Принцип работы генератора постоянного тока: Принцип Действия Генератора Постоянного Тока, Характеристики

Содержание

из чего состоит, типы, схема и назначение

Содержание статьи:

Генератор постоянного тока – это электротехническое оборудование, которое продуцирует напряжение постоянной величины. Устройство имеет довольно сложное техническое строение, которое можно назвать совершенством технической мысли.

Принцип действия

Генератор постоянного тока

Каждый проводник оснащен магнитом, к концам которого подключена нагрузка. При ее подключении по ним непрерывно протекает переменный ток. Природа его происхождения объясняется тем, что во время работы полюса магнита непрерывно меняются местами. На этом принципе основывается работа генератора переменного тока.

Чтобы ток не изменял своего направления, требуется успевать соединять точки коммутации нагрузки со скоростью аналогичной скорости вращения магнита. Справиться с поставленной задачей может только контроллер – небольшое электротехническое устройство, которое состоит из нескольких токопроводящих секторов, разделенных диэлектрическими пластинами. Оно фиксируется на якоре устройства и вращается с ним синхронно.

Электрическая энергия с якоря удаляется с помощью щеток. Используются чаще всего кусочки графита, обладающие высокой электропроводностью и низким коэффициентом трения.

Все эти процессы способствуют образованию на выходе электротехнической установки пульсирующего напряжения одной величины. Для сглаживания этой пульсации применяется несколько якорных обмоток. Чем их больше установлено, тем меньше будут броски напряжения на выходе.

Характеристики и строение

Как и абсолютное большинство других электрических агрегатов, генератор постоянного тока в свой состав включает статор и якорь.

Якорь изготавливают из стальных пластин с небольшими углублениями, в них помещаются обмотки. Их концы обязательно коммутируют с коллектором, который изготовлен из медных пластин, разделенных диэлектриками. По окончании сборки вал, якорь с обмотками и коллектор становятся одним целым.

Статор выполняет не только свою непосредственную функцию, но и является корпусом, к внутренней поверхности которого крепятся электрические магниты и постоянные. Предпочтительнее первый вариант, их сердечники могут быть набраны из металлических пластин или отлиты вместе с корпусом. Еще на корпусе предусмотрены специальные отверстия для крепления токосъемных щеток.

Количество графитов будет изменяться в зависимости от количества полюсов магнитов, которыми оснащен статор. Количество щеток равно количеству пар полюсов.

Электродвижущая сила

Электродвижущая сила генератора постоянного тока или ЭДС представляет собой величину, которая прямо пропорциональна потоку магнитов, количеству активных проводников и частоте вращения якоря. При уменьшении или увеличении этих показателей удается управлять величиной электродвижущей силы и напряжением. Установить требуемые параметры можно с помощью регулировки частоты вращения якоря.

Мощность оборудования и КПД

Мощность генератора постоянного тока встречается как полная, так и полезная. При постоянной электродвижущей силе генератора полная мощность пропорциональна силе тока.

Еще одной важной технической характеристикой альтернатора является его коэффициент полезного действия. Это понятие представляет собой отношение полезной мощности к полной.

На холостом ходе КПД равно нулю, максимальные показатели достигаются при номинальных нагрузках. В мощных инновационных моделях генераторов постоянного тока коэффициент полезного действия приближается к 90%.

Разновидности по способу возбуждения

По способу возбуждения генераторы постоянного тока делятся на два вида:

  • с самовозбуждением;
  • с независимым возбуждением обмоток.

Для самовозбуждения оборудования обязательно требуется электричество, которое им же и вырабатывается. По принципу коммутации обмоток самовозбуждающиеся якоря альтернаторов делятся на следующие разновидности:

  • оборудование с параллельным возбуждением;
  • устройства с последовательным возбуждением;
  • генераторы смешанного типа, которые получили название – компудные.

Каждая разновидность имеет свои конструктивные особенности, преимущества и недостатки.

Для обеспечения оптимальных условий для работы оборудования требуется наличие стабильного напряжения на зажимах. Особенность устройства заключается в параллельном возбуждении выводов катушки, которые подсоединены через регулировочный реостат, расположенный параллельно обмотке якоря.

