения тока нагрузки, что ведет к размагничиванию машины и уменьшению э. д. с., увеличением падения напряжения в цепи якоря. Изменение напряжения на зажимах генератора независимого возбуждения бывает в пределах 5—10%.

Регулировочная характеристика — зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при постоянном напряжении и скорости вращения — показана кривой 1 (рис. 78, е). Для поддержания напряжения постоянным с ростом нагрузки нужно увеличивать ток возбуждения. Относительное изменение тока возбуждения при изменении нагрузки в пределах номинальной составляет 20—25%.

Основной недостаток генераторов независимого возбуждения — нужда в постороннем источнике постоянного тока. Основные достоинства — возможность регулировать напряжение в широких пределах и сравнительно жесткая внешняя характеристика.

Генератор параллельного возбуждения (рис. 79) возбуждается по принципу самовозбуждения. Этот принцип основан на том, что магнитная система машины, будучи намагниченной, сохраняет небольшой магнитный поток остаточного магнетизма в пределах 2—3% от полного потока. При вращении генератора в якорной обмотке от потока остаточного магнетизма наводится небольшая остаточная э. д. с., под действием которой в обмотке возбуждения возникает небольшой ток, он создает добавочный магнитный поток.

Рис. 79. Схема генератора параллельного возбуждения.

Рис. 78. Характеристика генераторов постоянного тока:
а — характеристика холостого хода; б — внешние характеристики; 1 — независимого; 2 — параллельного; 3 и 4 — смешанного возбуждения; в — регулировочные характеристики; 1 — независимого и параллельного возбуждения; 2 и 3 — смешанного возбуждения.
Если направление добавочного потока совпадает с остаточным, то результирующий поток увеличивается. Увеличенный поток наведет большую э. д. с., которая вызовет больший ток возбуждения и больший магнитный поток и т. д. до тех пор, пока напряжение холостого хода генератора не будет равно падению напряжения в цепи возбуждения.
Самовозбуждение генератора постоянного тока возможно при соблюдении следующих условий: магнитная система генератора имеет остаточный магнетизм;
обмотка возбуждения включена согласованно с обмоткой якоря, то есть направление добавочного потока совпадает с остаточным;

сопротивление цепи возбуждения должно быть  меньше определенной величины, называемым критическим сопротивлением.

Рис. 80. Схема генератора смешанного возбуждения.
Генераторы параллельного возбуждения имеют характеристику холостого хода и регулировочную характеристику такого же вида, как и генераторы независимого возбуждения.
Внешнюю характеристику генератора параллельного возбуждения снимают при постоянном сопротивлении цепь возбуждения, она менее жесткая, чем в генераторе независимого возбуждения (кривая 2, рис. 78. б). Это объясняется тем, что. кроме размагничивающего действия реакции якоря и падения напряжения в цепи якоря в генераторах параллельного возбуждения действует еще третья причина — уменьшение тока возбуждения вследствие уменьшения напряжения от действия первых двух причин. Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения имеет характерный перегиб, за которым уменьшение сопротивления нагрузки сопровождается уменьшением тока и сбросом напряжения.
Генераторы параллельного возбуждения широко используют при спокойной, медленно изменяющейся нагрузке и в тех случаях, когда допустимо изменение напряжения в известных пределах.
Генератор смешанного возбуждения имеет две обмотки возбуждения: параллельную и последовательную, они уложены на одних и тех же сердечниках и включаются согласованно, то есть их потоки складываются (рис. 80).

При холостом ходе магнитный поток создается только параллельной обмоткой, так как в этом случае последовательная обмотка не обтекается током. Поэтому характеристика холостого хода такая же, как и генератора параллельного возбуждения.
Вид внешней характеристики генератора смешанного возбуждения зависит от соотношения намагничивающих сил параллельной и последовательной обмоток возбуждения. При нагрузке генератора магнитный поток последовательной обмотки частично или полностью компенсирует действие реакции якоря к падение напряжения в цепи якоря. При слабо выраженной последовательной обмотке внешняя характеристика генератора смешанного возбуждения чуть выше внешней характеристики генератора параллельного возбуждения (рис. 78, б, кривая 3). При более сильно выраженной последовательной обмотке возбуждения напряжение генератора при полной нагрузке сможет сохраниться на уровне напряжения холостого хода (кривая 4, рис. 78, б).

Вид регулировочных характеристик зависит и от соотношения намагничивающих сил обмоток возбуждения. На рисунке 78, в регулировочные характеристики 2 и 3 относятся к генератору с внешними характеристиками, изображенными соответственно кривыми 3 и 4, рис. 78, б.

Генераторы смешанного возбуждения применяют в установках с часто и резко изменяющейся нагрузкой и где требуется поддерживать постоянное напряжение.

Генераторы постоянного тока — Напряжение—Регулирование

Чувствительный элемент системы регулирования угловой скорости вала машины может быть выполнен не только как центробежный маятник. К настоящему времени разработано много других видов чувствительных элементов. Па рис. 89 показана схема регулятора непрямого действия с тахогенератором /, т. е. электрическим генератором постоянного тока, который дает напряжение и, пропорциональное угловой скорости вала регулируемой машины. Одна клемма тахогенератора соединена с усилителем 2, а другая с щеткой потенциометра 3, находящегося под действием напряжения постоянного тока электрической сети. В результате такого соединения в усилитель 2 подается разность напряжений U — Un. Щетка потенциометра устанавливается так, чтобы напряжение U было равно U при заданном значении скорости установившегося движения. Тогда разность напряжений U — равна нулю, и шток электромагнита 4 остается неподвижным.   [c.311]
Генераторы постоянного тока — Напряжение—Регулирование 384  [c.536]

Направление наведенной э. д. с. в проводнике 450 Напряжение — Детектирование и ограничение 580 — Диаграмма векторная 459 — Соотношения между линейным и фазным 461 —генераторов постоянного тока — Регулирование 471 —для цепи переменного тока — Диаграмма векторная 459 для цепи якоря двигателя — Урав-  

[c. 720]

Из регуляторов реостатного типа наиболее широкое распространение нашли угольные регуляторы напряжения (ступенчатые регуляторы из-за из недостаточной виброустойчивости не нашли применения). Основное преимуш,ество угольных регуляторов напряжения состоит в том, что они допускают регулирование напряжения генераторов постоянного тока большой мош,ности, величина тока возбуждения которых достигает 15 а и более.  [c.227]

Регулирование генераторов постоянного тока осуществляется с помощью электромагнитных вибрационных реле. Обычно три электромагнитных реле, осуществляющих соответственно регулирование напряжения, ограничение максимального тока и отключение батареи от генератора при неработающем генераторе, соединяются в один блок, называемый реле-регулятором. Принципиальные схемы каждого реле приведены на рис. 66.  

[c.104]

Частоту вращения двигателя стреловой лебедки регулируют только с помощью частотного регулирования. Для замедленного опускания тяжелых грузов двигатель Мз переводят в режим динамического торможения, который соответствует работе двигателя в качестве генератора. В этом режиме обмотки статора двигателя Мз питаются постоянным током низкого напряжения от трансформатора 19 через выпрямитель 18.  

[c.99]

Стабилизация напряжения генераторов переменного тока независимо от скорости вращения и величины нагрузки так же, как и у генератора постоянного тока, осуществляется путем изменения тока возбуждения. Для регулирования синхронных генераторов используются угольные регуляторы напряжения.  [c.323]

На кране КБк-250 привод грузовой лебедки осуществлен с помощью системы генератор — двигатель (система г—д). Функциональная схема привода грузовой лебедки показана на рис. 99, а. Асинхронный электродвигатель М1 приводит во вращение генератор постоянного тока Г, который является источником питания для двигателя постоянного тока М2. Напряжение генератора регулируется с помощью обмотки возбуждения генератора ОВГ. Обмотка возбуждения генератора получает питание через рабочие обмотки магнитного усилителя МУ1, с помощью которого производится изменение величины и направления тока возбуждения 1вг, т. е. регулирование напряжения генератора и реверсирование двигателя М2. Обмотка возбуждения двигателя получает питание через магнитный усилитель МУ2. Величина тока управления /у задающих обмоток управления магнитных усилителей определяется положением рукоятки аппарата управления Л У. С помощью других обмоток управления осуществляется обратная  [c.158]

АКУ-61 Для автоматического управления, защиты, сигнализации и регулирования напряжения дизель-генератора Оперативное напряжепие — 24 в постоянного тока Рабочее напряжение 220/380 в для дизель-генераторов мощностью от 100 до 600 кет. Ввод в параллельную работу осуществляется методом автоматической самосинхронизации Для одно- и многоагрегатных электростанций стационарного типа  [c.491]

Наиболее проста, удобна и экономически целесообразна электрическая схема, по которой двигатель-генератор постоянного тока питает током одну ванну (рнс. 169). В этом случае регулирование тока и напряжения на ванне осуществляется с помощью шунтового реостата.  [c.445]

Источником постоянного тока регулируемого напряжения является агрегат, состоящий из специального генератора постоянного тока — электромашинного усилителя с поперечным полем — ЭМУ (тип ЭМУ 50, 4,5 кет) и асинхронного электродвигателя А трехфазного тока (тип А42/2, 4,5 кет, 2935 об/мин) для привода ЭМУ. ЭМУ позволяет путем регулирования тока незначительной мощности в обмотке управления IV) управлять током значительной мощности на выходе (почему этот генератор и называется электромашинным усилителем).  [c.127]

Регулятор напряжения предназначен для поддержания постоянства напряжения на зажимах генератора при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Регулирование осуществляется путем включения (или выключения) в цепь обмотки возбуждения генератора постоянного тока резисторов Rl и R2. Резисторы включаются и выключаются автоматическим электромагнитны,м вибратором в зависимости от силы тока в обмотке возбуждения генератора и катушках регулятора.  [c.79]

Принцип действия и основное уравнение вибрационного регулятора. Для регулирования автомобильных и тракторных генераторов применяются быстродействующие вибрационные регуляторы напряжения, принцип действия которых был предложен М. И. Кармановым в 1881 г. Вибрационный регулятор напряжения дешев, прост по конструкции и обладает весьма малой инерцией, а следовательно, быстротой действия. Благодаря этим качествам он получил широкое распространение й в настоящее время является единственным типом регулятора, применяющимся для регулирования автотракторных генераторов постоянного тока..  [c.57]

Обмотка возбуждения генератора переменного тока питается постоянным током от аккумуляторной батареи или выпрямителя. Поэтому для регулирования напряжения генераторов переменного тока используются регуляторы, принципиальные схемы и характеристики которых такие же, как и у генераторов постоянного тока.  [c.107]

В приводе движения рабочих органов автоматов и полуавтоматов в основном применяются асинхронные электродвигатели переменного тока и электродвигатели постоянного тока. Источником питания асинхронных электродвигателей является промышленный ток частоты 50 Гц напряжением 220/380 В. В качестве источника питания электродвигателей постоянного тока мощностью более 2 кВт обычно используют генераторы постоянного тока, которые обеспечивают бесступенчатое регулирование скорости рабочих органов по системе генератор — двигатель. В таких системах генератор выполняет функцию агрегата питания постоянным током регулируемого электродвигателя. Скорость вращения якоря электродвигателя постоянного тока обычно регулируется изменением магнитного потока обмотки возбуждения с помощью реостата.  [c.53]

На рис. 340 показана щироко распространенная система привода, в которой регулирование скорости двигателя достигается изменением напряжения на зажимах генератора постоянного тока, питающего электродвигатель (система генератор — двигатель или сокращенно система Г — Д она иногда именуется системой Леонардо).  [c.380]

СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ТЯГОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА  [c. 185]

Преобразователь ПС-ЗОО-М имеет двигатель А62/4 и генератор постоянного тока СГ-ЗОО-М. Генератор обеспечивает регулирование силы сварочного тока в пределах от 80 до 380 а при номинальном напряжении 30 в. Регулирование силы сварочного тока у генератора обеспечивается реостатом в регулируемой цепи возбуждения. Преобразователь ПС-ЗОО-М большей частью применяется при шланговой полуавтоматической сварке.  [c.65]

Система Г—Д состоит из электродвигателя постоянного тока, получающего питание от генератора постоянного тока с регулируемым напряжением. Электродвигатель имеет независимое возбуждение с регулируемым током возбуждения, благодаря чему в системе осуществляется двухзонное регулирование скорости в сторону уменьшения путем изменения напряжения генератора и в сторону увеличения путем уменьшения тока возбуждения двигателя. Широкий диапазон регулирования может обеспечиваться без применения тахо-генераторов или иных устройств контроля скорости.  [c. 14]

Сварочные генераторы постоянного тока изготовляются в соответствии с требованиями ГОСТ 304—51, трансформаторы для ручной дуговой сварки — 1 ОСТ 95—51 и трансформаторы для автоматической дуговой сварки под слоем флюса — ГОСТ 7012—54. Основными показателями источников питания сварочной дуги являются напряжение холостого хода, номинальная сила сварочного тока, пределы регулирования силы сварочного тока, вид внешних характеристик.  [c.16]

