Генератор постоянного тока устройство и принцип действия: Принцип действия генератора постоянного тока кратко

Содержание

Принцип действия генераторов постоянного и переменного тока

Категория:

Устройство автомобиля

Публикация:

Принцип действия генераторов постоянного и переменного тока

Читать далее:

Принцип действия генераторов постоянного и переменного тока

Если силовые линии магнитного поля пересекать проводником, то в нем наводится ЭДС, вызывающая упорядоченное движение электронов (ток) в замкнутой цепи. На этом явлении и основан принцип действия генераторов. Схема простейшего генератора постоянного тока показана на рис. 1, а. Прямоугольная рамка из медной проволоки вращается в магнитном поле постоянного магнита. Концы рамки присоединены к двум изолированным друг от друга полукольцам (пластинам), которые составляют коллектор. При вращении рамки вместе с ней вращаются и пластины коллектора, поочередно подходя к щеткам. При этом к верхней щетке, как показано на рисунке, всегда подходит сторона рамки, пересекающая магнитные силовые линии у северного полюса, в которой ток направлен от полукольца.

Эта щетка обозначается знаком «—». Нижняя щетка постоянно соединена с той стороной рамки, в которой ток течет к щетке. Эта щетка обозначается знаком « + ». Таким образом, при вращении рамки ток во внешней цепи будет иметь постоянное направление от плюсовой щетки к минусовой. Такой ток называется постоянным.

Для увеличения мощности генератора вместо постоянного магнита применяют электромагнит, создающий больший магнитный поток. Число витков и пластин коллектора значительно увеличено, что позволило увеличить ЭДС и уменьшить величину пульсации тока.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Принципиальные схемы генераторов:
а — постоянного тока; 6 — переменного тока: I. 2. Ч концы обмотки статора; 4 — ро тор;. 5 – статор

Корпус генератора и сердечники катушек и якоря составляют магнитную систему, в которой концентрируется магнитный поток. Этот магнитный поток проходит через воздушный зазор между сердечниками катушки и якоря, витки которого пересекают магнитный поток. Якорь генератора приводится во вращение от шкива коленчатого вала двигателя. Индуктируемый в обмотках якоря ток питает все потребители электрической энергии автомобиля.

В последние годы на автомобилях в основном устанавливаются генераторы переменного тока, которые имеют ряд преимуществ перед генераторами постоянного тока.

Генератор переменного тока отличается от генератора постоянного тока тем, что вращающийся многополюсный магнит (ротор) своими магнитными силовыми линиями пересекает неподвижные витки обмотки статора, в которых индуктируется переменная ЭДС. У трехфазных автомобильных генераторов обмотку статора составляют три ветви, концы которых соединяют в одну общую точку. Такую схему соединения называют звездой, а общую точку — нулевой. Другие концы ветвей присоединяют к выпрямительному блоку, от которого выпрямленный ток поступает в сеть для питания потребителей. В автомобильных генераторах вместо постоянного магнита ротора применяют электромагнит, что усложняет конструкцию генератора, но облегчает регулирование напряжения при изменении частоты вращения ротора.

Рекламные предложения:

Читать далее: Устройство генераторов автомобилей

Категория: — Устройство автомобиля

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Принцип действия, устройство электрических машин постоянного тока

По роду тока все современные электрические машины делятся на машины постоянного и переменного тока. Несмотря на большое разнообразие конструкций, общие принципы работы электрических машин одинаковы. Все современные электрические машины работают на основе явлений электромагнитной индукции.

Постоянным называется ток, протекающий по проводнику только в одном направлении. Получение постоянного тока может быть двояким: от генераторов постоянного тока или из переменного тока путем его выпрямления при помощи специальных устройств-выпрямителей, преобразующих переменный ток в постоянный.

Простейший генератор постоянного тока (рис. 168, а и б) имеет полюсы электромагнита N и S, между которыми вращается виток проволоки в виде рамки, концы которой припаяны к полукольцам А и Б, вращающимся вместе с витком.

Полукольца А и Б изолированы между собой и от вала и представляют из себя в простейшем виде коллектор, служащий для выпрямления тока во внешней цепи. На полукольца опираются неподвижные щетки I и II, по которым ток с полуколец А и Б направляется во внешнюю цепь. При вращении в магнитном поле в рамке будет индуктироваться переменная по величине и направлению электродвижущая сила. Как было рассмотрено ранее, эта э. д. с. изменяется по синусоиде и зависит от положения, занимаемого проводниками а и б в магнитном поле. При этом направление э. д. с., индуктируемой в каждый данный момент в витке, определяется по правилу правой руки.

В те моменты, когда ток в витке меняет свое направление, полукольца меняют щетки (рис. 168, а и б), поэтому во внешней цепи ток будет иметь все время одно и то же направление, но будет меняться по величине.

График изменения э.д.с. в витке можно изобразить кривой, показанной на схеме в (рис. 168), а график изменения тока во внешней цепи, соединенной с генератором, будет иметь вид, изображенный на схеме г. Как видно из последнего графика, э.д.с. во внешней цепи за полный оборот рамки не меняется по направлению, а меняется по величине от нуля до максимума, снова до нуля и т. д. Поэтому э.д.с. в таком виде имеет большую пульсацию, и ток, протекающий по замкнутому контуру, носит название пульсирующего. Чтобы «сгладить» пульсацию и получить ток во внешней цепи, близкий к постоянному по величине, в генераторах устанавливают не один виток с двумя полукольцами, а очень много витков, концы которых припаивают к коллекторным пластинам. При этом витки оказываются сдвинутыми относительно друг друга на небольшой угол и при вращении всех витков пульсация значительно уменьшается.

В этом случае ток, вырабатываемый генератором, будет практически постоянным как по направлению, так и по величине. На практике в генераторах берется такое количество витков обмоток и коллекторных пластин, что получаемая на щетках э.д.с. имеет совершенно незначительную пульсацию (порядка 1% от среднего значения э.д.с.) и ее величина поэтому считается постоянной.

Конструкции основных элементов генераторов и двигателей постоянного тока, вследствие общности их принципов и обратимости работы, одни и те же.

На рис. 169 показаны основные части и компоновка генератора постоянного тока. Генератор состоит из следующих основных частей: станины с закрепленными в ней полюсами — электромагнитами, якоря с обмоткой и коллектором, токоснимающего устройства (щеткодержатели, щетки, траверсы), переднего и заднего подшипниковых щитов.

Станиныу современных электрических машин отливаются из стали и в зависимости от типа электрической машины выполняются различной формы (прямоугольные, квадратные, восьмигранные, круглые и т. д.).

К станине крепится магнитная система (создает магнитный поток), состоящая из полюсных сердечников (рис. 170).

Вследствие общности принципов работы основные элементы конструкции генераторов и дви¬гателей постоянного тока одни и те же.

Полюсные сердечники с полюсными наконечниками образуют полюсы электромагнита, служащие для создания магнитного поля. Полюс генератора, как и всякий электромагнит, состоит из сердечника и надетой на него катушки, по которой проходит электрический ток, называемый током возбуждения. Этот ток создает магнитный поток. Катушки возбуждения составляют обмотку возбуждения машины, названную так потому, что при прохождении по ней тока она создает (возбуждает) магнитное поле генератора. Количество полюсов у генератора, как правило, четное (2, 4, 6 и более). При этом северные и южные полюсы чередуются между собой. Полюсные сердечники, как и полюсные наконечники, собираются из отдельных листов (пластин) электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Сердечники полюсов изготовляются отдельно от станины и крепятся к ней, как это показано на рис.