Для оборудования с независимым возбуждением источником питания выступают внешние устройства или аккумуляторные батареи. В маломощных модификациях устанавливаются постоянные магниты, обеспечивающие создание основного магнитного потока. Основное достоинство заключается в том, что на напряжение на зажимах не влияет возбуждающий ток.

Устройства со смешанным возбуждением сочетают положительные качества вышеописанных разновидностей. Конструктивные особенности – две катушки индуктивности, основная и вспомогательная. Цепь параллельной обмотки включает в себя реостат, который используется для регуляции силы тока возбуждения.

Область применения

Система постоянного тока в самолете

Генераторы постоянного тока имеют довольно обширный список применения. Его активно используют практически во всех отраслях промышленности, особенно в автомобилестроении и при сооружении российских локомотивов нового поколения, которые оснащают асинхронные двигатели, характеризующиеся работой на переменном токе.

Также электротехническое оборудование может использовать в быту для портативных сварочных аппаратов с автономной системой питания и для бытовой техники, оснащенной мощными пусковыми двигателями.

Перед покупкой следует проанализировать, с какими целями электротехническое оборудование должно будет справляться. Исходя из этого подбирается наиболее подходящая модификация генераторов постоянного тока.

Приобрести оборудование можно в специализированных магазинах или на интернет-площадках. При покупке важно проверить наличие всей необходимой сопроводительной документации и гарантийного талона. Предварительно также осматривается целостность корпуса и наличие повреждений: если таковые имеются, лучше воздержаться от покупки. При покупке через интернет стоит внимательно ознакомиться с отзывами о магазине на различных форумах.

Генераторы тока: переменного и постоянного

Отсутствие электричества сегодня не становится проблемой как в быту, так и в промышленности. Широкий ассортимент генераторов тока позволяет решить проблему быстро, с минимальными трудозатратами. Резервные источники питания незаменимы в современной реальности — всему нужна электроэнергия. Гарантии, что подачу электроэнергии не прекратят в самый неподходящий момент – не может дать ни она организация. Поэтому резервная электростанция на базе генератора постоянного или переменного тока  — важное, а зачастую незаменимое оборудование, которое обеспечивает непрерывность производства, комфорт в бытовой сфере, безопасность и непрерывность технологических процессов.

Что такое генератор тока

Когда нет электрической энергии, требуется получить её из другого источника. Наши предки, например, использовали силу ветра, течения рек. Впрочем, сегодня подобную энергию применяют, если не жалко времени и сил на возведение плотин и ветряков. Генераторы тока стандартно «работают» на топливе, за счет вращения обмотки в магнитном поле преобразовывая механическую энергию вращения в электричество. Ток возникает в замкнутом контуре, протекает по обмоткам, когда к электростанции подключается потребитель — именно так работает генератор тока.

В зависимости от того, как вращается магнитное поле (при неподвижном или подвижном проводнике) различают два типа этих электрических машин — генераторы постоянного или переменного тока.

В чем разница между постоянным и переменным током

Вспоминаем уроки физики. Электроток — заряженные микрочастицы, которые «бегут» в определенном направлении. У постоянного тока частицы движутся по прямой, в одном направлении от минуса к плюсу. У переменного движение электронов идет по синусоиде с определенной частотой (полярность между проводами меняется несколько раз за заданный промежуток времени).

В чем разница между постоянным и переменным током

Разница между движением заряженных частиц заложена в принцип работы генераторов электрического тока. Для простого обывателя можно сказать так: в розетке — переменный, в батарейке — постоянный. В качестве частного случая, с очень большим упрощением, можно сказать так: всё что с напряжением до 48 Вольт — всё постоянный, всё что от 100 до 500 Вольт — переменный.

Автор статьи и специалисты Mototech прекрасно осведомлены о том, что и постоянный ток может иметь практически любое напряжение (например, 380 Вольт на шине постоянного тока в ИБП), так же как и переменный ток для узких задач. 