Сварочный генератор постоянного тока состоит из статора с магнитными полюсами и якоря с обмоткой и коллекторами. При работе генератора якорь вращается в магнитном поле, создаваемом полюсами статора. Обмотка якоря пересекает магнитные силовые линии полюсов генератора, и в ее витках возникает переменный ток, который с помощью коллектора преобразуется в постоянный. К коллектору прижаты угольные щетки, через которые постоянный ток подводится к выходным зажимам. К зажимам присоединяют сварочные провода, идущие к электроду и изделию. Все генераторы имеют намагничивающие обмотки возбуждения, питающиеся от независимого источника (с независимым возбуждением) либо от самого генератора (с самовозбуждением). Изменяя ток намагничивания, осуществляют плавное регулирование напряжения холостого хода, а следовательно, и режима работы генератора.  [c.145]

В устройствах для автоматического регулирования напряжения генератора постоянного тока широко применяются магнитные усилители, питающие обмотку возбуждения генератора.  [c.264]

В электроприводе летучи.ч ножниц для питания якорной цени двигателя до си.х пор применялись главным образом машинные генераторы постоянного тока с независимым возбуждением. Цепь обмотки возбуждения генератора в большинстве случаев питается также от генераторов постоянного тока независимого возбуждения (возбудителей). Регулирование величины напряжения таких генераторов производится за счег изменения в.ходного напряжения, подводимого к обмотке возбуждения.  [c.80]

На современных тепловозах система регулирования главного-генератора представляет схему замкнутого автоматического регулирования мощности, тока и напряжения. Основными элементами системы являются амплистат, трансформаторы постоянного тока и напряжения, селективный узел, в котором используются полупроводниковые кремниевые выпрямители, индуктивный датчик. К этой же группе аппаратов относится ряд элементов сопротивлений, предназначенных для настройки системы и получения необходимых характеристик.  [c.110]

Для устойчивости электропередачи в переходных режимах сигнал по напряжению возбудителя через стабилизирующий трансформатор поступает в стабилизирующую обмотку ОС амплистата. Для устойчивости электропередачи с уравнительными соединениями (при боксовании) дополнительно введена отрицательная обратная связь по уравнительному току. Размагничивающая обмотка возбудителя, питающаяся напряжением постоянного тока, служит для аварийного возбуждения возбудителя при выходе из строя элементов системы автоматического регулирования тягового генератора и компенсирует напряжение холостого хода амплистата. Трансформаторы постоянного тока и напряжения, рабочие обмотки амплистата, индуктивный датчик питаются от синхронного подвозбудителя через распределительный трансформатор ТР.  [c.115]

ЭМУ широко применяютс / в схемах лвтоматического регулирования. Они используются в качестве возбудителей генераторов постоянного тока регуляторов напряжения, мощности, тока или скорости вращения приводных двигателей, усилителей мощности. Технические и обмоточные данные некоторых ЭМУ приведены в тлбл. 10.  [c.491]

В качестве источников постоянного тока могут быть использованы мощные низковольтные выпрямители, а также электро-машинные преобразователи, которые нашли широкое применение в гальванотехнике. Так, например, используется маслонаполненный регулируемый выпрямитель ВСМР-2000-6, предназначенный для питания током электролитических ванн гальванических цехов с пределами регулирования силы тока 1000…2000 А и напряжением 4…6 В. Для плавного регулирования режима последовательно в рабочую силовую цепь включается переоборудованный балластный реостат РБ-300. Переоборудование сводится к увеличению сечения ступеней реостата и соответственно уменьшению величины их электрического сопротивления. В генераторах постоянного тока регулирование силы тока может производиться реостатом, включенным в цепь возбуждения.  [c.81]

Высокой чувствительностью и долговечностью обладают бесконтактные магнитные усилители (МУ) — электромагнитные устройства, в которых используется зависимость магнитной проницаемости ферромагнитного материала от напряженности магнитного поля. В системах автоматизированного электропривода постоянного тока, в частности, для регулирования частоты вращения широкое распространение получили эле-ктромашинные усилители (ЭМУ) — генераторы постоянного тока с регулируемым возбуждением. Они имеют значительную выходную мощность, высокие коэффициенты усиления по мощности и напряжению, быстродейственны.  [c.105]

Построим примеры замкнутой и разомкнутой системы регулирования частоты вращения шпинделя станка. В силовую часть привода регулирования частоты вращения шпинделя п входит тиристорный преобразователь ТП и двигатель постоянного тока ДПТ, который через зубчатую передачу вращает шпиндель (рис. 40, а). На обмотку возбуждения двигателя подается постоянное напряжение, а на якорную обмотку напряжение t/д с выхода тиристорного преобразователя, на вход тиристорного преобразователя напряжение управления U. Шпиндель нагружен моментом М. В таком виде можно считать данный привод примером разомкнутой системы управления. Замкнутая система регулирования частоты вращения шпинделя п показана на рис. 40, б. Главная отрицательная обратная связь реализуется за счет тахо-генератора, якорь которого соединен с валом двигателя постоянного тока ДПТ. Напряжение /q на якорной обмотке тахогенера-тора будет пропорционально частоте вращения вала ДПТ. Сигнал рассогласования формируется на усилителе постоянного тока У ПТ.  [c.63]

Принцип автоматического регулирования напряжения. Как известно из курса электротехники, напряжение на заж1имах генератора постоянного тока равно  [c. 50]

Помимо описанного, существуют и другие способы регулирования гидротурбин. Турбины неповоротнолопастные приспосабливаются к различным режимам нагрузки только регулированием подачи воды. В случае привода гидротурбиной генератора постоянного тока оборотность ее может меняться при изменении нагрузки. Для поддержания постоянного напряжения при переменной оборотности применяют автоматические регуляторы, меняющие возбуждение генератора.  [c.348]

ЯЩИК для принадлежностей 2 — рукоятка. реостата нагрузки 3 — панель с зажимами для присоединения концов фазных обмоток генераторов переменного тока 4 — панель с кнопками для пуска, остановки и реверсирования электродвигателя стеида 5 — площадка для крепления реле-регуляторов 6 — вешалка для проводов 7 — панель с зажимами для присоединения проводов от реле-регулятора 8 — переключатель нагрузки 9 — переключатель возбуждения 10 — переключатель вольтметра // —сигнальная лампа включения электродвигателя стенда в сеть 12 — вольтметр /3 — переключатель омметр-тахо-метр 14 — рукоятка потенциометра установка нуля /5 — омметр-тахометр /6 — сигнальная лампа включения аккумуляторных батарей 17 — амперметр 18 — переключатель пределов измерения амперметра /9 — скоба с винтом для крепления генераторов и стартеров — переключатель полярности массы 21 — панель с зажимами для подключения генераторов постоянного тока 22 — муфта привода генераторов 23 — стол для установки генераторов и стартеров 24 —кнопка включения стартера 25 — кнопки переключения напряжения 12—24 в 26—маховичок л ханизма регулирования скорости вращения муфты привода генераторов 27 — маховичок механизма подъема площадки 23 28 — ящик для аккумулято -ных батареи  [c. 97]

Генератор, представляет собой прибор, в котором осуществляется преобразование механической энергии в электрическую. На автомобилях применяют генераторы постоянного тока, которые, В зависимости от способа регулирования напряжения и тока, могут быть подразделены на два основных типа 1) трехщеточные генераторы 2) двухщеточные генераторы с вибрационными регуляторами напряжения и тока.  [c.95]

Регулирование работы генератора постоянного тока. Генератор типа Г105-Б (см- рис. 52) работает совместно с реле-регулятором РР105, состоящим из трех приборов реле обратного тока РОТ, ограничителя тока ОТ и регулятора напряжения PH.  [c.116]

Работа автомобилыюго генератора мало отличается от работы всех прочих шунтовых генераторов с самовозбуждением. Однако необходимость совместной работы генератора и аккумуляторной 32 батареи в условиях резко изменяющихся чисел Фиг. 5. Схема шунтового оборотов и нагрузок вр.13ывает особые требования генератора постоянного тока к регулированию напряжения генератора и за- /-обмотка возбуждения ставляет вводить в систему электрооборудования » втомобиТя. автомобиля автоматические быстродействующие реле-регуляторы.  [c.289]

Потребители электрической энергии требуют постоянного напряжения, а изменение частоты вращения генератора вызывает колебание напряжения, поэтому возникает необходимость в его регулировании. Напряжение генераторов постоянного тока регулируют специальны1У электромаг-нитным устройством — регулятором напряжения (PH), напряжение генераторов переменного тока с помощью реле-регуляторов.  [c.211]

Генератор постоянного тока — двухщёточный, вентилируемый,типа Г-15. Регулирование работы генератора, т. е. его напряжения и силы тока, осуществляется в двигателе ЗИС-120  [c.487]

Автомат АГП-2 состоит из головки, на которой установлены пульт управления, барабан для электродной проволоки, и шкафа управления. В щкафу управления размещена электроаппаратура автомата. Механизм подачи электродной проволоки приводится в движение электродвигателем постоянного тока. Электрическая схема автомата обеспечивает плавное регулирование скорости подачи электродной проволоки. Скорость подачи электродной проволоки не зависит от напряжения дуги. При сварке током до 250 а в качестве источников питания рекомендуется применять генераторы постоянного тока с жесткой или возрастающей вольтамперной характеристикой. Для сварки кольцевыми швами голов-  [c.73]

Комплексное противобоксовочное устройство. Боксование одной или нескольких колесных пар тепловозов характеризуется резким увеличением частоты вращения, уменьшением тока и силы тяги боксующей колесной пары, т. е. ток боксующей колесной пары снижается, что вызывает снижение общего тока генератора. Система регулирования генератора, стремясь поддержать мощность генератора постоянной, начинает поднимать напряжение генератора. В свою очередь рост напряжения генератора способствует переходу небоксующих двигателей в режим боксования, а увеличение.числа бок-сующих двигателей в свою очередь вызывает более интенсивное снижение тока генератора и рост его напряжения.  [c.304]

---

Как в цепях постоянного тока регулировать напряжение

Как в цепях постоянного тока регулировать напряжение

Электрическим током называют упорядоченное движение электрических зарядов. Направлением электрического тока условились считать направление движения положительных зарядов.

Сегодня, как в промышленности, так и в гражданской сфере, есть немало установок, электроприводов, технологий, где для питания требуется не переменное, а постоянное напряжение. К таким установкам относятся различные промышленные станки, строительное оборудование, двигатели электротранспорта (метро, троллейбус, погрузчик, электрокар), и другие установки постоянного тока разного рода.

Напряжение питания для некоторых из этих устройств должно быть изменяемым, чтобы например изменяющийся ток питания электродвигателя приводил бы к соответствующему изменению скорости вращения его ротора.

Один из первых способов регулировки постоянного напряжения — регулирование при помощи реостата. Затем можно вспомнить схему двигатель — генератор — двигатель, где опять же регулированием тока в обмотке возбуждения генератора достигалось изменение рабочих параметров конечного двигателя.

Но эти системы не экономичны, они считаются устаревшими, и гораздо более современными являются схемы регулирования на базе тиристоров. Тиристорное регулирование более экономично, более гибко, и не приводит к увеличению массо-габаритных параметров установки целиком. Однако, обо всем по порядку.

Реостатное регулирование (регулирование при помощи добавочных резисторов)

Регулирование при помощи цепи последовательно соединенных резисторов позволяет изменять ток и напряжение питания электродвигателя путем ограничения тока в его якорной цепи. Схематически это выглядит как цепочка добавочных резисторов, присоединенных последовательно к обмотке двигателя, и включенных между ней и плюсовой клеммой источника питания.

Часть резисторов может быть по мере надобности шунтирована контакторами, чтобы соответствующим образом изменился ток через обмотку двигателя. Раньше в тяговых электроприводах такой метод регулирования был распространен весьма широко, и за неимением альтернатив приходилось мириться с очень низким КПД в силу значительных тепловых потерь на резисторах. Очевидно, это наименее эффективный метод — лишняя мощность просто рассеивается в виде ненужного тепла.

Регулирование по системе двигатель — генератор — двигатель

Здесь напряжение для питания мотора постоянного тока получается на месте, при помощи генератора постоянного тока. Приводной мотор вращает генератор постоянного тока, который и питает в свою очередь мотор исполнительного механизма.

Регулирование рабочих параметров двигателя исполнительного механизма достигается путем изменения тока обмотки возбуждения генератора. Больше ток обмотки возбуждения генератора — большее напряжение подается на конечный двигатель, меньше ток обмотки возбуждения генератора — меньшее напряжение, соответственно, подается на конечный двигатель.

Данная система, на первый взгляд, более эффективна, чем просто рассеивание энергии в виде тепла на резисторах, однако и она отличается своими недостатками. Во-первых, система содержит две дополнительные, довольно габаритные, электрические машины, которые необходимо время от времени обслуживать. Во-вторых, система инерционна — соединенные три машины не в состоянии резко изменить свой ход. В результате снова КПД получается низким. Однако, на протяжении некоторого времени такие системы использовались на заводах в 20 веке.

Метод тиристорного регулирования

С появлением во второй половине 20 века полупроводниковых приборов, появилась возможность создания малогабаритных тиристорных регуляторов для двигателей постоянного тока. Двигатель постоянного тока теперь просто подключался к сети переменного тока через тиристор, и, варьируя фазу открывания тиристора, стало возможным получить плавное регулирование скорости вращения ротора двигателя. Этот метод позволил совершить рывок в подъеме КПД и быстродействия преобразователей для питания моторов постоянного тока.