170.

Якорь — вращающаяся часть машины — служит для несения обмотки, в которой индуктируется переменная э.д.с.; он состоит из сердечника и обмотки. В современных машинах сердечник якоря собирается из листов электротехнической стали толщиной 0,35—0,5 мм, изолированных друг от друга специальной тонкой бумагой или покрытых изолирующим лаком. Отдельные листы сердечника якоря штампуются такой формы, чтобы после сборки их на наружной поверхности якоря образовались пазы, в которые затем укладываются секции обмоток якоря из изолированной медной проволоки. Секции обмоток соединяются между собой в определенной последовательности.

Набранный таким образом якорь надевается на стальной вал машины, на котором он закрепляется при помощи шпонки.

На одном валу с якорем насажен коллектор и вентилятор. Коллектор представляет собой полый барабан, собранный из медных пластин, изолированных друг от друга и от вала ма¬шины. Количество пластин равно количеству секций якоря, так как к каждой коллекторной пластине припаивается начало од¬ной и конец другой секции. Пластины изготовляются из твердо¬тянутой меди соответствующего профиля и изолируются друг от друга прокладками из миканита (склеенные под давлением листочки слюды). Для соединения коллекторных пластин с кон¬цами обмотки в углу каждой пластины вырезается углубление, в которое вводят (вбивают) концы секций, произведя их пайку.

Коллектор является одной из наиболее ответственных частей электрической машины.

Над коллектором укрепляется траверса со щеткодержателями. Щетки вставляются в гнезда щеткодержателей и прижимаются к коллектору пружинами, натяжение которых можно регулировать. Щетки должны обеспечивать хороший контакт, чтобы при работе не вызывать искрения, повышения сопротивления и нагрева.

В современных электрических машинах применяют угольные, меднографитные и графитные щетки.

Якорь с коллектором вращается в подшипниках, находящихся в подшипниковых щитах. Последние крепятся с боков болтами к станине. Между якорем и башмаками полюсных сердечников имеется небольшой зазор, называемый междужелезным пространством.

На корпусе машины обычно устанавливается клеммная коробка, в которой имеются изолированные друг от друга и от корпуса машины болтовые зажимы — клеммы, служащие для соединения машины с сетью. Основные неподвижные части электрической машины образуют статор, вращающиеся — ротор. В машинах постоянного тока якорь является ротором, а магнитная система (иногда называется индуктором)—статором.

Схема, специфические особенности, принцип действия и устройство генератора постоянного тока

Эпоха электрификации началась не так давно и за пару столетий полностью изменила наш образ жизни. Посмотрите вокруг, везде, где только падает глаз, обязательно увидите какой-нибудь электрический прибор. Люди настолько привыкли к разным машинам, которые выполняют за них практически всю работу, что возникает иллюзия, будто бы так было всегда. Но заглянем за сторону завесы, скрывающей от нас процесс жизнедеятельности электрических друзей. Разберем принцип действия и устройство генератора постоянного тока.

Немного истории

Электричество наблюдали еще древние греки. Было замечено свойство янтаря притягивать к себе разные частицы. Люди считали это магнетизмом, присущим смоле. Но позже заметили способность и других материалов приобретать магнетизм. Например, стекло при натирании тоже начинало привлекать к себе мелкие легкие элементы: частицы бумаги, волоски и пыль. Так стало понятным, что магнитный эффект возникает по какому-то закону.

Впоследствии, в XVIII веке, был создан прототип современного конденсатора, окрещенный по имени изобретателя «лейденской банкой». Этот несложный механизм умел накапливать заряд, который в то время считали своеобразной жидкостью, насыщающей твердые тела и способной перетекать от одного тела к другому с поразительной скоростью – на несколько миль за доли секунд.

Когда был открыт атом и его составляющие ядро и электрон, все стало на свои места. Люди поняли, что именно электроны и являются теми зарядами, которые создавали такие необъяснимые явления, как электрические разряды. Но пока это были лишь статические заряды. С опытов Фарадея и Эрстеда берет свое начало электричество, которое мы знаем сейчас. Они изобрели макет-генератор постоянного тока, устройство и принцип действия которого основаны на явлении электродвижущей силы ЭДС.

Сила движения электричества

Как воды реки приводит в движение притяжение земли, так заряженные частицы в проводнике заставляет перемещаться ЭДС. Эта сила тесно связана с магнитным явлением, а именно появляется, как только меняется поток, создаваемый магнитом. ЭДС способна работать только в веществе, где всегда в наличии есть свободные заряды. Таким свойством обладают металлы и солевые растворы.

ЭДС тем больше, чем быстрее изменяется интенсивность магнитных волн. Как известно, магнит два полюса имеет всегда. В соответствии с тем, в каком направлении изменяется поток относительно проводника, ток в проводнике течет в ту или иную сторону. Положительные и отрицательные заряды сами создают между собой энергетическое поле, которое мы называем напряжением, оно тем больше, чем сильнее суммарный электрический заряд одноименного полюса.

Что такое электрический генератор?

Конструкция или машина, которая способна преобразовывать любую механическую силу в электрическую энергию, получила название генератора электричества. Принцип действия и устройство генератора постоянного тока связаны с магнетизмом. Если взять постоянный магнит и пересекать поле его напряженности проводником, то в последнем появляется сила, заставляющая двигаться в одном направлении заряженные частицы – появляется ток. То же самое будет происходить при неподвижном проводнике и движущемся магните.

Экспериментально учеными установлено, что величина тока тем больше, чем больше:

Величина магнитного потока между полюсами магнита.
Скорость пересечения линий напряженности.
Длина токоведущего провода.

Если же перемещать проводник параллельно тому, как идет поток, то индукции в нем не наблюдается. Из этого вывели закон правой руки, который помогает понять, в каком направлении движется ток. При расположении руки правой части тела ладонью так, чтобы в нее входили магнитные линии напряженного поля, а палец большой был отогнут и указывал туда, куда происходит движение проводника, оставшиеся четыре пальца покажут путь тока. В магните вектор движения поля направлен от севера к югу.

Схема работы элементарного генератора

Принцип действия и устройство генератора постоянного тока простого типа следующие: рамка изготовлена из токоведущего материала, насажена на ось и производит вращение между полюсами магнита. Каждый свободный конец рамки подсоединен к своему контакту, имеющему вид дугообразной пластины. Вместе контакты составляют окружность, разорванную в двух точках (коллектор). Эти полукруглые контакты подвижно соединены с подпружиненными проводящими щетками. Они снимают ток.

В пространстве рамка относительно контактов ориентирована так, что при пересечении каждой ее половины участков наибольшей величины магнитного потока щетки замкнуты на контактах. Когда же элементы рамки проходят фазу движения вдоль линий – щеточные контакты разомкнуты с коллектором.

Если подключить осциллограф, видно, что генератор постоянного тока устройство и принцип действия имеет такой, что выдает чередование полуволн, находящихся по одну сторону координат и изменяющих свое значение от нулевого к наивысшему и снова к нулю. Частота следования их зависит от скорости поворота рамки. Это означает, что ток в такой системе движется в одном направлении (постоянный), но имеет пульсирующий вид.