В чем конструктивная разница между генераторами

Несмотря на то, что конечный результат работы электростанций один — потребитель получает электроэнергию, методы преобразования механической энергии в электродвижущую силу и электричество различаются. Элементы (комплектующие) также отличны.

Особенности конструкции генераторов переменного тока

Электростанция такого типа состоит из:
  • Внешней силовой рамы, изготовленной из высокопрочных сплавов. Корпус рассчитан на интенсивную нагрузку, возникающую при передаче магнитного потока от полюса к полюсу. Проще говоря: чугунный кожух не «пробивается» разрядами тока.
  • Магнитных полюсов, закрепленные на корпусе болтами или шпильками. На «плюс» и «минус» монтируется обмотка.
  • Статора. Остов с катушкой возбуждения изготавливают из ферромагнитных материалов, на сердечнике устанавливают магнитные полюса, которые и образуют магнитное поле.
  • Вращающегося ротора (якоря). Задача магнитопровода — снизить вихревые токи и повысить КПД генератора постоянного тока.
  • Коммутационного узла, оснащенного щетками (обычно изготовленными из графита) и коллекторными пластинами из меди.

В чем конструктивная разница между генераторами

Полюсов может быть несколько (число минусов и плюсов всегда идентично). Поэтому сегодня потребитель может купить электростанцию необходимой мощности и обеспечить электричеством как дом, так и промышленный объект.

Особенности конструкции генератора переменного тока

Особенности конструкции генератора переменного тока

Конструктивной разницы в статоре и роторе между устройствами постоянного и переменного тока нет. Практически идентичны и силовые рамы. Существенное отличие в комплектации коммуникационного узла. Каждый выход механизма помимо щеток оснащен токопроводящими кольцами. «Закольцованный» ток движется по синусоиде и несколько раз в секунду достигает пика мощности. По типу устройства, характеристикам и принципу работы современные генераторы переменного тока делятся на синхронные и асинхронные.

Специфика синхронного устройства

Специфика синхронного устройства: скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля в рабочем зазоре.

Асинхронным машинам характерны:

  • отсутствие электрической связи с ротором;
  • вращение якоря под воздействием остаточного механизма статора;
  • измененная электрическая нагрузка на статоре.

Такие агрегаты могут быть однофазными и трехфазными.

Принцип работы генератора постоянного тока

Принцип работы электростанции прямого тока

Простейший  по конструкции генератор работает следующим образом:

  • Рамка вращается вокруг оси, расположенная на корпусе обмотка регулярно проходит через «минус» и «плюс» полюсов.
  • Каждый раз при достижении разнополюсных точек, происходит смена направления тока на противоположное.
  • Выходной цепи благодаря полукольцу, расположенному на коллекторном узле, создается постоянный ток.
  • С помощью щеток с положительного или отрицательного полюса снимается потенциал и по схеме передается потребителю.

Такая схема работает в простейшей конструкции, с одним плюсом и минусом, если положительных/отрицательных точек больше, ЭДС и ориентировочное количество электроэнергии рассчитываются по формуле.

Принцип работы электростанции прямого тока

К преимуществам генераторов постоянного тока относят:

  • небольшой вес и компактность агрегата;
  • возможность использовать в экстремальных условиях;
  • отсутствие потерь, связанных с вихревыми токами.

Минус: на большую мощность при использовании устройств такого типа рассчитывать не стоит.

Принцип работы генератора переменного тока

Принцип работы электростанции переменного тока

Устройства такого типа преобразуют механику в электроэнергию, вращая проволочную катушку в магнитном поле. Ток вырабатывается, когда силовые линии пересекают обмотку. До тех пор, пока магнитное поле соприкасается с проводником, в нем индуцируется электроток.
Идентичный принцип действует и в случае, если рамка вращается относительно магнита, пересекая силовые линии.

Основные достоинства генераторов переменного тока

В электростанциях с синусоидальной подачей тока отсутствует реактивная мощность. То есть весь запас электроэнергии (с вычетом потерь на проводах) расходуется на нужды потребителя, а не на поддержание работоспособности устройства.