Метод тиристорного регулирования и сейчас используется, в частности, для управления скоростью вращения барабана в автоматических стиральных машинах, где в качестве привода служит коллекторный высокооборотный мотор. Справедливости ради отметим, что аналогичный метод регулирования работает и в тиристорных диммерах, способных управлять яркостью свечения ламп накаливания.

Регулировка на базе ШИМ со звеном переменного напряжения

Постоянный ток при помощи инвертора преобразуется в переменный ток, который затем при помощи трансформатора повышается или понижается, после чего выпрямляется. Выпрямленное напряжение подается на обмотки электродвигателя постоянного тока. Возможно дополнительное импульсное регулирование посредством ШИМ-модуляции, тогда достигаемый эффект на выходе несколько похож на тиристорное регулирование.

Наличие трансформатора и инвертора в принципе приводит к удорожанию системы в целом, однако современная полупроводниковая база позволяет строить конверторы в виде готовых малогабаритных устройств с питанием от сети переменного тока, где трансформатор стоит высокочастотный импульсный, и в итоге габариты получаются небольшими, а КПД уже достигает 90%.

Импульсное управление

Система импульсного управления моторами постоянного тока похожа по своему устройству на импульсный DC-DC преобразователь. Этот метод является одним из наиболее современных, и именно его используют сегодня в электрокарах и внедряют в метро. Звено понижающего преобразователя (диод и дроссель) объединено в последовательную цепь с обмоткой мотора, и регулируя ширину подаваемых на звено импульсов, добиваются требуемого среднего тока через обмотку мотора.

Такие импульсные системы управления, по сути — импульсные преобразователи, отличаются более высоким КПД — более 90%, и обладают отличным быстродействием. Здесь открываются широкие возможности для рекуперации электроэнергии, что весьма актуально для станков с большой инерционностью и для электрокаров.

Ранее ЭлектроВести писали, что существующие электронные устройства, представленные на рынке, состоят из неорганических, неодушевленных материалов. Однако в лабораториях готовятся «микробы-киборги», которые скоро начнут производить электричество.

По материалам: electrik.info.

Генераторы постоянного тока

Страница 1 из 3

Общие сведения о генераторах постоянного тока

Генераторы постоянного тока выполняются с независимым возбуждением или с самовозбуждением. Независимое возбуждение в большинстве случаев электромагнитное, т. е. на полюсах имеется обмотка возбуждения, по которой проходит постоянный ток от постороннего источника. В машинах малой мощности для создания основного магнитного потока могут применяться постоянные магниты и такие машины называются магнитоэлектрическими.
В генераторе с самовозбуждением ток для обмотки возбуждения поступает с якоря генератора. Возможны три варианта соединения обмотки возбуждения с обмоткой якоря: параллельное, последовательное и смешанное. В соответствии с этим различают генераторы параллельного возбуждения, последовательного возбуждения и смешанного возбуждения (в последнем случае в машине имеются две обмотки возбуждения). Возможно также комбинированное возбуждение, например, независимое с параллельным, независимое с последовательным и т. д.
А. Характеристики генераторов. Схема возбуждения генератора определяет его свойства, которые выражаются характеристиками генератора, т. е. зависимостями между основными величинами, определяющими работу машины. Наиболее важной величиной для генератора является напряжение U на зажимах, которое зависит от тока /„ возбуждения, от тока I нагрузки и от скорости вращения п якоря генератора. Для упрощения графического изображения характеристик и исследования их обычно рассматривается зависимость между двумя величинами при постоянстве остальных.
Зависимость напряжения U от тока /„ при постоянстве тока I и скорости вращения и выражается семейством нагрузочных характеристик U = / (/„). В* частном случае, когда / = О, получается характеристика Холостого хода.
Зависимость напряжения U от тока I при постоянстве тока /в и скорости вращения п выражается семейством внешних характеристик U = /(/). Согласно приведенному определению семейство внешних характеристик для генератора независимого возбуждения показывает зависимость напряжения U от тока I при нерегулируемой цепи возбуждения. Для того чтобы сохранить это же условие для генераторов с самовозбуждением, необходимо снимать внешние характеристики при неизменном сопротивлении гв цепи возбуждения.
В большинстве случаев приводные двигатели генераторов обеспечивают постоянство скорости вращения л. При необходимости учесть влияние изменения скорости вращения п на величину напряжения U можно воспользоваться уравнением (3-22).
Зависимость тока /в от тока / при постоянстве напряжения U и скорости вращения п выражается семейством регулировочных характеристик /в — / (/). При U = О получается характеристика короткого замыкания, для которой обычно оси координат меняют местами, т. е. строят зависимость I = / (/„).
Уже отмечалось большое влияние положения токораздела на результирующий магнитный поток главного полюса и напряжение, снимаемое с коллектора, поэтому при опытном исследовании генератора необходимо, чтобы щетки занимали неизменное положение на коллекторе. В машинах с добавочными полюсами щетки устанавливаются так, чтобы токораздел совпадал с геометрической нейтралью, а в машинах без добавочных полюсов токораздел смещается с геометрической нейтрали по вращению якоря в положение наилучшей коммутации и щеткодержатели закрепляются в этом положении.
Все характеристики могут быть построены по данным расчета генератора или сняты при его испытании.
Б. Номинальные величины. Режим работы машины при условиях, для которых она предназначена при изготовлении, называется номинальным. Номинальный режим работы характеризуется величинами, обозначенными на паспортном щитке машины: номинальным напряжением, номинальной мощностью, номинальным током, номинальной скоростью вращения и т. д.
Номинальной мощностью генератора постоянного тока называется полезная электрическая мощность машины, выраженная в ваттах или в киловаттах.
Прилагательное «номинальный» может относиться и к величинам, не указанным на паспортном щитке машины, но характеризующим номинальный режим работы, как-то: номинальный вращающий момент, номинальный ток возбуждения, номинальный к. п. д.

Генератор независимого возбуждения

Рис. 7-2. Схема генератора независимого возбуждения
На рис. 7-2 приведена схема включения генератора независимого возбуждения. Обмотка возбуждения В соединена с отдельным источником постоянного тока, мощность которого обычно составляет 1—3% номинальной мощности генератора.

Рис. 7-3. Характеристика холостого хода генератора независимого возбуждения
А.   Характеристика холостого хода. Эта характеристика снимается при разомкнутом рубильнике Р. Опыт следует начинать с тока возбуждения /в.Макс> при котором напряжение U0 (равное э. д. с. Е2) превышает номинальное на 10—20% (рис. 7-3). После этого реостатом Л в постепенно уменьшают ток до /в = 0, при котором на зажимах генератора имеется напряжение {70ст> равное 2—3% номинального, обусловленное остаточным магнитным потоком Фост индуктора. Затем изменяют направление тока в обмотке возбуждения и реостатом Яв увеличивают его. При /„ = —/в.с машина полностью размагничена и напряжение на зажимах генератора равно нулю. Дальнейшее увеличение тока возбуждения приводит к увеличению напряжения противоположной полярности до значения Сомакс. при токе — /в.макс» Для снятия восходящей ветви 2 характеристики ток возбуждения уменьшается до нуля и затем после изменения направления увеличивается до значения 4-/в.макс* при котором восходящая и нисходящая ветви характеристики соединяются, образуя узкую гистерезисную петлю, обусловленную явлением гистерезиса в магнитной цепи индуктора. При снятии характеристики холостого хода изменение тока следует производить только в одном направлении, для того чтобы точки соответствовали одной и той же гистерезис- ной петле. Для практических целей используется линия 5, расположенная между восходящей 2 и нисходящей 1 ветвями. Положение на характеристике точки N, соответствующей номинальному напряжению, определяет степень насыщения магнитной цепи. Обычно эта точка лежит в верхней части изгиба характеристики холостого хода, так как работа на прямолинейной части не обеспечивает устойчивого напряжения, а работа на насыщенной части характеристики ограничивает возможность регулирования напряжения.

Рис. 7-4. Нагрузочная характеристика и характеристические треугольники
Б. Нагрузочная характеристика. Эта характеристика располагается ниже и правее характеристики холостого хода вследствие падения напряжения в цепи якоря и размагничивающего действия реакции якоря. На рис. 7-4 линией 1 Представлена характеристика холостого хода, на которой току возбуждения /щ соответствует э. д. с.   При положении токораздела на геометрической нейтрали под влиянием тока /2 в обмотке якоря возникает поперечная реакция якоря, которая вследствие насыщения магнитной цепи оказывает размагничивающее действие, при смещении токораздела с геометрической нейтрали по вращению якоря возникает еще продольная реакция якоря. Если количество витков в катушке возбуждения (на полюсе) wH, то ток возбуждения, соответствующий общей размагничивающей реакции Fad якоря,

Результирующая намагничивающая сила, создающая основной магнитный поток в генераторе, определяется током /в<р = /В1 — 1ва и соответствующая этому току э. д. с. равна i?22. Напряжение на зажимах генератора, согласно уравнению (7-5), будет U± = Е22 /2г2. Соответствующая этому напряжению точка С лежит на нагрузочной характеристике 2, а разность Е2г — Ux определяет общее изменение напряжения при переходе от холостого хода к нагрузке /2 при токе возбуждения /В1.
Прямоугольный треугольник ABC, сторона которого АВ соответствует реакции Fa& якоря в масштабе тока возбуждения, и сторона ВС — падению напряжения /2г2 в масштабе напряжения, называется характеристическим треугольником.
При постоянной нагрузке падение напряжения /2г2 остается практически постоянным, а размагничивающее действие реакции якоря изменяется, поэтому в треугольниках ABC, АхВх и А2В2С2 стороны ВС = ВхСг = В2С2 и AXBX < АВ < А2В2.
При снятых характеристиках холостого хода и нагрузочной построение характеристического треугольника позволяет определить размагничивающее действие реакции якоря. Для этого необходимо при установленном токе возбуждения /В1 определить напряжение на зажимах генератора UA (точку С) и прибавить к нему падение напряжения в цепи якоря /2г2. Затем через точку В провести линию параллельную оси абсцисс до пересечения с характеристикой холостого хода. Полученный отрезок АВ является размагничивающей реакцией якоря в масштабе тока возбуждения.

Рис. 7-5. Внешняя характеристика генератора независимого возбуждения
В. Внешняя характеристика. При снятии внешней характеристики цепь возбуждения не регулируется, т. е. в генераторе независимого возбуждения ток /в поддерживается постоянным. Путем изменения сопротивления внешней цепи изменяется ток / нагрузки генератора. При увеличении нагрузки напряжение на зажимах генератора уменьшается под влиянием двух причин: реакции якоря и падения напряжения в цепи якоря (рис. 7-5).

По внешней характеристике определяется изменение напряжения генератора: повышение напряжения при снятии нагрузки и понижение при увеличении нагрузки. — Относительное изменение напряжения равно разности напряжения при холостом ходе и напряжения при номинальной нагрузке в долях номинального напряжения (7-9)
Относительное изменение напряжения зависит от сопротивления Цепи якоря и от влияния реакции якоря, в машинах без компенсационной обмотки ДС/jjj составляет 0,05-т-0,15.
Внешнюю характеристику можно построить по характеристике холостого хода и характеристическому треугольнику (рис. 7-6). В координатных осях U и /в строится характеристика 1 холостого хода и характеристический треугольник ABC, определенный ранее по характеристикам холостого хода и нагрузочной для номинального тока /н нагрузки. Характеристический треугольник располагается так же, как на рис. 7-4, т. е. его вертикальный катет ВС совпадает с линией установленного тока возбуждения /в1, а вершина А находится на характеристике холостого хода. Положение вершины С
определяет напряжение U на зажимах генератора при номинальной
нагрузке. Это дает возможность получить две точки внешней’ характеристики 2 в координатных осях / и V для установленного тока возбуждения: напряжение U0, соответствующее холостому ходу, и напряжение Ult соответствующее номинальной нагрузке (рис. 7-6). Промежуточные точки внешней характеристики могут быть получены в предположении, что стороны характеристического треугольника изменяются пропорционально току в цепи якоря. Для половинной нагрузки строится треугольник АХВХСХ с уменьшенными в два раза сторонами. Этот треугольник располагается таким образом, чтобы катет ВхСг совпадал с линией установленного тока возбуждения /в1, а вершина находилась на характеристике холостого хода, тогда положение вершины Сх определит величину напряжения U2 для половинной нагрузки генератора. Таким же образом может быть определено напряжение и для других значений нагрузки.

Рис. 7-6. Построение внешней характеристики генератора независимого возбуждения
Г. Регулировочная характеристика. Из внешней характеристики следует, что для поддержания постоянства напряжения на зажимах генератора при уменьшении нагрузки требуется также уменьшать ток возбуждения, а при увеличении нагрузки увеличивать ток возбуждения.
На рис. 7-7 показана регулировочная характеристика, снятая при увеличении нагрузки от нуля до номинальной. В этом случае изменение тока возбуждения определяется отношением
(7-10)
Регулировочная характеристика, так же как внешняя, может быть построена по характеристике холостого хода и характеристическому треугольнику.
Д. Характеристика короткого замыкания. Эта характеристика снимается при напряжении на зажимах генератора, равном нулю, и
строится зависимость / = / (7В), которая обычно выражается прямой линией (рис. 7-8).
Генераторы независимого возбуждения обеспечивают достаточное для практики постоянство напряжения без регулирования его при изменении нагрузки и устойчивую работу при изменении напряжения от нуля до номинального значения.