Принцип действия и устройство генератора постоянного тока

Реальный генератор тока постоянного устроен более сложно, хотя принцип его действия ничем не отличается от рассмотренного выше. Вместо одной рамки и пары полукруглых контактов он имеет множество рамок и контактов коллектора. Это, во-первых, повышает мощность такой машины, во-вторых, сглаживает пульсации тока, так как каждая рамка создает свою полуволну, которые, налаживаясь друг на друга, образуют суммарный ток. Такая вращающаяся система получила название якоря или ротора.

Магнит генератора тоже видоизменен. Его роль выполняет электромагнит, состоящий из обмотки и сердечника. Используя электромагниты, можно создавать большой магнитный поток, который не под силу для обычного постоянного. К тому же величину потока можно легко менять. Неподвижная часть генератора названа статором.

В зависимости от режима работы машины во время вращения вала, между статором и ротором наблюдаются следующие процессы:

К генератору не подключена нагрузка. В случае такой холостой работы якорь производит вращение, в нем ЭДС наводится, но тока в обмотке нет, так как цепь не замкнута.
Генератор постоянного тока, схема устройства которого подключена к цепи, работает в режиме нагрузки. В этом случае в якоре течет ток и появляется новая составляющая – магнитный поток, создаваемый якорем (реакция якоря). Этот поток движется в таком направлении, что противодействует основным силовым линиям, создаваемым электромагнитом. В результате реальная ЭДС будет ниже, то есть снижается мощность генератора. И чем больше нагрузка генератора, тем больше энергии тратится на преодоление реакции якоря при вращении вала.

Чтобы нивелировать магнитный поток якоря, в схему ротора вводят так называемые компенсационные обмотки, в которых образуется магнитный поток, ослабляющий реакцию якоря.

Типы генераторов, вырабатывающих постоянное электричество

Принцип действия и устройство генераторов постоянного тока отличаются по исполнению схемы возбуждения. Они бывают:

Магнитоэлектрическими. В них для создания магнитного потока применяют постоянные магниты. Такие машины, обычно небольшой мощности, имеют высокий КПД, так как нет потерь в обмотках возбуждения. Недостаток устройств в сложности регулирования.
Генераторами с независимой схемой возбуждения. Это устройства, обмотка электромагнитов которых запитана от сторонних источников питания: аккумулятора или генератора.
Самовозбуждающимися генераторами постоянного тока. Такие устройства питают электромагниты от своего же якоря. Главным условием самовозбуждения является остаточный магнитный поток. Конструкция, принцип действия генераторов и схема их включения бывает компаундной, шунтовой и сериесной.

Принцип работы и устройство генератора из электродвигателя

Принцип обратимости электрических машин говорит о том, что любой электродвигатель может быть преобразован в генератор и наоборот. Ведь оба этих устройства используют ЭДС индукции, как основу своей работы. Только в двигателе на ротор подают электрический ток, который, создавая магнитный поток, отталкивается от полюсов магнита статора, совершая вращательное движение.

Если же вал двигателя вращать с определенной скоростью, в обмотках якоря начнет наводиться ЭДС индукции и потечет ток. Ограничение лишь в толщине провода обмотки якоря. Когда провод тонкий, то получить большую мощность у такого генератора не получится.

Где нашел применение источник постоянного тока

Несмотря на то что постоянное электричество можно получить методом выпрямления переменного, широко используют генератор постоянного тока. Принцип действия, схема такой машины незаменимы на металлургических предприятиях, в мощных электролизных установках заводов. В транспортной промышленности агрегаты работают в электровозах, пароходных судах. Для питания возбуждающих обмоток генераторов переменного тока на электростанциях также применимы источники постоянного напряжения. Для бытовых целей разработаны динамо-машины тока постоянного. Их можно увидеть на велосипедах, где они питают осветительные фары.

Заключение

Генераторы тока постоянной полярности хороши тем, что могут вырабатывать электричество при разной скорости вращения вала. В них не нужно выдерживать четкую частоту, как, например, у генераторов переменного тока, где она должна быть в 50 Гц. Такие машины очень удобно использовать в качестве альтернативных источников электричества, например в ветрогенераторах.

Устройство и принцип работы генератора переменного тока

Генератор тока— это электрическая машина, которая преобразует механическую энергию в электрическую. Они могут генерировать как постоянный, так и переменный ток.

До второй половины XX века на автотранспорте применялись генераторы постоянного тока. Затем широкое распространение получили полупроводниковые диоды, которые позволяли выпрямить переменный ток или сделать его постоянным. Поэтому и в этой сферы генераторы постоянного тока заменили более надежные и компактные трехфазные генераторы переменного тока.

В прошлой статье Я подробно рассмотрел вопросы работы электродвигателя, сейчас будут изложены общие принципы работы и устройства генератора тока. Я не буду подробно останавливаться на машинах постоянного тока, потому что в быту, гаражах и на автотранспорте они сегодня не применяются. Они лишь широко используются в городском электротранспорте: троллейбусах и трамваях .

Принцип действия генератора тока

Генератор работает на основе закона электромагнитной индукции Фарадея— электродвижущая сила (ЭДС) индуцируется в прямоугольном контуре (проволочной рамке), вращающимся в однородном вращающемся магнитном поле.

ЭДС также возникает в неподвижной прямоугольной рамке, если в ней вращать магнит.

Простейший генератор представляет собой прямоугольную рамку, размешенную между 2 магнитами с разными полюсами. Для того что бы снять с вращающейся рамки напряжение используются токосъемные кольца.На практике же используются электромагниты, которые представляют собой катушки индуктивности или обмотки из медного провода в электроизоляционном лаке. При прохождении электрического тока по обмоткам, они начинают обладать электромагнитными свойствами. Для их возбуждения необходим дополнительный источник тока- в автомобилях это аккумуляторная батарея. В бытовых электростанциях возбуждение при заводке происходит в результате самовозбуждения или от дополнительного маломощного генератора постоянного тока, который приводится в движение валом генератора.

По принципу работы генераторы могут быть синхронными или асинхронными.

Асинхронные генераторы конструктивно просто устроены и недороги в изготовлении, более устойчивы к токам короткого замыкания и перегрузок. Асинхронный электрогенератор идеально подходит для питания активной нагрузки: ламп накаливания, электронагревателей, электроники, электрических конфорок и т. д. Но даже кратковременная перегрузка для них недопустима, поэтому при подключении электродвигателей, не электронного типа сварочного аппарата, электроинструмента и других индуктивных нагрузок- запас по мощности должен быть минимум трехкратным, а лучше четырехкратным.
Синхронный генератор прекрасно подойдет для индуктивных потребителей с высокими значениями пусковых токов. Они способны в течении одной секунды выдерживать пятикратную токовую перегрузку.

Устройство генератора переменного тока

Для примера рассмотрения устройства возьмем автомобильный трехфазный генератор.

Автомобильный генератор состоит из корпуса и двух крышек с отверстиями для вентиляции. Ротор вращается в 2 подшипниках и приводится в движение при помощи шкива. По своей сути ротор является электромагнитом, состоящий из одной обмотки. Ток на нее подается при помощи двух медных колец и графитовых щеток, которые соединены с электронным реле-регулятором. Оно отвечает за то, что бы выдаваемое напряжение генератором всегда было в допустимыми пределах 12 Вольт с допустимыми отклонениями и не зависело от частоты вращения шкива. Реле-регулятор может быть как встроено в корпус генератора, так и находится за его пределами.