Плюсами использования генераторов переменного тока являются:

  • большая выходная мощность при одинаковых габаритах устройств постоянного и переменного тока;
  • выработка электроэнергии на низких скоростях вращения ротора;
  • проще конструкция и схема, соответственно, меньше узлов, нуждающихся в техобслуживании и ремонте;
  • конструкция токосъемного узла отличается большей надежностью;
  • больше эксплуатационный ресурс и меньше эксплуатационные затраты.

Дополнительное преимущество: агрегаты с трехфазным питанием можно использовать для питания высоковольтных потребителей.

Где применяются генераторы постоянного и переменного тока

Оба вида генераторов популярны в бытовой и промышленной сфере. Станции постоянного тока нашли применение в сфере транспорта. Так, в трамваях, троллейбусах обычно установлены двигатели, работающие на постоянном токе. Низковольтные устройства незаменимы для питания систем освещения в местах, где нет доступа к централизованной подачи электроэнергии. Например, на борту самолетов. Если большая мощность — не основополагающая характеристика электростанции, то генераторы постоянного тока отлично справятся с питанием оборудования в учебных, медицинских учреждениях, лабораториях. Полноценные дизельные электростанции постоянного тока используются на аэродромах для зарядки и питания бортовых систем летной техники. 

Электростанции переменного тока необходимы практически для всего остального. 99% того, что питается от централизованной сети — это устройства переменного тока. Соответственно, аварийное питание этих объектов так же должно осуществляться от соответствующего оборудования. 

Мototech специализируется на продаже электростанций различного типа. Поможем выбрать оптимальный вариант электростанции мощностью от 5 до 6000 кВА и конечно же, это будут электростанции переменного тока. Мы обеспечим сопроводительные строительные и электромонтажные работы, грамотную пуско-наладку и обслуживание устройств. С клиентами работают сотрудники с энергетическим образованием, поэтому квалифицированную информацию, ответы на вопросы и правильные расчеты характеристик в соответствии с вашими потребностями гарантируем.



Генератор постоянного тока. Принцип работы, применение.

Современные условия развития производственной сферы предполагают использование большого количества электроэнергии в различных ее видах. Как правило, мы слышим о широком распространении и востребованности переменного тока, однако, во многих сферах используется и постоянный.

Для его получения используется особый вид энергогенерирующего оборудования – генератор постоянного тока. Данное устройство строится на принципе преобразования механической энергии в электрическую.

Как и другим источникам энергии, генератору постоянного тока свойственны такие основные характеристики, как:

  • Номинальное напряжение;
  • Номинальный ток;
  • Мощность;
  • Частота вращения.

В частности, показатели мощности таких установок могут очень существенно колебаться и находятся в диапазоне от нескольких КВт до 10 МВт.

Устройства данного типа, в свою очередь, подразделяются на 2 основные группы в зависимости от способа возбуждения:

  • Генераторы с независимым возбуждением;
  • Генераторы с самовозбуждением.

В первом случае обмотка возбуждения питается от посторонних источников энергии в виде вспомогательных генераторов или аккумуляторов. Также при небольших мощностях в качестве источника питания используется магнитоэлектрический принцип.

Во втором случае обмотка питается от энергии, вырабатываемой самим генератором.

Устройство генератора постоянного тока

Принципом, на котором основывается работа генератора постоянного тока, является электромагнитная индукция и устройство самой установки включает в себя несколько основных узлов.

  • Неподвижная индуктирующая часть;
  • Вращающаяся индуктируемая часть – якорь.

Неподвижная часть включает главные и дополнительные полюса, а также станину. Полюса представляют собой стальные сердечники с размещенными на них катушками с обмоткой возбуждения, как правило, из медного провода.

Вращающийся якорь включает стальной сердечник с медной обмоткой и коллектор.

Впоследствии при работе установки постоянный ток проводится через обмотку возбуждения и происходит образование магнитного потока полюсов.

Обе части генератора объединяются в одну цепь при помощи специальных неподвижных щеток из графита или графитного сплава.