Рис. 7-8. Характеристика короткого замыкания генератора независимого возбуждения
Недостатком генераторов является необходимость источника постоянного тока для возбуждения. Однако в некоторых случаях

Рис. 7-7. Регулировочная характеристика генератора независимого возбуждения
независимость напряжения цепи возбуждения от напряжения генератора используется как для регулирования напряжения генератора в большом диапазоне, так и для возможности выполнения обмотки возбуждения.
Генераторы независимого возбуждения применяются в установках, где требуется широкий диапазон регулирования напряжения и при напряжении до 12 в и свыше 500 в, когда изготовление обмотки параллельного возбуждения затруднено.

Высокочастотные источники питания и генераторы: Генераторы постоянного тока (DC)

Описание

Генераторы постоянного тока (DC)

Обеспечивают до 1000 Вт мощности и 3 кВ постоянного напряжения (DC) на выходе при подаче переменного напряжения в диапазоне от 180 В до 252 В и частотах 50/60 Гц. Идеальны для реактивного PVD напыления и нанесения твердых покрытий в промыѿленности.

Входные характеристики:

• Входное напряжение (переменный ток): 90132 В или 180252 В; 50/60 Гц.
• Входной переменный ток: 12,5 А при 115 В; 6,25 А при 230 В.

Выходные характеристики:

• Выходная мощность: 1000 Вт (непрерывно).
• Выходное напряжение: до 3 кВ (отрицательное или положительное).
• Пульсация на выходе: < 1% (по просьбе доступна более низкая величина).
• Стабилизация напряжения: 0.1%.
• Полярности: положительная, отрицательная.

Общие технические характеристики:

• Монтаж: Стандартная 19″ EIA стойка с 3,5″ передней панелью;
• Выходные разъёмы: MHV-разъём.
• Охлаждение: принудительное воздушное охлаждение.
• Окружающая температура/влажность: 0-40 0С, 10-80% влажности.
• Размеры (В x Ш x Г): 9 x 48,3 x 43,2 (см).
• Вес: 8 кг.

Современное поколение ВЧ-генераторов компании Comdel создана на основе S-технологии – новой стабилизирующей технологией, которая сильно уменьшает взаимодействие плазменной камеры и согласующей схемы с генератором. S-Технология исключает колебания или самозапирания которые могут возникнуть во время процесса отладки или при изменении условий процессов. Эта повыѿенная стабильность, уменьѿает время развития процесса, улучѿая, при этом, процесс воспроизводимости. Так как колебания могут повредить согласующую схему и ВЧ-генератор, S-технология увеличивает срок службы этих компонентов и значительно повыѿается надежность всей системы.

Традиционные ВЧ системы полагаются на согласующие устройства, которые модифицируют полное сопротивление электрической цепи для того чтобы генератор мог сохранять стабильную производительность. Эта система прекрасно работает в стабильных, хорошо понятных условиях процесса. В процессах натекания газа давление камер и уровень мощности меняются, и электрическая система, состоящая из плазмы, согласующего устройства и генератора разбалансироваться. В результате возникает флуктуация которая изменяться быстрее, чем согласующее устройство может успевать отслеживать. Эта флуктуация может повредить согласующее устройство и ВЧ-генератор, а также, привести к неправильной обработке пластины.

Заменив электрическую конфигурацию усилителей в новейших генераторах, компания Сomdel создала буферную зону между плазмой в камере и генератором. Запатентованная стабилизирующая технология Comdel снимает нагрузку с согласующей устройства, создавая при этом, наиболее стабильную и надежную плазму. Эта стабильная плазма не зависит более от конкретной электрической конфигурации цепи «генератор – плазма». Со стабилизирующей S-технологией, вы можете рассчитывать на стабильную поставку ВЧ-мощности для лучшего процесса воспроизводимости от загрузки к загрузке и от установки к установке.

Генератор постоянного тока формулы

На заре электрификации генератор постоянного тока оставался безальтернативным источником электрической энергии. Довольно быстро эти альтернаторы были вытеснены более совершенными и надёжными трехфазными генераторами переменного тока. В некоторых отраслях постоянный ток продолжал быть востребованным, поэтому устройства для его генерации совершенствовались и развивались.

Даже в наше время, когда изобретены мощные выпрямительные устройства, актуальность генераторов постоянного электротока не потерялась. Например, они используются для питания силовых линий на городском электротранспорте, используемых трамваями и троллейбусами. Такие генераторы по-прежнему используют в технике электросвязи в качестве источников постоянного электротока в низковольтных цепях.

Устройство и принцип работы

В основе действия генератора лежит принцип, вытекающий из закона электромагнитной индукции. Если между полюсами постоянного магнита поместить замкнутый контур, то при вращении он будет пересекать магнитный поток (см. рис. 1). По закону электромагнитной индукции в момент пересечения индуцируется ЭДС. Электродвижущая сила возрастает по мере приближения проводника к полюсу магнита. Если к коллектору (два жёлтых полукольца на рисунке) подсоединить нагрузку R, то через образованную электрическую цепь потечёт ток.

Рис. 1. Принцип действия генератора постоянного тока

По мере выхода витков рамки из зоны действия магнитного потока ЭДС ослабевает и приобретает нулевое значение в тот момент, когда рамка расположится горизонтально. Продолжая вращение контура, его противоположные стороны меняют магнитную полярность: часть рамки, которая находилась под северным полюсом, занимает положение над южным магнитным полюсом.

Величины ЭДС в каждой активной обмотке контура определяются по формуле: e₁ = Blvsinw t; e₂ = -Blvsinw t; , где B – магнитная индукция, l – длина стороны рамки, v – линейная скорость вращения контура, t – время, w t – угол, под которым рамка пересекает магнитный поток.

При смене полюсов меняется направление тока. Но благодаря тому, что коллектор поворачивается синхронно с рамкой, ток на нагрузке всегда направлен в одну сторону. То есть рассматриваемая модель обеспечивает выработку постоянного электричества. Результирующая ЭДС имеет вид: e = 2Blvsinw t, а это значит, что изменение она подчиняется синусоидальному закону.

Строго говоря, данная конструкция обеспечивает только полярность неподвижных щеток, но не устраняет пульсации ЭДС. Поэтому график сгенерированного тока имеет вид, как показано на рис.2.

Рисунок 2. График тока, выработанного примитивным генератором

Такой ток, за исключением редких случаев, не пригоден для использования. Приходится сглаживать пульсации до приемлемого уровня. Для этого увеличивают количество полюсов постоянных магнитов, а вместо простой рамки используют более сложную конструкцию – якорь, с большим числом обмоток и соответствующим количеством коллекторных пластин (см. рис. 3). Кроме того, обмотки соединяются разными способами, о чём речь пойдёт ниже.

Рис. 3. Ротор генератора

Якорь изготавливается из листовой стали. На сердечниках якоря имеются пазы, в которые укладываются несколько витков провода, образующего рабочую обмотку ротора. Проводники в пазах соединены последовательно и образуют катушки (секции), которые в свою очередь через пластины коллектора создают замкнутую цепь.

С точки зрения физики процесса генерации не имеет значения, какие детали вращаются – обмотки контура или сам магнит. Поэтому на практике якоря для маломощных генераторов делают из постоянных магнитов, а полученный переменный ток выпрямляют диодными мостами и другими схемами.

И напоследок: если на коллектор подать постоянное напряжение, то генераторы постоянного тока могут работать в режиме синхронных двигателей.

Конструкция двигателя (он же генератор) понятна из рисунка 4. Неподвижный статор состоит из двух сердечников полюсов, состоящих из ферримагнитных пластин, и обмоток возбуждения, соединённых последовательно. Щётки расположены по одной линии друг против друга. Для охлаждения обмоток используется вентилятор.

Рис. 4. Двигатель постоянного тока

Классификация

Различают два вида генераторов постоянного тока:

• с независимым возбуждением обмоток;
• с самовозбуждением.

Для самовозбуждения генераторов используют электричество, вырабатываемое самим устройством. По принципу соединения обмоток якоря самовозбуждающиеся альтернаторы с делятся на типы:

• устройства с параллельным возбуждением;
• альтернаторы с последовательным возбуждением;
• устройства смешанного типа (компудные генераторы).

Рассмотрим более подробно особенности каждого типа соединения якорных обмоток.

С параллельным возбуждением

Для обеспечения нормальной работы электроприборов, требуется наличие стабильного напряжения на зажимах генераторов, не зависящее от изменения общей нагрузки. Задача решается путём регулировки параметров возбуждения. В альтернаторах с параллельным возбуждением выводы катушки подключены через регулировочный реостат параллельно якорной обмотке.

Реостаты возбуждения могут замыкать обмотку «на себя». Если этого не сделать, то при разрыве цепи возбуждения, в обмотке резко увеличится ЭДС самоиндукции, которая может пробить изоляцию. В состоянии, соответствующем короткому замыканию, энергия рассеивается в виде тепла, предотвращая разрушение генератора.

Электрические машины с параллельным возбуждением не нуждаются во внешнем источнике питания. Благодаря наличию остаточного магнетизма всегда присутствующего в сердечнике электромагнита происходит самовозбуждение параллельных обмоток. Для увеличения остаточного магнетизма в катушках возбуждения сердечники электромагнитов делают из литой стали.

Процесс самовозбуждения продолжается до момента, пока сила тока не достигнет своей предельной величины, а ЭДС не выйдет на номинальные показатели при оптимальных оборотах вращения якоря.

Достоинство: на генераторы с параллельным возбуждением слабо влияют токи при КЗ.

С независимым возбуждением

В качестве источника питания для обмоток возбуждения часто используют аккумуляторы или другие внешние устройства. В моделях маломощных машин используют постоянные магниты, которые обеспечивают наличие основного магнитного потока.

На валу мощных генераторов расположен генератор-возбудитель, вырабатывающий постоянный ток для возбуждения основных обмоток якоря. Для возбуждения достаточно 1 – 3% номинального тока якоря и не зависит от него. Изменение ЭДС осуществляется регулировочным реостатом.

Преимущество независимого возбуждения состоит в том, что на возбуждающий ток никак не влияет напряжение на зажимах. А это обеспечивает хорошие внешние характеристики альтернатора.

С последовательным возбуждением

Последовательные обмотки вырабатывают ток, равен току генератора. Поскольку на холостом ходе нагрузка равна нулю, то и возбуждение нулевое. Это значит, что характеристику холостого хода невозможно снять, то есть регулировочные характеристики отсутствуют.

В генераторах с последовательным возбуждением практически отсутствует ток, при вращении ротора на холостых оборотах. Для запуска процесса возбуждения необходимо к зажимам генератора подключить внешнюю нагрузку. Такая выраженная зависимость напряжения от нагрузки является недостатком последовательных обмоток. Такие устройства можно использовать только для питания электроприборов с постоянной нагрузкой.

Со смешанным возбуждением

Полезные характеристики сочетают в себе конструкции генераторов со смешанным возбуждением. Их особенности: устройства имеют две катушки – основную, подключённую параллельно обмоткам якоря и вспомогательную, которая подключена последовательно. В цепь параллельной обмотки включён реостат, используемый для регулировки тока возбуждения.

Процесс самовозбуждения альтернатора со смешанным возбуждением аналогичен тому, который имеет генератор с параллельными обмотками (из-за отсутствия начального тока последовательная обмотка в самовозбуждении не участвует). Характеристика холостого хода такая же, как у альтернатора с параллельной обмоткой. Это позволяет регулировать напряжения на зажимах генератора.

Смешанное возбуждение сглаживает пульсацию напряжения при номинальной нагрузке. В этом состоит главное преимущество таких альтернаторов перед прочими типами генераторов. Недостатком является сложность конструкции, что ведёт к удорожанию этих устройств. Не терпят такие генераторы и коротких замыканий.

Технические характеристики генератора постоянного тока

Работу генератора характеризуют зависимости между основными величинами, которые называются его характеристиками. К основным характеристикам можно отнести:

• зависимости между величинами при работе на холостом ходе;
• характеристики внешних параметров;
• регулировочные величины.

Некоторые регулировочные характеристики и зависимости холостого хода мы раскрыли частично в разделе «Классификация». Остановимся кратко на внешних характеристиках, которые соответствуют работе генератора в номинальном режиме. Внешняя характеристика очень важна, так как она показывает зависимость напряжения от нагрузки, и снимается при стабильной скорости оборотов якоря.

Внешняя характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением выглядит следующим образом: это кривая, зависимости напряжения от нагрузки (см. рис. 5). Как видно на графике падение напряжения наблюдается, но оно не сильно зависит от тока нагрузки (при сохранении скорости оборотов двигателя, вращающего якорь).

Рис. 5. Внешняя характеристика ГПТ

В генераторах с параллельным возбуждением зависимость напряжения от нагрузки сильнее выражена (см. рис. 6). Это связано с падением тока возбуждения в обмотках. Чем выше нагрузочный ток, тем стремительнее будет падать напряжение на зажимах генератора. В частности, при постепенном падении сопротивления до уровня КЗ, напряжение падёт до нуля. Но резкое замыкание в цепи вызывает обратную реакцию генератора и может быть губительным для электрической машины этого типа.