Статор состоит из трех медных обмоток, соединенных между собой в треугольник. К точкам их соединения подключен выпрямительный мост из 6 полупроводниковых диодов, которые преобразуют напряжение из переменного в постоянное.

Бензиновый электрогенератор состоит из двигателя и приводящего им в движение на прямую- генератора тока, который может быть как синхронного, так и асинхронного типа.

Двигатель оснащен системами: запуска, впрыска топлива, охлаждения, смазки, стабилизации оборотов. Вибрацию и шум поглощают глушитель, виброгасители и амортизаторы.

Блок автоматики и управления следит за работой электростанции и при необходимости корректирует и защищает в аварийных ситуациях.

В более дешевых электростанциях происходит ручной запуск, а в более дорогих- автозапуск при помощи стартера и аккумуляторной батареи.

Более подробно об электростанциях Вы сможете узнать из нашей следующей статьи «Как выбрать электростанцию для дома или гаража».

Сварочный генератор постоянного тока

Сварка постоянным током представляет собой более качественный процесс. Плотность наплавленного металла и качество формирования шва выше, чем при сварке переменным

током. Сварочный генератор постоянного тока заменяет преобразователи и выпрямители. Особенность и преимущество генератора состоит в возможности его автономного использования. Работу генератора обеспечивает приводной двигатель. По типу двигателя они разделяются на бензиновые, дизельные и, даже, электрические. Электрический двигатель для привода генератора постоянного тока используется в связи с тем, что стабильность параметров тока генератора выше, чем у прочих сварочных устройств.

В некоторых случаях это является регламентирующим фактором. Например, в судостроение сварка производится только постоянным током и к качеству сварных соединений предъявляются особые требования. Речь идет о максимальном снижении сварочных напряжений в стальных конструкциях, а качество и плотность наплавленного металла способствуют достижению результата.

Промышленного исполнения сварочный генератор постоянного тока может быть выполнен по коллекторной и вентильной схеме. Чаще всего можно встретить описание устройства коллекторного генератора. Поэтому разберем устройство и принцип работы вентильного устройства. Необходимо помнить, что вентилями в электротехнике называют диоды большой мощности. Название дано в связи с наличием блока выпрямления тока, от генератора, по диодной схеме. Схема вентильного сварочного генератора изображена на Рис.

Каждая фаза трехфазной обмотки статора (якоря) «ОЯ» выводится на блок выпрямителей VD4-VD9. Выпрямитель собран по мостовой трехфазной схеме. Обмотка возбуждения «ОВ» крепится между пакетами ротора. Стальной ротор наборного типа индуцирует в обмотках статора ЭДС высокой частоты. Переменный ток преобразуется в выпрямительном устройстве в постоянный. Самовозбуждение происходит за счет остаточного магнетизма железа в роторе. Трансформатор TV регулирует напряжение, а ТА и вентиль VD3 изменяют ток сварки с помощью регулировочного реостата R.

Трансформатор TV и вентиль VD1 управляют напряжением холостого хода. Возникновение сварочного тока создает напряжение в обмотке возбуждения ОВ, что обеспечивает падающую вольтамперную характеристику. Вентиль VD2 работает на разрядку обмотки возбуждения. Регулировка тока сварки и характера падающей характеристики осуществляется реостатом.

КПД вентильных генераторов превышает коллекторные устройства, а вес агрегата значительно меньше. Если учесть низкую пористость шва и слабое разбрызгивание металла при зажигании дуги, то вентильная схема целиком оправдывает назначение сварочного устройства для высококачественной сварки.

Читайте также

Аппарат сварочный генератор
Как устроены, где и для чего используются сварочные аппараты совмещенные с генераторами электрического тока, вы узнаете из этой статьи. …
Сварочный генератор своими руками
Есть ли смысл собирать сварочный аппарат самому, и что при этом нужно знать и что нужно учесть, чтобы устройство получилось надежное и …

Каков принцип работы генератора постоянного тока?

Генераторы — это электрические машины, работа которых начинается при отключении электроэнергии из местной сети. Здесь начинают работать генераторы, вырабатывая электричество. Эти электрические машины служат источником электроэнергии для многих бизнес-объектов, промышленных зданий и даже домов, когда электричество отключено. Генераторы делятся на два типа генераторов переменного и постоянного тока. Мы здесь, чтобы объяснить вопрос «каков принцип работы генератора постоянного тока?» и подробно обсудите DC.Linquip собрал самую актуальную и точную информацию по этой теме, которую вы можете прочесть.

Прежде чем мы обсудим основную тему этой статьи, мы должны узнать о структуре и основных функциях контроллеров домена. Давайте кратко рассмотрим конструкцию, функции, детали и компоненты генераторов постоянного тока.

Что такое генератор постоянного тока?

Как упоминалось ранее, существует два типа генераторов в зависимости от выходной мощности: генераторы переменного и постоянного тока. Основная функция генераторов постоянного тока — преобразовывать механическую энергию в электрическую.Есть много источников, которые обеспечивают механическую энергию для генераторов постоянного тока, таких как двигатели внутреннего сгорания, водяные, газовые и паровые турбины и даже ручные кривошипы. Для генераторов постоянного тока определена обратная функция: эту обратную работу можно выполнить с помощью электродвигателя.

Двигатель постоянного тока преобразует электрическую мощность в механическую. Генераторы постоянного тока вырабатывают электроэнергию на основе принципа закона электромагнитной индукции Фарадея. Согласно этому закону, когда проводник движется в магнитном поле, магнитные силовые линии перерезаются. Это приводит к индукции электромагнитной силы в проводнике.

Чтобы получить более четкий ответ на вопрос «каков принцип работы генератора постоянного тока?», Давайте также кратко остановимся на его частях и компонентах. В следующем разделе мы очень кратко расскажем вам об основных частях генератора постоянного тока и о том, как они работают. Продолжай читать.

Конструкция генератора постоянного тока

В предыдущем разделе мы очень кратко объяснили, что такое генератор постоянного тока.Теперь мы хотим, чтобы вы поближе познакомились с его конструкцией. В одном генераторе постоянного тока есть много компонентов, которые помогают всей машине функционировать должным образом. В различных статьях упоминается более десяти частей для генераторов постоянного тока.

Мы не будем подробно останавливаться на всех этих компонентах, потому что объяснение функций этих частей выходит за рамки данной статьи и уводит нас от основной темы нашего обсуждения. В следующих разделах вы прочитаете о четырех наиболее важных компонентах генератора постоянного тока, которые помогут вам найти ответ на вопрос «каков принцип работы генератора постоянного тока?»

Статор

Одной из наиболее важных частей генератора постоянного тока является статор, работа которого заключается в создании магнитных полей, вокруг которых вращаются катушки. Статор состоит из двух устойчивых магнитов с противоположными полюсами, обращенными друг к другу. Эти магниты помещаются в область ротора.

Ротор

Ротор или сердечник якоря — еще одна важная часть генератора постоянного тока. В роторе есть железные пластинки с прорезями, которые уложены друг на друга, образуя цилиндрический сердечник якоря. Обычно потери уменьшаются из-за вихревых токов в этих слоях.

Коммутатор

Коммутатор работает как выпрямитель для преобразования переменного напряжения в постоянное в усилении обмотки якоря.Он имеет медный сегмент, и каждый медный сегмент с помощью листов слюды экранирован друг от друга. Он находится на валу машины.