Применение генераторов постоянного тока в жизни

Во многих сферах промышленности широко используются источники постоянного тока, что обусловлено особенностями технологического процесса и на сегодня является безальтернативным вариантом.

В частности, востребованы генераторы постоянного тока в электролизной промышленности, металлургии. Кроме того, часто такие установки применяют на судах, тепловозах, трамваях и в других направлениях транспортной сфере.

В металлургии установки постоянного тока необходимы для использования в работе прокатных станов.


ПРИНЦИП РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

ПРИНЦИП РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Генератор – это электрическая машина предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую.

Принцип работы генератора постоянного тока

При вращении якоря создается магнитный поток, который возбуждает электрический ток в катушках, после чего этот ток (постоянный!!) идет на потребление.

Постоянный возможен при электромагнитной индукции

Генератор постоянного тока- нужно снимать электрическими специальными щетками

Генератор постоянного тока- статер выполнен виде обмоточного возбуждения

Генератор запускается про скорости движения вагона-40 км в час..

При скорости 40км в час запускается генератор постоянного тока, напряжение генератора больше.

Преимущество. Сразу вырабатывает ток. Не нужен выпрямитель. Обмотка возбуждения на полюсах. Акк.батарея заряжается стабильное напряжение в сети, обеспечивается с помощью релегенератора напряжения (_освещение)

 

ПРИНЦИП РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Генератор – это электрическая машина предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую.

Принцип работы генератора переменного тока

В связи с тем, что ротор и статор имеет определенные «выступы», и в процессе вращения «выступы» чередуются со «впадинами», создается переменный!!! ток

8кВт- применяется в современных вагонах

Генераторы 2Г008ДцГ

Генератор переменнтого тока- это источник со смещенным возбуждением 2-х обмоточный и 3-х фазный генератор индуктивного типа
Индуктивный генератор (безконтактный) снимается со статера

Внктри крутится ротер.

Разница интервалов между ротером и статерем возникает магнитный поток..

Особенности переменного тока:

  1. не имеет обмотки на ротере
  2. не имеет щеток
  3. обмотки закладываются в позыв статора
  4. обмотка возбуждения виде 2-х кольцевых катушек расположенных в 2-х подшипниковых щетках
  5. ротер выполнен из равномерных расположенных рубцов
  6. три обмотки возбуждения:

-параллельные регулируется напряженение генератора в сети

— последовательные компенсируют реакции обмотки статера

— специальные- для облегчения автоматического регулирования напряжения генератора при малых нагрузках, при высоких скоростях вагонов..

Генератор работает в диапозоне от 650 до 2600 оборотов в минуту

В современных вагонах от 1000 до 4000 оборотов в минуту

 

 

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Генератор – это электрическая машина предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую
Генератор постоянного тока состоит:

Из неподвижной части статора , внутри которого закреплены полюсы (4шт) на концах установлены катушки обмотки возбуждения , они соединяться последовательно друг с другом и подключаются к РНГ (ре напряжение генератора). Внутри статора вращается якорь состоящий из вала, на который напрессован сердечник якоря , имеющий 25 пазов. В позы якоря уложена рабочая обмотка генератора , концы рабочей обмотки выведены на коллекторные пластины , с пластин коллекторных напряжение снимается с помощью графитовых щеток. Щетки расположены на поворотной траверсе , при изменения направления вращения валов генератора , щетки поворачиваются на 90 % , сохраняя тем самым неизменным полярности генераторов .ЭДС в рабочей обмотке возбуждения проводится за счет изменения магнитного потока.

Генератор запускается при скорости движения 40км в час
Реленапряжение сети освещения..

Генератор постоянного тока- нужно снимать специальными электрическими щетками

Преимущества:

-Постоянный ток

-не нужен выпрямитель

— обмотка возбуждения на полюсах

Недостатки:

— потеря мощности на скользящем контакторе между щетками и коллектором.

— сложен в тех.обслуживании и ремонт генераторов

-низкая удельная мощность максимум мощность в 5 киловат.