Рис. 6. Характеристика ГПТ с параллельным возбуждением

Увеличение тока нагрузки при последовательном возбуждении ведёт к росту ЭДС. (см. верхнюю кривую на рис. 7). Однако напряжение (нижняя кривая) отстаёт от ЭДС, поскольку часть энергии расходуется на электрические потери от присутствующих вихревых токов.

Рис. 7. Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением

Обратите внимание на то, что при достижении своего максимума напряжение, с увеличением нагрузки, начинает резко падать, хотя кривая ЭДС продолжает стремиться вверх. Такое поведение является недостатком, что ограничивает применение альтернатора этого типа.

В генераторах со смешанным возбуждением предусмотрены встречные включения обеих катушек – последовательной и параллельной. Результирующая намагничивающая сила при согласном включении равна векторной сумме намагничивающих сил этих обмоток, а при встречном – разнице этих сил.

В процессе плавного увеличении нагрузки от момента холостого хода до номинального уровня, напряжение на зажимах будет практически постоянным (кривая 2 на рис. 8). Увеличение напряжения наблюдается в том случае, если количество проводников последовательной обмотки будет превышать количество витков соответствующее номинальному возбуждению якоря (кривая 1).

Изменение напряжения для случая с меньшим числом витков в последовательной обмотке, изображает кривая 3. Встречное включение обмоток иллюстрирует кривая 4.

Рис. 8. Внешняя характеристика ГПТ со смешанным возбуждением

Генераторы со встречным включением используют тогда, когда необходимо ограничить токи КЗ, например, при подключении сварочных аппаратов.

В нормально возбуждённых устройствах смешанного типа ток возбуждения постоянный и от нагрузки почти не зависит.

Реакция якоря

Когда к генератору подключена внешняя нагрузка, то токи в его обмотке образуют собственное магнитное поле. Возникает магнитное сопротивление полей статора и ротора. Результирующее поле сильнее в тех точках, где якорь набегает на полюсы магнита, и слабее там, где он с них сбегает. Другими словами якорь реагирует на магнитное насыщение стали в сердечниках катушек. Интенсивность реакции якоря зависит от насыщения в магнитопроводах. Результатом такой реакции является искрение щёток на коллекторных пластинах.

Снизить реакцию якоря можно путём применения компенсирующих дополнительных магнитных полюсов или сдвигом щёток с осевой линии геометрической нейтрали.

Среднее значение электродвижущей силы пропорционально магнитному потоку, количеству активных проводников в обмотках и частоте вращения якоря. Увеличивая или уменьшая указанные параметры можно управлять величиной ЭДС, а значит и напряжением. Проще всего, желаемого результата можно достичь путём регулировки частоты вращения якоря.

Мощность

Различают полную и полезную мощность генератора. При постоянной ЭДС полная мощность пропорциональна току: P = EI_a. Отдаваемая в цепь полезная мощность P₁ = UI.

Важной характеристикой альтернатора является его КПД – отношение полезной мощности к полной. Обозначим данную величину символом η_e. Тогда: η_e=P₁/P.

На холостом ходе η_e = 0. максимальное значение КПД – при номинальных нагрузках. Коэффициент полезного действия в мощных генераторах приближается к 90%.

Применение

До недавнего времени использование тяговых генераторов постоянного тока на ж/д транспорте было безальтернативным. Однако уже начался процесс вытеснения этих генераторов синхронными трёхфазными устройствами. Переменный ток, синхронного альтернатора выпрямляют с помощью выпрямительных полупроводниковых установок.

На некоторых российских локомотивах нового поколения уже применяют асинхронные двигатели, работающие на переменном токе.

Похожая ситуация наблюдается с автомобильными генераторами. Альтернаторы постоянного тока заменяют асинхронными генераторами, с последующим выпрямлением.

Пожалуй, только передвижные сварочные аппараты с автономным питанием неизменно остаются в паре с альтернаторами постоянного тока. Не отказались от применения мощных генераторов постоянного тока также некоторые отрасли промышленности.

УРАВНЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Основные соотношения, характеризующие работу машины в качестве генератора, можно представить в виде приведенных ниже уравнений. Эти уравнения справедливы для всех генераторов независимо от способа их возбуждения.

Уравнение равновесия напряжения. Напряжение на выводах генератора U всегда меньше наводимой в обмотке якоря ЭДС Е на значение падения напряжения, т. е.

U = E — I_aΣr_a — ΔU_щ.

Падение напряжения в цепи якоря состоит из двух составляющих: I_aΣr_a — падение напряжения в обмотках и ΔU_щ. — падение напряжения в щеточном контакте. Сопротивление Σr_a включает в себя сопротивления обмотки якоря и всех последовательно соединенных с ней обмоток. В общем случае

Σr_a = r_a + r_д.+ r_с + r_к,

где r_a, r_д, r_с, r_к— сопротивления обмоток: якоря, дополнительных полюсов, последовательной и компенсационной.

В зависимости от конкретной схемы генератора часть сопротивлений в (2) будет отсутствовать.

Для приближенных расчетов уравнение (1) можно упростить:

U = E — I_a R_a,

(3)

где R_a=Σr_a+r_щ. Переходное сопротивление щеточного контакта r_щприближенно принимается постоянным и равным

r_щ = ΔU_щ/ I_{a, ном}.

Ток якоря генератора I_a обусловлен ЭДС E и всегда имеет с ней одинаковое направление:

I_a = (E — U)/R_a.

(4)

Уравнение баланса мощностей. Это уравнение получим, если правую и левую части (1) умножим на ток I_a:

Произведение E I_a=P_эмназывается электромагнитной мощностью и представляет собой суммарную электрическую мощность, которая получается в результате преобразования механической мощности. Часть этой мощности расходуется в цепи якоря на электрические потери в обмотках (I 2 _aΣr_a= P_э,а) и в переходном сопротивлении щеточного контакта (ΔU_щI_a= P_э,щ).

Остальная часть мощности, равная произведению UI_a, является отдаваемой мощностью генератора. В генераторах независимого возбуждения эта мощность поступает во внешнюю сеть и представляет собой полезную мощность генератора P₂:

(5)

В генераторах параллельного и смешанного возбуждения полезная мощность P₂, отдаваемая в сеть, меньше на значение мощности, затрачиваемой на возбуждение:

P₂ = UI_a — P_в.

К генератору от двигателя, приводящего во вращение его якорь ,подводится механическая мощность P₁. Большая часть этой мощности преобразуется в электромагнитную P_эм, а другая ее часть расходуется в генераторе на покрытие механических потерь P_мх(трение в подшипниках, вентиляцию), магнитных потерь в стали якоря P_ми добавочных потерь P_д:

P₁ = P_эм + P_мх.+ P_м+ P_д.

Для генераторов независимого возбуждения мощность, затрачиваемая на возбуждение, поступает от постороннего источника, поэтому в левой части (7) следует принимать

P₁ = P_эм + P_мх.+ P_м+ P_д + P_в.

Отношение P₂/P₁=η представляет собой КПД генератора.

Рассмотренное преобразование мощности в генераторах постоянного тока для наглядности можно представить в виде энергетической диаграммы (рис. 2). Эта диаграмма построена для генератора параллельного возбуждения.

Уравнение равновесия моментов. Поделив правую и левую части уравнения (7) на угловую скорость якоря Ω=2πn/60, получим уравнение момента:

P₁/Ω = P_эм/Ω + (P_мх.+ P_м+ P_д)/Ω,

М₁ = М + (P_мх.+ P_м+ P_д)/Ω.

Электромагнитный момент М в генераторе направлен против вращения и равен М=c_MI_aФ. При увеличении тока I_a возрастает электромагнитный момент и, следовательно, момент и мощность, поступаемая от приводного двигателя.

Когда-то генераторы постоянного тока, преобразующие механическую энергию в электрическую, были единственными источниками электроэнергии. На сегодня чаще всего используются надежные трехфазные преобразователи переменного тока. Но в некоторых отраслях постоянный ток был регулярно востребован, поэтому устройства для выработки последнего неизменно совершенствовались.

Как работает

Функционирование генератора основывается на свойствах, которые следуют из известного закона электромагнитной индукции. Когда замкнутый контур разместить между полюсами магнита (постоянного), то в условиях вращения он будет проходить через магнитный поток. Во время перехода вырабатывается электродвижущая сила, возрастающая при приближении к полюсу. В случае, если присоединить нагрузку, то образуется поток тока. Когда витки рамки будут выходить из области воздействия магнита, то ЭДС будет уменьшаться и достигнет нуля при горизонтальном положении рамки. При дальнейшем вращении противолежащие контурные части изменят магнитную полярность.

Значения ЭДС в активных обмотках контура вычисляются по формулах: е1= В I v sin wt, е2= — В I v sin wt, где I — длинна одной стороны рамки, В — магнитная индукция, v — скорость вращения (линейная) контура, t — время, wt — угол пересечения магнитного потока рамкой.

Направление тока меняется в период смены полюсов. Поскольку вращение коллектора происходит одновременно с рамой, то электроток на нагрузке имеет одинаковое направление. Такая схема лежит в основе выработки постоянного электричества. Суммарная ЭДС будет иметь следующий вид: е= 2В I v sin wt.

Такой ток почти непригоден для применения, поскольку присутствуют пульсации ЭДС. Последние надо уменьшать к допустимому уровню. Для этой цели применяют много магнитных полюсов, рамки заменяют якорями, у которых намного больше обмоток и коллекторов. К тому же, соединение обмоток выполняется разными методами.

Ротор производится из стали. В пазы на сердечниках укладываются витки провода, которые составляют рабочую обмотку якоря. Проводники соединяют последовательно. Они образуют секции, создающие замкнутую цепь.

Интересно! Для процесса генерации неважно: вращаются обмотки контура или магнит. По этой причине роторы для маломощных альтернаторов изготавливают из постоянных магнитов, а переменный ток выпрямляют при помощи диодных мостов или иными схемами.

Узнать, из чего состоит генератор постоянного тока, поможет картинка 4.

Установка состоит из главных узлов:

• неподвижная часть — главные и дополнительные полюса, станина;
• вращающаяся часть (якорь) — стальной сердечник, коллектор.

В процессе работы установки ток проводится сквозь обмотку и образуется магнитный поток полюсов. Специальные неподвижные щетки (из сплава графита) способствуют объединению обеих частей генератора в единую цепь.

Устройство и принцип действия генератора постоянного тока за долгий период применения остались прежними, несмотря на некоторые совершенствования.

Классификация

Существуют генераторы постоянного тока с независимым возбуждением обмоток, с самовозбуждением. Последние модели используют электричество, которое ими же вырабатывается. По способу объединения обмоток якорей альтернаторы делят на устройства с возбуждением следующих типов:

Схема генератора постоянного тока представлена на картинке 5.

С параллельным возбуждением

Чтобы электроприборы работали в нормальном режиме, необходимо стабильное напряжение, которое не зависит от изменений в общей нагрузке. Эта проблема решается методом настройки параметров возбуждения. В таких генераторах катушка подключена (через реостат) параллельно обмотке якоря. Реостат может замыкают обмотку. В противном случае при разъединении цепи возбуждения внезапно повысится ЭДС самоиндукции, что может повредить изоляционный материал. В состоянии непродолжительного замыкания энергия превращается в тепловую, чем предотвращается разрушение устройства.

Электромашины с возбуждением такого вида не требуют внешнего источника питания. Самовозбуждение обмоток происходит под действием остаточного магнетизма в сердечнике магнита. Последние, для улучшения описанного процесса, производят из стали. Самовозбуждение длится до тех пор, пока ток не станет максимальным, а электродвижущая сила не покажет номинальное значение.

Преимущество вышеописанных электрогенераторов в том, что на них почти не влияют электротоки при коротком замыкании.

С независимым возбуждением

Источниками питания для обмоток нередко стают аккумуляторы или же иные устройства. В машинах с малой мощностью применяются постоянные магниты, обеспечивающие присутствие главного магнитного потока. На валу альтернатора располагают микрогенератор (возбудитель), который вырабатывает электроток для возбуждения якорных обмоток. Для этой цели необходимо от 1 до 3 % номинального тока якоря. Изменение электродвижущей силы выполняется регулирующим реостатом.

Достоинство: на возбуждающий ток не имеет воздействия напряжение на зажимах.

С последовательным возбуждением

Последовательными обмотками вырабатывается ток, который равняется электротоку альтернатора. В случае холостого хода отсутствует нагрузка, поэтому возбуждение нулевое. Это обозначает, что регулировочные свойства не существуют.

В агрегате с последовательным возбуждением почти нет тока, если ротор вращается на холостых оборотах. Чтобы запустить возбуждение, требуется подключение нагрузки к зажимам устройства. Явная связанность напряжения с нагрузкой считается огромным минусом последовательных обмоток. Подобные агрегаты используются лишь для питания электрических приборов, у которых нагрузка постоянная.

Со смешанным возбуждением

Самые лучшие свойства собраны в конструкции агрегатов со смешанным возбуждением. Особенность устройств в том, что они состоят из двух катушек:

• основная — подключена параллельным способом к обмоткам якоря;
• вспомогательная — подключена последовательным способом.