Щетки

С помощью щеток можно обеспечить электрическое соединение между коммутатором и внешней цепью нагрузки.

Теперь, когда вы знакомы с сущностью и основными компонентами генератора постоянного тока, понять, как работает генератор постоянного тока, похоже на кусок пирога. В следующем разделе мы собираемся обсудить, как работает генератор постоянного тока, на понятном языке. Оставайтесь с нами.

Каков принцип работы генератора постоянного тока?

В предыдущих разделах мы обсуждали, что определяет генератор постоянного тока и как он работает. В этом разделе мы собираемся поговорить о принципе работы генераторов постоянного тока.

Как упоминалось ранее, генератор постоянного тока — это преобразователь энергии, который превращает механическую энергию в электрическую. Это изменение формы энергии происходит на основе принципа электромагнитной индукции, что означает, что везде, где происходит изменение магнитного потока, связанного с проводником, в нем индуцируется ЭДС или электромагнитная сила.Эта индукция вызывает протекание тока в случае, если цепь проводника замкнута.

Итак, исходя из того, что мы уже сказали, основные требования к генератору постоянного тока — это магнитное поле и проводник. Проводник движется, чтобы отсечь магнитный поток. Следовательно, можно сказать, что генератор постоянного тока работает по принципу динамически индуцированной электромагнитной силы. Это то, что гласит закон электромагнитной индукции Фарадея: когда проводник с током помещается в переменное магнитное поле, в проводнике индуцируется ЭДС.С другой стороны, согласно правилу правой руки Флеминга, при изменении направления движения проводника изменяется и направление индуцированного потока.

Представьте себе якорь, вращающийся по часовой стрелке, и проводник слева, движущийся вверх. Теперь, когда якорь совершит половину оборота, направление движения проводника изменится на обратное. Таким образом, направление тока в каждой арматуре будет меняться. Но в коммутаторе с разъемным кольцом соединения проводов якоря меняются местами, когда происходит реверсирование тока.Следовательно, на выводах получаем однонаправленный ток.

Простой для понимания пример принципа работы генератора постоянного тока

Позвольте нам упростить для вас функцию и принцип работы генератора постоянного тока. Вы должны заметить, если генератор очень маленький, например, он используется в магазине, небольшой мастерской, кинотеатре или доме, основным двигателем или поставщиком механической энергии является дизельный двигатель. Если генератор очень большой, как на электростанциях, то первичным двигателем будет водяная, паровая или газовая турбина.

Когда механическая энергия, подаваемая первичным двигателем, передается генератору, якорь генератора начинает вращаться. Обычно полюса ярма делают из постоянных магнитов. Это означает, что согласно законам электромагнитной индукции Фарадея проводники якоря отсекают слабое магнитное поле, создаваемое постоянными магнитами, и в обмотке якоря индуцируется небольшое количество ЭДС. Эта индуцированная электромагнитная сила обеспечивает циркуляцию небольшого количества тока через обмотку возбуждения и усиливает подаваемый магнитный поток и, следовательно, наведенную ЭДС.Таким образом, за счет усиления магнитного потока и ЭДС генератор выдает номинальное напряжение.

Заключение

Каков принцип работы генератора постоянного тока — это основная тема этой статьи, на которую мы попытались ответить. Чтобы ответить на этот вопрос, во-первых, мы решили дать очень короткое, но полезное объяснение того, что такое генератор постоянного тока. Следующим шагом было знакомство с основными компонентами этого преобразователя энергии. Итак, мы подробно остановились на 4 наиболее важных частях генератора постоянного тока и на том, как они работают.

Наконец-то мы дошли до раздела о принципе работы генератора постоянного тока и попытались объяснить это на ярком примере. Если у вас возникнут другие вопросы по теме, Linquip готов на них ответить. Все, что вам нужно, это зарегистрироваться. Кроме того, если у вас есть опыт использования генераторов постоянного тока, будем рады, если вы поделитесь им в комментариях. Надеюсь, вам понравилась эта статья.

Интернет-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии.

курсов.»

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным.Я многому научился и они были

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании веб-сайт. Хорошо организованный. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе.»

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком.

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт «.

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель.Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Нашел класс

информативно и полезно

в моей работе ».

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны. You

— лучшее, что я нашел ».

Рассел Смит, П.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал «

Хесус Сьерра, П.Е.

Калифорния

«Спасибо, что позволили мне просмотреть неправильные ответы. На самом деле

человек узнает больше

от сбоев.»

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения. «

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы, т.е. позволяете

студент для ознакомления с курсом

материалов до оплаты и

получает викторину.»

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «.

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам. »

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основе какой-то неясной раздела

законов, которые не применяются

до «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

Доступно и просто

использовать. Большое спасибо «.

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Джозеф Фриссора, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает напечатанная викторина во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев «.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.Модель

испытание потребовало исследований в

документ но ответов были

в наличии. «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

вынуждены ехать «.

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов.

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать где

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. »

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

мой собственный темп во время моего утро

до метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и сдать

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

на ваш промо-адрес который

сниженная цена

на 40%. «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

кодов и Нью-Мексико

правил. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительно

сертификация. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материалы были краткими, а

хорошо организовано. «

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Building курс и

очень рекомендую .»

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса по этике в Нью-Джерси были очень хорошими.

хорошо подготовлены. »

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полная

и комплексное ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, P.E.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, P.E.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Луан Мане, П.Е.

Conneticut

«Мне нравится подход, когда я подписываюсь и могу читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернуться, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материалы для изучения, а потом вернуться.

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за создание

процесс простой ».

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и прошел

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилась возможность скачать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея платить за

материал .»

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не являющихся электротехниками».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, которому требуется

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

сертификат. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

много различных технических областей за пределами

по своей специализации без

надо ехать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Принципы работы генераторов постоянного тока

ЗАДАЧИ :

• указать функцию генератора постоянного тока.

• перечислить основные компоненты генератора.

• Опишите разницу между отдельно возбужденным и самовозбужденным генератор.

• объясните, как можно изменять выходное напряжение генератора.

Илл. 1-1: Составной генератор полей с коммутирующими полюсами: полюс коммутационный, якорь, главный полюс, щетки, коммутатор

Генератор постоянного тока преобразует механическую энергию в электрическую. Он обставляет электрическая энергия только когда приводится в движение с определенной скоростью какой-либо формой первичный двигатель, такой как дизельный двигатель или паровая турбина.

Генераторы постоянного тока используются в основном в электрических системах мобильного оборудования.Они также используются в электростанциях, поставляющих энергию постоянного тока для заводов и в некоторых железнодорожных системах. Электропитание постоянного тока широко используется в связи систем, а также для зарядки аккумуляторов и гальванических операций. Поколение электродвижущей силы подробно описано в нашем ELECTRICITY 1 Направляющая .

КОМПОНЕНТЫ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Основные части генератора постоянного тока показаны на рисунках 1 и 2. Вращающийся элемент называется ротором.Ротор цилиндрический, сердечник из ламинированного железа, который механически соединен с приводным валом генератор. В пазы на поверхности заделана обмотка якоря. ротора. Обмотки якоря имеют наведенное на них напряжение, так как вращается мимо полюсов поля. Обмотки на самом деле представляют собой мотки проволоки в серия петель, которые заканчиваются на медных сегментах коммутатора.