В цепи основной присутствует реостат, который регулирует ток возбуждения. Процедура самовозбуждения генератора со смешанным типом такая же, как у агрегата с параллельными обмотками (в самовозбуждении не принимает участия последовательная обмотка, так как отсутствует исходный ток). А свойства холостого хода идентичны характеристикам генератору с параллельной обмоткой. Такие особенности разрешают настраивать напряжение на зажимах устройства.

Технические параметры

Работа генератора определяется зависимостью между основными величинами, которые являются его главными характеристиками:

• отношения между величинами на холостом ходу;
• внешние параметры;
• регулировочные значения.

Внешняя характеристика генератора постоянного тока крайне важна, так как раскрывает взаимосвязь напряжения и нагрузки. Она отображена на графике. Согласно последнего наблюдается незначительное уменьшение напряжения, но оно почти не зависит от нагрузочного тока (если сохраняется скорость оборотов двигателя).

В устройствах с параллельным возбуждением больше выражено влияние нагрузки на напряжение. Это объясняется уменьшением тока в обмотках. Чем выше ток нагрузки, тем быстрее будет уменьшаться напряжение на зажимах агрегата.

Если увеличить величину тока при последовательном возбуждении, то вырастет ЭДС. Но напряжение не достигнет высокого значения электродвижущей силы, так как часть энергии уйдет на потери от вихревых токов.

При достижении напряжением максимального значения и одновременным увеличением нагрузки, первое начинает стремительно снижаться в то время, как кривая электродвижущей силы продолжает подниматься. Это считается большим недостатком, ограничивающим использование генератора такого типа.

В устройствах со смешанным возбуждением предвиденные встречные подключения обеих катушек. Конечная сила при однонаправленном подключении равняется сумме векторов намагничивающих сил, при встречном — их разнице.

При равномерном увеличении нагрузки напряжение на зажимах почти не меняется. Оно будет расти лишь тогда, если число проводов последовательной обмотки превышает число витков, которое соответствует номинальному возбуждению якоря.

Генераторы со встречным включением применяются в том случае, если нужно ограничить токи короткого замыкания. К примеру, при подсоединении аппаратов для сварки.

Важной характеристикой генератора считается его КПД — соотношение полезной и полной мощности: η = P 2 / P1. При холостом ходе такое отношение равно нулю (η=0). При номинальных нагрузках КПД достигнет максимального значения. Мощные агрегаты имеют коэффициент полезного действия около 90 %.

Электродвижущая сила (ее значение) пропорциональна магнитному потоку, числу проводников (активных) в обмотках, частоте вращения якоря. Если менять последние параметры, то можно легко управлять значением ЭДС. Последнее относится и к напряжению. Нужный результат достигается методом изменения частоты вращения якоря.

Мощность

Выделяют полезную и полную мощности устройства. При постоянной электродвижущей силе полная мощность находится в прямо пропорциональной зависимости от тока: P=EIa. Полезная, которая отдается в цепь, Р1=UI.

Реакция якоря

Если к альтернатору подключить внешнюю нагрузку, то электротоки его обмотки создадут магнитное поле. Тогда возникнет сопротивление полей якоря и статора. Поле будет самым сильным в тех местах, где ротор приближается к магнитным полюсам, очень слабым — в точках максимального удаления. Ротор чувствует магнитное насыщение стальных катушечных сердечников. Сила реакции напрямую зависит от насыщенности в проводах. В результате на пластинках коллекторов будет происходить искрение щеток.

Уменьшение реакции достигается при использовании восполняющих магнитных полюсов или передвижением щеток с линии оси.

Где используются

Еще совсем недавно генераторы постоянного тока устанавливались на транспорте для железных дорог. Но сейчас их вытесняют синхронные трехфазные устройства. Переменный ток синхронных агрегатов выпрямляют полупроводниковыми установками. Некоторые новые локомотивы используют асинхронные двигатели, которые работают на переменном токе.

Такие же обстоятельства и с автогенераторами, которые постепенно замещают асинхронными устройствами с дальнейшим выпрямлением.

Стоит заметить, что передвижное оборудование для сварки (имеющие автономное питание) обычно находится в паре с таким генератором. Отдельные отрасли промышленности продолжают применять мощные агрегаты описанного типа.

Генератор постоянного тока — это… Что такое Генератор постоянного тока?

Генератор постоянного тока General Electric в Джорджтаунском музее электрических станций.

Генератор постоянного тока преобразует механическую энергию в электрическую. В зависимости от способов соединения обмоток возбуждения с якорем генераторы подразделяются на:

1. генераторы независимого возбуждения;
2. генераторы с самовозбуждением;

• генераторы параллельного возбуждения;
• генераторы последовательного возбуждения;
• генераторы смешанного возбуждения;

Генераторы малой мощности иногда выполняются с постоянными магнитами. Свойства таких генераторов близки к свойствам генераторов с независимым возбуждением.

Генераторы независимого возбуждения

В генераторе с независимым возбуждением ток возбуждения не зависит от тока якоря , который равен току нагрузки . Обычно ток возбуждения невелик и составляет 1…3 % от номинального тока якоря.

Основными характеристиками генератора являются характеристики: холостого хода, внешняя, регулировочная и нагрузочная.

Характеристика холостого хода при и . Расхождение входящей и нисходящей ветвей характеристики объясняется наличием гистерезиса в магнитопроводе машины. составляет 2…4 % от .

Внешней характеристикой называется зависимость при и . Под нагрузкой напряжение генератора

где – сумма сопротивлений всех обмоток, включенных последовательно в цепь якоря (якоря, дополнительных полюсов и компенсационной обмотки). С увеличением нагрузки напряжение уменьшается по двум причинам:

• из-за падения напряжения во внутреннем сопротивлении машины;
• из-за уменьшения ЭДС в результате размагничивающего действия реакции якоря.

Генераторы параллельного возбуждения

В генераторе с параллельным возбуждением обмотка возбуждения присоединена через регулировочный реостат параллельно обмотке якоря. Для нормальной работы приемников электроэнергии необходимо поддерживать постоянство напряжения на их зажимах, несмотря на изменение общей нагрузки генератора. Это осуществляется посредством регулирования тока возбуждения.

Регулировочной характеристикой генератора называется зависимость тока возбуждения от тока якоря при постоянном напряжении и оборотах . Такая характеристика показывает, как надо изменять ток возбуждения для того, чтобы при изменениях нагрузки поддерживать постоянство напряжения на зажимах генератора. Эта кривая сначала почти прямолинейна, но затем загибается вверх от оси абсцисс, вследствие влияния насыщения магнитопровода машины. Следовательно, в машине используется принцип самовозбуждения, при котором обмотка возбуждения получает питание непосредственно от самого генератора.

Самовозбуждение генератора возможно только при наличии гистерезиса в магнитной цепи. При вращении якоря в его обмотке потоком остаточного магнетизма индуктируется ЭДС , и по обмотке возбуждения начинает протекать ток. Если обмотка возбуждения включена так, что ее НС направлена согласно с НС остаточного магнетизма, то магнитный поток возрастает, увеличивая ЭДС , поток и ток возбуждения . Машина самовозбуждается и начинает устойчиво работать с , , зависящими от величины сопротивления цепи возбуждения.

Для режима холостого хода генератора:

где – суммарная индуктивность обмоток возбуждения и якоря.

Регулировочная характеристика генератора с параллельным возбуждением имеет такой же вид, как и для генератора с независимым возбуждением. У генераторов последовательного возбуждения ток возбуждения Iв равен току якоря Iа. Поэтому при холостом ходе, когда Iв = Iа =I = 0, ЭДС, наводимая в обмотке якоря, равна Еост.

Характеристики холостого хода и нагрузочная для такого генератора могут быть сняты при питании обмотки от независимого источника. Эти характеристики имеют тот же вид, что и для генератора независимого возбуждения.

Самовозбуждение генератора происходит, если сопротивление цепи якоря меньше критического. Внешняя характеристика генератора показана на рис. 12 (кривая 2). На этом же рисунке изображена характеристика холостого хода E=f(Iв) (кривая 1). При одном и том же токе Iв = I напряжение генератора меньше, чем ЭДС по характеристике холостого хода, из-за падения напряжения в цепи якоря и размагничивающего действия реакции якоря.

http://principact.ru/images/stories/generator/im8.jpg

При малых нагрузках, когда ток якоря и, следовательно, ток возбуждения малы, магнитная система машины ненасыщена и ее ЭДС изменяется пропорционально току I. Падение напряжения и размагничивающее действие реакции якоря практически изменяются также пропорционально току I.Поэтому напряжение на выводах машины растет пропорционально току I. При больших токах происходит насыщение магнитной системы машины, вследствие чего ЭДС при увеличении I будет изменяться мало. Поэтому и напряжение с ростом тока нагрузки увеличивается незначительно, а при очень больших токах нагрузки из-за падения напряжения и размагничивающего действия реакции якоря оно начинает уменьшаться.

Из-за сильной зависимости напряжения от тока нагрузки генераторы последовательного возбуждения широкого практического применения не нашли.

Генераторы смешанного возбуждения

В генераторе со смешанным возбуждением имеются две обмотки возбуждения: основная (параллельная) и вспомогательная (последовательная). Наличие двух обмоток при их согласном включении позволяет получать приблизительно постоянное напряжение генератора при изменении нагрузки. Подбирая число витков последовательной обмотки так, чтобы при номинальной нагрузке создаваемое ею напряжение компенсировало суммарное падение напряжения при работе машины с одной только параллельной обмоткой, можно добиться, чтобы напряжение при изменении тока нагрузки от нуля до

См. также

«Принципы действия устройств» Генераторы постоянного тока http://principact.ru/content/view/57/108/1/3/

Литература

• Вольдек А. И., Попов В. В. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы: Учебник для вузов. — СПб: Питер, 2008. — 320 с.

«Принципы действия устройств» Генераторы постоянного тока http://principact.ru/content/view/57/108/1/3/

Операционный усилитель

— Источник постоянного напряжения для неизвестной нагрузки

Если вы пытаетесь использовать тестовую схему из таблицы, значит, у вас ошибка при копировании схемы.

Рисунок 1. Из таблицы.

Рисунок 2. То, что вы создали.

Ваша нагрузка подключена между выходом U1 и неинвертирующим входом U2A. Вход будет иметь очень высокий импеданс, а в таблице данных указано, что входной ток смещения составляет 50 нА.Вы не можете пропускать ток на неинвертирующий вход.

---

Обновление после редактирования:

Рисунок 3. Измененная схема.

Я разрабатываю схему для поддержания постоянного напряжения при неизвестной нагрузке …

Нет. Эта схема будет контролировать ток, а не напряжение.

Я провел несколько симуляций на Tina перед тем, как сделать печатную плату с компонентами. Моделирование сработало, как и ожидалось.

Чего вы ожидали? (Вы нам не сказали.)

• Что вы должны ожидать, так это то, что когда отрицательная обратная связь стабильна, инвертирующий вход U1 должен быть подключен к виртуальной земле. Напряжение там должно быть действительно близко к 0 В.
• Поскольку R1 и R2 оба равны 10k, это означает, что выход U2A будет -1 × V _в .
• Поскольку U2A настроен как неинвертирующий буфер, это означает, что V _out будет также -1 × V _в .
• Это означает, что U1 должен будет качаться отрицательно для положительного входного сигнала.

Теперь я собрал плату. Для тестирования я закоротил резистор 100 Ом и вход LMP7702. Когда я подаю, например, 1 В на Input_Signal, Vout выходит на уровне ~ 536 мВ, а выход LMP7702 составляет около ~ 884 мВ. Очевидно, этого не должно происходить, поскольку LMP7702 действует как буфер.

Попробуйте это:

• Оставить R3 в цепи и замкнуть R4.
• Установите R5 = 1 кОм. Это упростит математику.
• Установите вход на 2 В.
• Если все работает, V _{на выходе} должно упасть до -2 В. У вас будет 2 мА, проходящие через R5.
Выходной сигнал
• U1 должен быть \ $ \ frac {100 + 1000} {1000} V_ {out} = \ frac {11} {10} V_ {out} \ $ (-2,2 В).

Дополните свой вопрос результатами, и мы продолжим.

Закон

Ом — вырабатывает ли генератор напряжение или ток?

Здесь я даже добавлю для вас еще кое-что, посмотрите. Сказав все это и сложив все вместе, это выглядит так.

Генератор не производит так называемую электроэнергию, он не производит зарядов. Все провода, все проводники, и сам генератор, и все вокруг нас полно зарядов, и это факт. Генератор — это просто насос, можно сказать. Как водяной насос не производит воду, так и генератор не производит электричество. Он качает электричество, можно сказать. Электричество уже есть. Электричество — это другое слово для обозначения платы.

Сейчас вода откачивается из системы, в основном из труб; Напротив, плата за электричество остается в системе там, где она есть.Если какие-либо платежи уходят из какого-либо конкретного места, такая же сумма возвращается обратно. Он вращается, как маховик. Это закрытая система.

После того, как все будет сказано и сделано. Фотоны, электромагнитные волны производятся и поглощаются, если хотите, уходят на контрольно-пропускной пункт доставки. В источнике они возникают из-за электромагнитного поля, окружающего заряды. Когда энергия передается в поле … какая энергия?

Работа, которую вы вкладываете, вращая этот ротор, проводник внутри магнитного поля, нарушает электромагнитное поле, это заставляет поле разделяться, и оно становится так называемыми электромагнитными волнами.

Именно эти волны переносят ту работу, которую вы проделали. Они просто переносят ваши усилия, вашу энергию, которая состоит из комбинации вашего вдохновения, проектирования системы, всех источников, будь то вода или ветер, или вы торгуете ею или что бы это ни заставляло вращаться ротор, проводник и так далее.

Как только эта энергия переносится, электромагнитные волны исчезают, исчезают, умирают, возвращаются в поле. Однако эта энергия движется и принимает разные формы.Это тепло, это механически, это свет, это то, это то. У него много имен, он не создавался и не разрушался. Мы даем ему разные имена, чтобы общаться друг с другом. Это материал. Само по себе это не имеет названия. Это абстрактное и реальное все в одном, это энергия.

Вот один для вас. И специалисты могут меня поправить, если я ошибаюсь. Никто не видел фотона, фотона света, если хотите, или фотона чего-либо. Мы не видим свет ни нашими глазами, ни в электронный микроскоп.Нет такой вещи. Тогда что же, черт возьми, мы видим? Что наблюдаю.

Проверьте это, когда вы видите стену, вы не видите фотонов. Мы видим то, что они называют отражением. Но вы спрашивали отражение чего?

Ага, оставайтесь с этим и посмотрите, что произойдет.

Это не отражение фотонов, это бессмысленно. Если это правда, то вы просто спрашиваете: «Вы имеете в виду, что я не могу видеть фотоны, которые входят в стену, но я могу видеть ее отражение, фотоны, которые выходят из стены?».Это бессмысленно.

Итак, прочтите это: Фотоны передают энергию стене по мере ее поглощения. И поэтому фотоны жертвуют собой, чтобы доставить блага, можно сказать. Мы видим энергию, выделяемую фотонами. ВИДЕТЬ ЭНЕРГИЮ. Эта безымянная энергия. Какие бы фотоны ни поглощались стеной, ни отражались, то есть, называемые цветом, который вы видите, нет, вы этого не видите, то, что вы видите, — это отпечатки (депонированная энергия), которые остаются позади, и это опыт, называемый цветом .

Воспоминания, переживания в любой форме, цвете, мыслях — это материал энергии.Будь то компьютер, предполагаемая память, которую он хранит, узел на веревке или что-то еще … само вещество — это энергия.

Что такое постоянное напряжение? — Sunpower UK

Что такое постоянное напряжение?

Драйвер постоянного напряжения предназначен для поддержания постоянного уровня напряжения во время работы независимо от колебаний тока. Например, RS-25-5 Sunpower может обеспечивать 5 В / 0 ~ 5 А, выходное напряжение остается постоянным на уровне 5 В, в то время как выходной ток варьируется от 0 ~ 5 А в зависимости от условий нагрузки.Если источник питания постоянного напряжения превышает 5 А (номинальный ток), источник питания переходит в режим защиты от перегрузки (работает от 105 ~ 150% номинальной выходной мощности).

Источник постоянного напряжения обеспечивает постоянное напряжение на нагрузке независимо от колебаний или изменений сопротивления нагрузки. Для этого источник должен иметь внутреннее сопротивление, которое очень мало по сравнению с сопротивлением нагрузки, которую он питает.

Рисунок 1: Идеальное поведение при постоянном напряжении

Вот некоторые характеристики идеального источника постоянного напряжения:

• Нулевое внутреннее сопротивление
• Поддержание одинакового напряжения независимо от изменения величины тока, потребляемого нагрузкой,
• Нет тока, когда цепь не нагружена (разомкнута).

Как работает источник постоянного напряжения

Чтобы источник напряжения обеспечивал постоянное напряжение, он должен иметь очень низкое внутреннее сопротивление, предпочтительно нулевое, даже если это практически невозможно. Когда сопротивление очень низкое и используется правило делителя напряжения, большая часть напряжения будет падать на нагрузку, которая имеет более высокое сопротивление. Когда внутреннее сопротивление намного ниже сопротивления нагрузки, так что им можно пренебречь, выход источника питания приближается к идеальному постоянному напряжению.

Рисунок 2 Идеальный источник напряжения с нулевым сопротивлением Изображение

В идеальном источнике напряжения сопротивление должно быть нулевым, и все напряжение падает на сопротивление нагрузки. Однако идеальный источник напряжения обычно практически невозможен, и типичный источник напряжения все равно будет иметь некоторую форму внутреннего сопротивления.

Источники постоянного напряжения

Обычными источниками постоянного напряжения являются аккумуляторные батареи и регулируемые источники питания.Однако батареи не могут обеспечивать постоянное напряжение в течение длительного времени, и их необходимо перезаряжать или заменять после разрядки. Кроме того, для схемы могут потребоваться другие уровни напряжения, отличные от того, что обеспечивают батареи. В таком случае для регулирования напряжения используются схема преобразования напряжения и регулятор.

Существуют различные способы получения постоянного напряжения в источниках питания или когда входное напряжение выше выходного. Некоторые из методов получения постоянного напряжения включают использование делителя напряжения, последовательного транзистора, стабилитрона или комбинации стабилитрона и переключающего устройства, такого как транзистор или триристор.Кроме того, для обеспечения более стабильного выхода лучше, чем дискретные компоненты, может использоваться ИС регулятора напряжения. SMPS используются для обеспечения более стабильных и эффективных постоянных напряжений. По сравнению с линейными регуляторами, ИИП лучше, но дороже.

Постоянное напряжение обычно используется в цепях, которые требуют постоянного напряжения для их эффективной работы. Например, драйверы постоянного напряжения используются для параллельного освещения светодиодных лент из-за конструкции схемы, которая обеспечивает наиболее сбалансированный ток по независимым выходным каналам.

Анализ постоянного напряжения генератора постоянного магнита

[1] Рэньюань Тан, Современная теория и конструкция машин с постоянными магнитами. Пекин: China Machinery Press, стр. 273-307, (2000).

[2] Хэ Цинлин, Бао Сяохуа, Ван Цюньцзин.Анализ параметров конструкции тихоходного синхронного генератора с постоянными магнитами. ICEMS2008, стр 3060-3063, (2008).

[3] Ливэй Ши, Сюэй Чжан, Сунлян Гэн.Многообещающее будущее генераторов на постоянных магнитах. Журнал исследований механизации сельского хозяйства, вып. 2, стр. 47-49, Mac. (2004).

[4] Чжао Чао-хуэй.Анализ рабочих режимов синхронной машины с гибридным возбуждением и параллельными роторами. Труды CSEE, Vol. 30 No. 15, pp.87-92, (2010).

[5] Цзинлинь Лю, Чжунмин Ли.Анализ синхронного генератора малых редкоземельных металлов и его применение. S&M Electric Machines, октябрь 2001 г., стр. 14–16.

[6] ЧЖАН Чжо-ран, ЯНЬ Ян-гуан, ЧЖОУ Цзин-цзе, ЧЖОУ Бо.Новый двенадцатифазный бесщеточный генератор постоянного тока с постоянным магнитом и трапециевидной волной. Труды CSEE, Vol. 29, No. 21, pp.74-78, (2009).

[7] П.R.C. Промышленный стандарт на генератор для сельскохозяйственной автомобильной техники JB / T8582. 6— (2001).

ТИПОВOFDC

ТИПЫOFDC ТИПЫ ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Есть три типа генераторов постоянного тока: с последовательной обмоткой, шунтирующие. рана, серия шунтов или сложная рана. Разница в типе зависит от отношения обмотки возбуждения к внешней цепи. Генераторы постоянного тока серии с обмоткой Обмотка возбуждения последовательного генератора соединена последовательно с внешняя цепь, называемая нагрузкой (рисунок 9-15). Катушки возбуждения состоит из нескольких витков большого провода; напряженность магнитного поля зависит больше о протекании тока, а не о количестве витков в катушке. Серии генераторы имеют очень плохое регулирование напряжения при изменяющейся нагрузке, так как чем больше ток через катушки возбуждения во внешнюю цепь, тем больше индуцированная e.м.ф. и тем больше напряжение на клеммах или выходное напряжение. Следовательно, при увеличении нагрузки напряжение увеличивается; так же, при уменьшении нагрузки напряжение уменьшается. Выходное напряжение Генератор с последовательной обмоткой может управляться реостатом параллельно с обмотки возбуждения, как показано в A на рисунке 9-15. Поскольку серия намотана У генератора такая плохая регулировка, что он никогда не используется как самолет генератор. Генераторы в самолетах имеют обмотки возбуждения, которые соединены между собой. либо в шунте, либо в соединении.

Генераторы постоянного тока с шунтирующей обмоткой

Генератор с обмоткой возбуждения, включенной параллельно внешней Схема называется шунтирующим генератором, как показано на A и B рисунка. 9-16. Катушки возбуждения шунтирующего генератора содержат много витков малых провод; магнитная сила обусловлена ​​большим количеством витков, а не чем сила тока через катушки. Если требуется постоянное напряжение, Генератор с шунтирующей обмоткой не подходит для быстро меняющихся нагрузок.Любое увеличение нагрузки вызывает снижение напряжения на клеммах или выходного напряжения, и любое уменьшение нагрузки вызывает увеличение напряжения на клеммах; поскольку якорь и нагрузка подключены последовательно, весь ток течет во внешней цепи проходит через обмотку якоря. Из-за сопротивление в обмотке якоря, есть падение напряжения (ИК падение = ток x сопротивление). С увеличением нагрузки ток якоря увеличивается. падение ИК-излучения в якоре увеличивается.Напряжение, подаваемое на клеммы — это разница между наведенным напряжением и напряжением уронить; следовательно, происходит снижение напряжения на клеммах. Это уменьшение в напряжении вызывает уменьшение напряженности поля, потому что ток в катушки возбуждения уменьшаются пропорционально уменьшению напряжения на зажимах; с более слабым полем напряжение дополнительно уменьшается.

При уменьшении нагрузки выходное напряжение соответственно увеличивается, и в обмотках протекает больший ток.Это действие является кумулятивным, поэтому выходное напряжение продолжает расти до точки, называемой насыщением поля, после при котором не происходит дальнейшего увеличения выходного напряжения.

Напряжение на клеммах шунтирующего генератора можно регулировать с помощью реостата, включенного последовательно с обмотками возбуждения, как показано на A рисунка 9-16. По мере увеличения сопротивления ток возбуждения снижен; следовательно, генерируемое напряжение уменьшается также. Для данной настройки полевого реостата напряжение на клеммах при щетки якоря будут примерно равны генерируемому напряжению минус падение IR, вызванное током нагрузки в якоре; Таким образом напряжение на клеммах генератора будет падать по мере приложения нагрузки.Доступны некоторые чувствительные к напряжению устройства, которые автоматически регулируют полевой реостат для компенсации колебаний нагрузки. Когда эти устройства используются, напряжение на клеммах остается практически постоянным.

Генераторы постоянного тока со смешанной обмоткой

Генератор с составной обмоткой сочетает в себе последовательную обмотку и шунтирующую обмотку. таким образом, чтобы характеристики каждого использовались с пользой. В катушки последовательного возбуждения состоят из относительно небольшого количества витков большого медный провод круглого или прямоугольного сечения, и включены последовательно со схемой якоря.Эти катушки установлены на тех же полюсах, на которых установлены катушки шунтирующего поля и, следовательно, вносят магнитодвижущую силу, которая влияет на поток основного поля генератор. схематическое и схематическое изображение соединения генератор обмотки показан в A и B на рис. 9-17.

Если ампер-витки последовательного поля действуют в том же направлении, что и таковые из шунтирующего поля, комбинированная магнитодвижущая сила равна сумма компонент серийного и шунтирующего поля.Нагрузка добавляется к компаунду генератор таким же образом, как нагрузка добавляется к шунтирующему генератору, за счет увеличения количества параллельных путей через клеммы генератора. Таким образом, уменьшение общего сопротивления нагрузки с добавленной нагрузкой сопровождается за счет увеличения тока цепи якоря и последовательной цепи возбуждения.

Эффект аддитивного последовательного поля заключается в увеличении потока поля. с повышенной нагрузкой. Степень увеличения потока поля зависит от степень насыщения поля, определяемая шунтирующим полем Текущий.Таким образом, напряжение на клеммах генератора может увеличиваться или уменьшаться. с нагрузкой, в зависимости от влияния катушек последовательного возбуждения. Это влияние называется степенью сложения.

Плоский составной генератор — генератор, в котором холостая и полная нагрузка напряжения имеют одинаковое значение; тогда как в составном генераторе ниже есть напряжение полной нагрузки меньше значения холостого хода и избыточное напряжение генератора имеет напряжение полной нагрузки, которое выше значения холостого хода.Изменения Напряжение на клеммах при увеличении нагрузки зависит от степени компаундирования.

Если последовательное поле помогает шунтирующему полю, генератор называется совокупный составной (B на рис. 9-17).

Если поле серии противостоит полю шунта, говорят, что машина быть дифференциально сложным, или называется дифференциальным генератором.