Коммутатор состоит из ряда изолированных медных сегментов. друг от друга и вала.Коммутатор вращается вместе с валом и обмотками якоря. Коммутатор используется для изменения переменного напряжения. индуцированное в обмотках якоря до постоянного напряжения на выходе генератора терминалы. Угольные щетки прижимают сегменты коллектора к соединению ток в цепи внешней нагрузки.

Рис. 2 Генератор постоянного тока в разрезе : щеткодержатели реактивного типа; катушки возбуждения; каркасная кокетка; внешняя крышка подшипника смотровые таблички; катушки якоря; пластинки зубьев арматуры; полевые столбы; Кронштейны концевых коммутаторов

Ил. 3 «Действие двигателя», противодействующее движущей силе генератора

Обмотки якоря генерируют напряжение, разрезая магнитное поле, как якорь вращается. Это магнитное поле создается электромагнитами. установлен по периферии генератора. Электромагниты, называемые полюса поля расположены в определенной последовательности магнитной полярности; то есть каждый полюс имеет магнитную полярность, противоположную полюсу поля. столбы, прилегающие к нему. Электрический ток для цепи возбуждения генератора обычно получается от самого генератора.

Когда генератор питает цепь нагрузки, ток, проходящий через якорь создает магнитное поле вокруг якоря. Это поле реагирует с поток основного поля. В результате возникает сила, которая пытается повернуть якорь. в направлении, противоположном тому, в котором он движется (Этот эффект известен как моторный эффект генераторов). Сила эта реакция пропорциональна току в арматуре и учитывает за то, что для привода генератора требуется больше механической мощности когда от него забирают электрическую энергию.

Реакция якоря

Поток поля якоря также реагирует против потока основного поля и стремится чтобы исказить это. Одним из результатов этого нежелательного состояния, известного как арматура реакция — чрезмерное искрение на щетках коллектора. Чтобы противодействовать из-за этого между основным полем часто вставляются переключающие полюса. полюса, как показано на 1. Эти переключающиеся полюса, также называемые межполюсными, питаются обмотками, включенными последовательно с выходной (нагрузочной) цепью генератора.Благодаря такому расположению, реакция якоря, которая имеет тенденцию увеличиваться с увеличением тока нагрузки, ему противодействуют эффекты ток нагрузки, проходящий через межполюсники.

Реакция якоря в виде чрезмерного искрения щетки под нагрузкой, также можно частично исправить, сдвинув щетки из нейтрального положения по направлению вращения. Щетки у больших генераторов постоянного тока собраны так что они могут быть переведены в положение минимального искрения.Когда щетки неподвижны, производитель генератора вставляет другой дизайн особенности для минимизации эффектов реакции якоря.

Полярность кисти

Выходные клеммы генератора, как и других блоков питания постоянного тока, имеют электрическая полярность. В случае генераторов термин «полярность щетки» используется для различения электрической полярности щеток, либо положительный, либо отрицательный, а магнитная полярность либо север, либо Юг, из полевых столбов.

Маркировка полярности щетки часто опускается, но электрик может легко Определите электрическую полярность, подключив вольтметр к выходу выводы генератора. Строятся многие автомобильные и авиационные генераторы. с положительной или отрицательной щеткой, заземленной на корпус генератор. Очень важно соблюдать полярность, указанную в производитель. Будет предоставлена дополнительная информация о полярности щетки. после рассмотрения эффектов остаточного магнетизма в цепи возбуждения.

Снабжение на местах

Магнитное поле генератора создается комплектом электромагнитов. (полевые столбы). Ток, требуемый полевой цепью, может подаваться от отдельного источника постоянного тока. Если это так, генератор называется иметь отдельно возбужденное поле. Однако большинство генераторов самовозбуждаются, и ток для поля подается генератором сам.

Ил. 4 Раздельное возбуждение ; Илл. 5 Самовозбуждение

илл. 4 иллюстрирует отдельно возбужденный генератор постоянного тока с полем схема питается от аккумуляторов. Самовозбуждающийся шунтирующий генератор показан на рисунке 5. Обратите внимание, что цепь возбуждения подключена параллельно с якорь и что небольшая часть выхода генератора отклонена к цепи возбуждения, чтобы «возбуждать» или возбуждать полюса поля.

КОНТРОЛЬ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Так как индуцированное напряжение зависит от скорости, с которой магнитные линии силы в секунду, можно изменять выходное напряжение контролируя либо скорость первичного двигателя, либо силу магнитное поле.Во всех случаях, кроме нескольких, выходное напряжение регулируется. путем изменения тока возбуждения с помощью реостата в цепи возбуждения.

Плотность потока в полюсах поля зависит от тока поля. Как В результате выходное напряжение генератора продолжает увеличиваться с увеличение тока возбуждения до точки, где насыщение полюсов поля происходит. Любое дополнительное увеличение выходного напряжения после этой точки должно можно получить за счет увеличения скорости.

РЕЙТИНГИ ГЕНЕРАТОРА

Номинальные характеристики генератора, указанные производителем, обычно указаны на заводскую табличку машины. Производитель обычно указывает мощность в киловаттах, ток, напряжение на клеммах и скорость генератора. Для больших генераторов также указана температура окружающей среды.

ВРАЩЕНИЕ

Генератор с независимым возбуждением вырабатывает напряжение для любого направления вращение.Однако это не относится к самовозбуждающимся агрегатам; они развиваются напряжение только в одном направлении. (См. Объяснение в разделе 3.) Стандарт направление вращения генераторов постоянного тока — по часовой стрелке, если смотреть на конец генератора напротив приводного вала (обычно это коммутатор конец).

ПОЛОЖЕНИЕ

Регулировка напряжения генератора — одна из его важных характеристик. Разные типы генераторов имеют разные характеристики регулирования напряжения.

ил 6 показывает действие напряжения на выводах генератора. для разных значений тока нагрузки. Падение напряжения на клеммах вызвана потерей напряжения (1) на внутреннем сопротивлении цепь якоря, включая щеточные контакты, и (2) из-за якоря реакция. Кривая (a) — нормальная кривая для шунтирующего генератора. An идеальное состояние показано на (b), где напряжение остается постоянным при ток нагрузки. Кривая (c) показывает генератор с очень плохой регулировкой. в том, что выходное напряжение значительно падает с увеличением тока нагрузки.Возрастающая характеристика, кривая (d), получена путем использования совокупной составной намотки. генератор (блок 4).

РЕЗЮМЕ

Генераторы

постоянного тока используются для подачи постоянного тока на определенные нагрузки. В якорь, установленный на роторе, приводится в движение создаваемыми магнитными полями. электромагнитными полюсами. Напряжение переменного тока на самом деле индуцируется в якоре, затем механически исправлено…

[восстановить стр. 6-8]

Д.Генераторы C | Генераторы постоянного тока

Базовая структура электрических машин:

Вращающаяся машина состоит из двух частей: статора и ротора . Статор не движется, и это внешняя рама машины, в то время как ротор является подвижной и внутренней частью машины. Они сделаны из ферромагнитного материала. Прорези прорезаны на внутренней кромке статора и внешней периферии ротора. В эти прорези помещаются проводники. Эти проводники соединены в обмотку, и в этих обмотках индуцируется напряжение, называемое обмоткой якоря.Обмотка, создающая основной поток, называется обмоткой возбуждения. Постоянный магнит также может использоваться для создания основного потока в некоторых машинах.

Машины

постоянного тока бывают двух типов: генератор постоянного тока и двигатель постоянного тока. Устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую, называется генератором постоянного тока, а устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую энергию, называется двигателем постоянного тока.

Конструкция генератора постоянного тока:

А Д.Генератор C в основном состоит из трех основных частей:

Магнитнополевая система.
Арматура.
Коммутатор и щеткодержатель.

Система магнитного поля:

Стационарная часть машины, которая производит основной магнитный поток, называется системой магнитного поля. Его внешняя рама представляет собой ярмо, которое состоит из полого цилиндра из стального литья или стального проката. Ярмо генератора постоянного тока закреплено болтами с четным числом полюсов. Ярмо служит двум целям:

Он выступает в качестве опоры и защиты полюсных жил.
Используется в составе магнитной цепи.

Так как полюса направлены внутрь, их называют выступающими полюсами. Каждый полюсный сердечник имеет полюсный башмак с изогнутой поверхностью. Башмак для шеста служит двум целям:

Он поддерживает катушки возбуждения.
Увеличивает площадь поперечного сечения магнитопровода и снижает его сопротивление.

Полюса ламинированы для уменьшения потерь на вихревые токи.

Арматура:

Якорь — это вращающаяся часть D.Машина C. Он состоит из вала, на котором установлен пластинчатый цилиндр (сердечник якоря). Назначение ламинирования — уменьшение потерь на вихревые токи, а изолированный проводник вставляется в паз сердечника якоря, это называется обмоткой якоря. В якорях используются два типа обмоток — волна и виток .

Коммутатор и щетка:

Коммутатор состоит из большого количества сегментов клиновидной формы, изготовленных из твердотянутой меди. Эти сегменты изолированы друг от друга с помощью листовой слюды.Он имеет форму гладкого цилиндра, поверх которого предусмотрены угольные щетки, которые находятся в положении касания круглой поверхности цилиндра.

Коммутатор и якорь находятся на одном валу. Если механическая энергия подается на машину в присутствии магнитного поля, в проводнике якоря генерируется ЭДС переменного тока, который затем собирается угольными щетками, и говорят, что машина работает в генерирующем режиме. Это функция коммутатора — преобразовывать весь отрицательный полупериод в положительный цикл и сглаживать пульсации в выходное напряжение.С другой стороны, когда якорь подключается к источнику постоянного тока через угольные щетки в коммутаторе, крутящий момент создается и действует на каждый проводник якоря, и машина начинает работать как двигатель. Поэтому можно сказать, что угольная щетка вместе с коммутатором ведет себя как механический выпрямитель или инвертор.

Эквивалентная схема якоря машины постоянного тока:

Эквивалентная электрическая схема используется для представления якоря генератора постоянного тока. Он может быть представлен тремя последовательно соединенными элементами E, R _a и V _b.Элемент E — генерируемое напряжение, R _a — сопротивление якоря, а V _b — падение напряжения на контакте щетки. Эквивалентная схема якоря генератора постоянного тока, двигателя постоянного тока показана ниже. В случае двигателя постоянного тока E — это противоэдс.

Рисунок: Эквивалентные схемы якоря (а) генератора постоянного тока (б) электродвигателя постоянного тока

Принцип работы генератора постоянного тока

: наука и техника Глава

В этой главе авторы обсуждают принципы работы генератора постоянного тока, изменение напряжения, индуцируемого в проводнике, в зависимости от положения проводника.После этого авторы обсуждают частоту наведенного напряжения, величину наведенного напряжения. Эта глава заканчивается обсуждением основных частей и конструкции машины постоянного тока.

Top

2.1 Принцип генератора постоянного тока

Закон электромагнитной индукции Фарадея 2 ^и гласит, что всякий раз, когда происходит относительное движение между проводником и магнитным полем, в проводнике индуцируется напряжение. Теперь есть две возможности:

Первая — принцип D.C. генератор, а второй принцип трансформатора.

Как видно из принципа генератора постоянного тока, необходимы две вещи.

Магнитное поле

Оно создается постоянным магнитом или электромагнитом. Электромагнит состоит из сердечника из кремнистой стали и медных обмоток.

Вращающийся якорь

Состоит из якоря из кремнистой стали с пазами и зубьями. Медные обмотки помещаются в пазы вращающегося якоря

Индуцированное напряжение определяется как

, где B — плотность потока

1 — длина проводника

θ — угол между направлением магнитного поля и направлением движения

проводника.

См. Рисунок 1.

Рисунок 1.

Углы между полем и направлением движения проводника в различных точках составляют

180 ° в точке 1

90 ° в точке 2

0 ° в точке 3

-90˚ в точке 4

Top

2.2 Изменение напряжения, индуцируемого в проводнике, в зависимости от положения проводника

Давайте рассмотрим простейший двухполюсный генератор, показанный на рисунке 1. Проводник начинает двигаться в направлении, показанном из положения 1.Он находится под влиянием Северного полюса до положения 3 и генерирует положительный полупериод. Точно так же под влиянием Южного полюса генерируется отрицательный полупериод. Итак, мы видим, что для двухполюсной машины, соответствующей механическому вращению на 360˚, создается полный полный цикл. Один электрический цикл соответствует 360 ° электрического. Аналогично для четырехполюсной машины, соответствующей механическому вращению на 360 °, генерируются два полных электрических цикла, т.е. 720 ⁰, поэтому мы можем записать следующее соотношение:

(2.1) , где Ө _e — электрические градусы, а Ө _m — механические градусы, P — количество полюсов.

Дифференцирующее уравнение

(2.2) (2.2) где ω _e — электрическая угловая скорость, а ω _м — угловая механическая скорость. Из приведенного выше обсуждения очевидно, что в этом простом генераторе генерируется переменное напряжение. Это переменное напряжение преобразуется в напряжение направления с помощью коммутатора.

2.2.1 Частота наведенного напряжения

Из уравнения 2.2

, где f — частота, а n — скорость в оборотах в секунду (2.3) , где N — скорость в оборотах в минуту

Принцип работы двигателя постоянного тока

A Двигатель постоянного тока — это электрическая машина , преобразующая электрическую энергию в механическую энергию .

Работа двигателя постоянного тока основана на том принципе, что когда проводник с током помещается в магнитное поле, он испытывает механическую силу.

Направление механической силы задается Правилом левой руки Флеминга , а ее величина определяется как F = BIL Ньютон.

Принципиальной разницы в конструкции генератора постоянного тока и двигателя постоянного тока нет. Фактически, одна и та же машина постоянного тока может использоваться взаимозаменяемо как генератор или как двигатель.

Как и генераторы, существуют различные типы двигателей постоянного тока, которые также подразделяются на электродвигатели постоянного тока с параллельной обмоткой, последовательные и комбинированные электродвигатели постоянного тока .

Двигатели постоянного тока редко используются в обычных приложениях, потому что все компании по электроснабжению поставляют переменный ток.

Однако для специальных применений, таких как сталелитейные заводы , шахты и электропоезда , выгодно преобразовывать переменный ток в постоянный, чтобы использовать двигатели постоянного тока. Причина в том, что скорость / крутящий момент характеристики двигателей постоянного тока намного лучше, чем у двигателей переменного тока.

Поэтому неудивительно, что для промышленных приводов двигатели постоянного тока так же популярны, как и трехфазные асинхронные двигатели.

Принцип действия двигателя постоянного тока

Машина, преобразующая электрическую мощность постоянного тока в механическую, известна как двигатель постоянного тока.