Генераторы компаундов обычно проектируются с перекомпаундированием. Этот функция позволяет различные степени сложения путем подключения переменной шунтировать через поле серии.Такой шунт иногда называют дивертером. Составные генераторы используются там, где регулирование напряжения имеет первостепенное значение.

Дифференциальные генераторы имеют примерно такие же характеристики как последовательные генераторы в том смысле, что они по существу являются генераторами постоянного тока. Однако они генерируют номинальное напряжение без нагрузки, при этом напряжение существенно падает. по мере увеличения тока нагрузки. Генераторы постоянного тока идеально подходят подходят в качестве источников питания для электродуговых сварщиков и используются почти повсеместно при электродуговой сварке. Если поле шунта составного генератора подключено к обоим якоря и последовательного поля, это известно как длинное шунтирующее соединение, но если шунтирующее поле подключено только через якорь, оно называется короткое шунтирующее соединение. Эти соединения производят по существу одинаковые характеристики генератора. Краткое описание характеристик генераторов различных типов Обсуждаемое показано графически на рис. 9-18.

Трехпроводные генераторы

Некоторые генераторы постоянного тока, называемые трехпроводными генераторами, предназначены для 240 вольт или 120 вольт с любой стороны нейтрального провода (рисунок 9-19).Это достигается подключением катушки реактивного сопротивления к противоположным сторонам коммутатор с нейтралью, подключенной к середине реактивного сопротивления катушка. Такая катушка реактивного сопротивления действует как делитель напряжения с малыми потерями. Если резисторы были бы недопустимыми, если бы две нагрузки не были идеально совпадает. Катушка встраивается в некоторые генераторы как часть якоря, со средней точкой, соединенной с одним контактным кольцом, с которым контактирует нейтраль с помощью кисти.В других генераторах два подключения к коммутатору соединены, в свою очередь, с двумя контактными кольцами, а реактор расположен снаружи генератор.

В любом случае дисбаланс нагрузки по обе стороны от нейтрали должен не более 25 процентов от номинального выходного тока генератора. Трехпроводной генератор позволяет одновременно работать с освещением на 120 вольт. схемы и двигатели на 240 вольт от того же генератора.

Реакция якоря

Ток, протекающий через якорь, создает электромагнитные поля. в обмотках.Эти новые поля имеют тенденцию искажать или искривлять магнитное поле. магнитный поток между полюсами генератора по прямолинейному пути. С ток якоря увеличивается с нагрузкой, искажения становятся больше с увеличением нагрузки. увеличение нагрузки. Это искажение магнитного поля называется арматурой. реакция и проиллюстрирована на рисунке 9-20.

Обмотки якоря генератора расположены таким образом, чтобы при вращение якоря, есть определенные положения, когда щетки контактировать с двумя соседними сегментами, тем самым закорачивая обмотки якоря на эти сегменты.Обычно, когда магнитное поле не искажено, есть не наведено напряжение в закороченных обмотках, и, следовательно, нет вредные последствия возникают из-за короткого замыкания обмоток. Однако когда поле искажается, в этих закороченных обмотках индуцируется напряжение и между щетками и сегментами коллектора возникает искрение. Вследствие этого на коллекторе появляются ямки, износ щеток становится чрезмерно, и мощность генератора снижается.Чтобы исправить это состояние щетки устанавливают так, чтобы плоскость катушек закороченная щетками перпендикулярна искаженному магнитному полю, что достигается перемещением щеток вперед в направлении вращение. Эта операция называется переключением щеток в нейтральное положение. плоскость, или плоскость коммутации. Нейтральная плоскость — это положение, в котором плоскость двух противоположных катушек перпендикулярна магнитному полю в генераторе.На некоторых генераторах щетки можно перемещать вручную. перед нормальной нейтральной плоскостью к нейтральной плоскости, вызванной полем искажение. На нерегулируемых щеточных генераторах производитель устанавливает щетки для минимального искрения.

Интерполы могут использоваться для противодействия некоторым эффектам искажения поля, так как перекладывать щетки неудобно и неудовлетворительно, особенно когда частота вращения и нагрузка генератора постоянно меняются. Интерполь это полюс, расположенный между основными полюсами генератора.Например, четырехполюсный генератор имеет четыре межполюсных полюса, которые являются северным и южным полюсами, поочередно, как и основные полюса. Четырехполюсный генератор с промежуточными полюсами показано на рисунке 9-21.

Межполюсник имеет ту же полярность, что и следующий главный полюс в направлении вращения. Магнитный поток, создаваемый межполюсником, вызывает ток в якоре для изменения направления при прохождении обмотки якоря под Это. Это гасит электромагнитные поля обмоток якоря.Магнитная сила межполюсников зависит от нагрузки на генератор; и поскольку искажение поля зависит от нагрузки, магнитное поле межполюсники противодействуют эффектам поля, создаваемого вокруг якоря. обмоток и сводит к минимуму искажения поля. Таким образом, интерполь стремится сохранить нейтральная плоскость в одинаковом положении для всех нагрузок генератора; следовательно, искажения поля уменьшаются межполюсниками, и эффективность, производительность и срок службы щеток улучшены.

Характеристики генераторов

Генератор рассчитан на выходную мощность. Поскольку генератор спроектирован для работы при заданном напряжении номинал обычно выражается числом Генератор может безопасно обеспечивать номинальное напряжение в амперах.

Номинальные и рабочие характеристики генератора указаны на заводской табличке. прикреплен к генератору. При замене генератора важно выбрать один из подходящих рейтингов.

Вращение генераторов обозначается как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки, если смотреть с ведомого конца.Обычно указывается направление вращения. на паспортной табличке. Если на пластине не указано направление, вращение может быть отмечен стрелкой на крышке корпуса щетки. это важно использовать генератор с правильным направлением вращения; в противном случае напряжение будет обратным.

Скорость авиационного двигателя варьируется от холостого хода до взлетные обороты; однако в течение большей части полета он находится на постоянная крейсерская скорость.Привод генератора обычно вращается. частота вращения коленчатого вала генератора в пределах от 1 1/8 до 1 1/2 раз больше. Большинство авиационных генераторов имеют скорость, с которой они начинают производить свои нормальное напряжение. Скорость, называемая «входящей», обычно составляет около 1500 об / мин. Клеммы генератора На большинстве больших генераторов 24 В электрические соединения выполняются клеммы с маркировкой B, A и E. (См. рисунок 9-22.) Положительный якорь провод в генераторе подключается к клемме B.Отрицательная арматура провод подключается к клемме E. Положительный конец обмотки шунтирующего поля подключается к клемме A, а противоположный конец подключается к отрицательной клемме щетка. Клемма A получает ток от щетки отрицательного генератора через обмотка поля шунта. Этот ток проходит через регулятор напряжения. и обратно к якорю через положительную щетку. Ток нагрузки, который выходит из якоря через отрицательные щетки, выходит из вывода E и проходит через нагрузку, прежде чем вернуться к якорю через положительные кисти.

Нормальный режим, режим ECO и CVCF (постоянное напряжение с постоянной частотой) — Battery Backup Power, Inc.

Battery Backup Power, Inc. ИБП с цифровой обработкой сигналов / системы резервного питания от батарей (серия BBP-AR) имеют три рабочих режима. Эти системы перечислены в разделе «Системы активного резервного питания» и имеют номера деталей, начинающиеся с BBP-AR.

1. Нормальный режим (по умолчанию) — в этом режиме инвертор находится в состоянии низкого энергопотребления и синхронизируется с (входным) питанием от электросети, поэтому нет задержки при переключении на резервное питание при потере питания от электросети.Инвертор не будет принимать или корректировать напряжение или частоту до тех пор, пока один из них или оба не выйдут за пределы предварительно указанного диапазона использования. Этого режима достаточно для большинства электронных устройств и даже для высокопроизводительных компьютеров, поскольку при подключении сетевого питания к батареям питание никогда не пропадает. Некоторая мощность, хотя и минимальная, потребляется постоянно, чтобы поддерживать инвертор в состоянии низкого энергопотребления.

2. ECO Mode — Этот режим позволяет системе функционировать как обычный ИБП / резервный аккумулятор потребительского уровня.Как и в обычном режиме, инвертор не принимает и не корректирует напряжение или частоту до тех пор, пока один из них или оба не выйдут за пределы предварительно указанного диапазона использования. Допустимый диапазон шире, и существует задержка до 4 миллисекунд, прежде чем инвертор перейдет в режим отключения питания от электросети. Этого режима достаточно для потребительских компьютеров (на них не влияет короткая задержка) и другой электроники, которая не чувствительна к миллисекундным потерям мощности или незначительным колебаниям напряжения / частоты. В этом режиме потребляется очень мало энергии, и он на 5-7% эффективнее обычного.

3. Режим CVCF (постоянное напряжение и постоянная частота) AKA Generator Mode — Этот режим включает функции стабилизации полной мощности и резервного питания в реальном времени системы. Независимо от того, какие входное напряжение и частота поступают от электросети, на выходе будет стабильное значение 120 вольт 60 Гц (на некоторых моделях доступны 208, 220, 230 и 240 вольт). Этот режим совместим даже с самой чувствительной электроникой, такой как масс-спектрометры, домашнее медицинское оборудование и судебно-медицинские анализаторы.В зависимости от качества входной мощности около 10% мощности, потребляемой системой, теряется, чтобы обеспечить поддержание постоянного выходного напряжения и частоты.

Этот режим также отделяет входной источник питания от выхода блока, поэтому он обычно используется с генератором. В отличие от систем ИБП потребительского уровня, этот режим позволяет ИБП использовать мощность генератора без разряда батарей. Электроэнергия с очень переменной частотой от даже старых генераторов может использоваться ИБП в режиме CVCF.

Пример входного входного напряжения:
118 В

Входная частота Пример:
59 Гц

Пример выходного выходного напряжения:
120 вольт в режиме CVCF (постоянное напряжение и постоянная частота)

Пример выходной выходной частоты:
60 Гц в режиме CVCF (постоянное напряжение и постоянная частота)

Заводское программирование режима CVCF (постоянное напряжение и постоянная частота)

Щелкните фото вверху, чтобы просмотреть доступные активные системы резервного питания

---

Назад к статьям — Системы ИБП с резервным питанием от батарей

Используйте стрелки влево / вправо для навигации по слайд-шоу или проведите пальцем влево / вправо при использовании мобильного устройства

(DS2A, DS3) Изолированные стимуляторы постоянного напряжения / постоянного тока

Во многих электрофизиологических экспериментах используется короткий импульс напряжения или тока для возбуждения нервных или мышечных клеток.Напряжение, необходимое для передачи этого тока через ткани, может варьироваться в широком диапазоне. Кроме того, чтобы минимизировать артефакты в экспериментальных результатах, желательно, чтобы источник этого E.M.F. должен быть изолирован как от земли, так и от генератора синхронизации, используемого для выдачи стимула.

Изолированные стимуляторы постоянного напряжения DS2A и DS3

Изолированные стимуляторы постоянного тока удовлетворяют этим требованиям за счет использования автономных батарей в качестве источника питания, а для изоляции стимулятора от источника триггера используется оптическая связь.Точное время приложения стимула можно контролировать с помощью ПК или другого генерирующего устройства, такого как генератор задержки поезда DG2A.

DS2A имеет два выходных диапазона с максимальным напряжением 9 В или 99 В, а DS3 имеет четыре перекрывающихся диапазона декад, обеспечивающих максимальные значения тока 32 мкА, 320 мкА, 3,2 мА и 32 мА. Все диапазоны плавно регулируются откалиброванным многооборотным регулятором выхода, а полярность выхода может быть изменена тумблером.Длительность выхода обоих стимуляторов регулируется в диапазоне от 20 мкс до 2 с с помощью панели управления или с помощью импульсов TTL.

Ток от батарей потребляется только при подаче импульса, что сводит к минимуму их расход. Максимальный потребляемый ток составляет 30 мА плюс ток нагрузки. Эти инструменты имеют непроводящие корпуса и могут быть установлены на металлической монтажной раме без подключения внутренних цепей к земле. Предусмотрена кнопка одиночного выстрела, которой можно управлять в любое время, независимо от состояния триггерного входа.

Постоянное напряжение или постоянный ток?

Видимая разница между двумя устройствами (кроме цвета) заключается в том, что выход DS2A определяется в вольтах, а выход DS3 — в амперах. Фактический стимул, проходящий через ваш препарат, в обоих случаях измеряется током и зависит от закона Ома (V = IR).

Если ваш препарат имеет переменный импеданс (R) и вы используете источник постоянного напряжения (В), такой как DS2A, то фактический ток (I), проходящий через ткань, может значительно различаться между каждым стимулом, что может не быть хорошая идея, если вы хотите применять воспроизводимые стимулы.В DS3 схема постоянного тока предотвращает изменение импеданса ткани или электрода от изменения величины приложенного тока (в пределах допустимого для устройства предела 90 В), что приводит к стимулятору, эквивалентному WYSIWYG — «То, что вы устанавливаете, то и есть». Ты получаешь».

К сожалению, нет четко определенных правил, определяющих обстоятельства, при которых следует использовать стимулятор. Однако, вообще говоря, в литературе чаще встречается стимулятор постоянного напряжения.

Стимуляторы Digitimer поставляются с вилкой, показанной справа. Эти заглушки подходят к портам на стимуляторе и позволяют создавать собственные кабели для вашего конкретного приложения.