Работа двигателя постоянного тока основана на том принципе, что когда проводник с током помещается в магнитное поле, на проводник действует механическая сила.

Направление этой силы определяется правилом левой руки Флеминга , а величина — выражением;

F = BIL Ньютоны

Согласно правилу левой руки Флеминга, когда электрический ток проходит через катушку в магнитном поле, магнитная сила создает крутящий момент, который вращает двигатель постоянного тока.

Направление этой силы перпендикулярно как проводу, так и магнитному полю.

Правило левой руки Flemings

В принципе, конструктивных различий между двигателем постоянного тока и генератором постоянного тока нет. Та же машина постоянного тока может работать как генератор или двигатель.

Поперечное сечение машины постоянного тока

Работа двигателя постоянного тока

Рассмотрим часть многополюсного двигателя постоянного тока , как показано на рисунке ниже. Когда клеммы двигателя подключены к внешнему источнику питания постоянного тока:

возбуждаются полевые магниты , образуя чередующиеся северный и южный полюса
, проводники якоря переносят токи.

Часть многополюсного двигателя постоянного тока

Все проводники под северным полюсом переносят ток в одном направлении, а все проводники под южным полюсом несут токи в противоположном направлении.

Проводники якоря под N-полюсом переносят токи в плоскость бумаги (обозначенную на рисунке как ⊗). А проводники под S-полюсом выводят токи из плоскости бумаги (обозначенной на рисунке как ⨀).

Поскольку каждый проводник якоря проводит ток и находится в магнитном поле, на него действует механическая сила .

При применении правила левой руки Флеминга становится ясно, что сила, приложенная к каждому проводнику, имеет тенденцию вращать якорь против часовой стрелки. Все эти силы в сумме дают крутящий момент , который заставляет якорь вращаться.

Когда проводник перемещается от одной стороны щетки к другой, ток в этом проводнике меняется на противоположный. В то же время он попадает под влияние следующего полюса противоположной полярности. Следовательно, направление силы на проводник остается тем же .

Следует отметить, что функция коммутатора в двигателе такая же, как и в генераторе. Изменяя направление тока в каждом проводнике, когда он проходит от одного полюса к другому, он помогает развивать постоянный и однонаправленный крутящий момент .

Видео-анимация

Далее: Обратная ЭДС в двигателе постоянного тока

Двигатели постоянного тока | Принцип работы | Ресурсы для инженеров

Электродвигатели, работающие на электромагнетизме. Однако существуют и другие типы двигателей, в которых используются электростатические силы или пьезоэлектрический эффект.В случае двигателя PMDC (постоянного магнита постоянного тока) движение создается электромагнитом (якорем), взаимодействующим с магнитом с фиксированным полем (корпус в сборе).

В щеточном двигателе электрический ток протекает через клеммы двигателя в узле торцевой крышки, который входит в контакт с коммутатором в узле якоря через угольные щетки или щеточные листы. Электрический ток питает катушки, создавая магнитное поле, заставляющее якорь вращаться, когда он взаимодействует с магнитами, заключенными в корпус в сборе.Правило левой руки Флемминга помогает определить направление силы, тока и магнитного потока.

В бесщеточном двигателе, когда электричество подается на вывод двигателя, ток течет через фиксированное поле статора и взаимодействует с движущимся постоянным магнитом или движущимся индуцированным магнитным полем внутри ротора / якоря. После того, как движение и силовая нагрузка будут удовлетворены доступным источником тока, он возвращается обратно к источнику, выходящему из двигателя.

Ключевые элементы, взаимодействующие для создания движения

Магнитный поток — Двигатель может иметь катушку с фиксированной обмоткой или статор с постоянным магнитом и якорь с подвижной обмоткой или ротор с постоянными магнитами, которые будут иметь взаимодействующие поля магнитного потока для создания силы и движения.

Сила — Величина тока, протекающего через электромагнитное поле, пропорциональна величине силы взаимодействующего электромагнитного поля, необходимой для достижения противоположной рабочей нагрузки. Помимо силы и движения, необходимых для устройства, необходимо учитывать любую потерю эффективности при преобразовании электроэнергии в механическую работу (ватты).

Обзор шагового двигателя

Что такое шаговый двигатель

Шаговые двигатели работают иначе, чем другие двигатели постоянного тока, которые просто вращаются при подаче напряжения.Вращательный шаговый двигатель — это электромеханическое устройство, которое может разделить один полный оборот (360 °) на большое количество шагов вращения. Шаговые двигатели управляются электроникой и не требуют дорогостоящих устройств обратной связи. Линейный шаговый двигатель подобен вращающемуся двигателю, за исключением того, что вал движется линейно или продольно. Оба типа имеют две схемы обмотки электромагнитных катушек: униполярную и биполярную. Униполярный означает, что каждый конец катушки имеет одну полярность. Рекомендуемый стабилитрон используется для обеспечения быстрого спада тока в отключенной катушке.Это приведет к увеличению крутящего момента двигателя, особенно на более высоких частотах.

Биполярный означает, что каждый конец катушки имеет обе полярности. Катушка будет положительной и отрицательной во время каждого цикла движения. Поскольку каждая катушка используется полностью, двигатель имеет более высокий крутящий момент по сравнению с униполярной катушкой. Биполярный драйвер может включать в себя возможность управления постоянным током, называемую приводом прерывателя. Это обеспечит увеличенный выходной крутящий момент на более высоких частотах и снизит влияние колебаний температуры и напряжения питания.

Основные сведения о шаговом двигателе

Шаговый двигатель PM или «консервная банка» — это недорогое решение для ваших приложений позиционирования с типичными углами шага от 7,5 ° до 15 °. Меньшие углы шага можно получить с помощью Microstepping. Вал двигателя перемещается с определенным шагом при подаче электрических управляющих импульсов. Текущая полярность и частота подаваемых импульсов определяют направление и скорость движения вала.

Одним из наиболее значительных преимуществ шагового двигателя является его способность точно регулироваться в системе с разомкнутым контуром.Управление без обратной связи означает, что обратная связь о положении вала не требуется. Этот тип управления устраняет необходимость в дорогостоящих устройствах обратной связи, просто отслеживая входные ступенчатые импульсы. Шаговый двигатель — хороший выбор, когда требуется контролируемое движение. Они рекомендуются в приложениях, где необходимо контролировать угол поворота, скорость, положение и синхронизм. Возможности фиксации, удержания, втягивания и извлечения крутящего момента, скорости (об / мин) и шагов на оборот (угол шага) характеризуют шаговый двигатель.

Момент фиксации — определяет максимальный крутящий момент, который может быть приложен к обесточенному двигателю, не вызывая вращения двигателя.

Удерживающий момент — определяет максимальный крутящий момент, с которым двигатель, находящийся под напряжением, может быть нагружен, не вызывая вращательного движения.

Pull-In — производительность определяет способность двигателя запускаться или останавливаться. Это максимальная частота, при которой двигатель может запускаться или останавливаться мгновенно с приложенной нагрузкой без потери синхронизации.

Pull-Out определяет максимальный крутящий момент при применении рампы ускорения / замедления без потери шагов. Он определяет максимальную частоту, на которой двигатель может работать без потери синхронизма.

Наш шаговый двигатель можно комбинировать с полной линейкой редукторов для увеличения крутящего момента и снижения скорости.

Разное