Генератор- первичный источник, заряд батареи . отличаются по мощности мин – 5 киловат и максимум – 32.

 

 

 


Особенности конструкции вагонных ламп накаливания

Накаливания – повышенная виброустойчивость , специальный цоколь (софитный или штифтовый)

штыревой цоколь – это главная особенность вагонных ламп. Лампа накаливания не более 40 ватт. 50 и 110 вольт.

 

Технико-экономические показатели люминесцентных ламп

1.Сложность конструкций- сложная

2. Сложность ПРА –сложная

3. Цветность- естественный

4. Светоотдача- 35-37 люм на Вт

5. Срок службы- 5000ч

6. Ощущение- неблагоприятные

7. Пожароопасность- нет

8. Вредность – да

9. Боязнь перенапряжения- нет

10. Напряжение- 220V переменный

11. Род тока – переменный однофазный

12. Частота – от 400 до 5000Гц

13. Мощность – 20, 40 Вт

 

Кислотные АБ.

Состоят:

1. деревянные ящики — корпус.

2. эбонитовый бак.

3. карболитовые крышки.

4. положительные пластины — двуокись свинца Pb02 — темно коричневого цвета.

5. отрицательные пластины — губчатый свинец светло-серого цвета.

6. резьбовая пробка, в ней вентиляционные каналы.

7. соединительные шины (для последовательного соединения банок АБ).

8. Положительная и отрицательные клемы.

9. 25% раствор электролита чистой серной кислоты H2S04 дистилорованная вода.

Пример: 26 ВНЦ-400. 26 элементов на 52 В 56 элементов на 112 В.\

В – вагонная Н – никело Ц – цинковая 400 — емкость в А/ч.

Нельзя допускать глубокий разряд, происходит сульфатация пластин (до 47 В, 102 В).

Щелочные АБ

1. положительные пластины;

2. отрицательные пластины;

3. стальной неразборный бак;

4. плюсовая и минусовая клейма;

5. заливное отверстие;

6. резьбовая пробка, в ней вентиляционные каналы;

7. резиновый изолирующий чехол;

8. эбонитовые палочки между «+» и «-» пластинами

9. раствор электролита 10% едкого калия с дистиллированной водой.

Пример: 40 ВЖН 300.

40 — количество банок (52 В)В – вагонные Ж – железно Н – никелевые 300 — емкость АБ в А/ч.

Щелочные АБ дешевле кислотных, обладают большей механической прочностью не выходят из строя в результате действия низких температур, имеют большой срок службы, не требуют такого тщательного как кислотные, вследствие этого щелочные батареи получают все большее распространение. Однако основные недостатки щелочных батарей является низкое КПД (отдача по энергии) и значительное их внутреннее сопротивление, большое количество банок 26 против 40.

Что собой представляет аккумуляторная батарея вагона:

Аккумуляторные батареи размещаются под вагоном в специальных ящиках, оборудованных вентиляцией для удаления взрывоопасной смеси, образующейся при заряде батареи.

Электролит: водный раствор КОН

Причинами взрыва АБ могут быть:неисправность вентиляции аккумуляторной батареи, наличие огня, не плотность контактов соединительных клемм, наличие «глухих» (короткозамкнутых) аккумуляторов

СКНБП (П- позисторная)

Наличие на электрощите дополнительная лампочка питания и вместо легкоплавкого сплава установлен полупроводниковый терморезистор…

В случаи неисправности электрической цепи срабатывает прерывистый сигнал.

В этом случае проводник не срывает стоп-кран, а вызывает ПЭМ или НЛП

При срабатывании постоянного сигнала СКНБП в независимости от местности срываем стоп-кран.Термодатчик в плавки и вставки расплавляется при t 83-93С

В случаи неисправности СКНБ ИЛИ СКНБП на стоянках более 5 минут проводник обязан проверить нагрев буксового узла

 

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

ПРИНЦИП РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Генератор – это электрическая машина предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую.

Принцип работы генератора постоянного тока

При вращении якоря создается магнитный поток, который возбуждает электрический ток в катушках, после чего этот ток (постоянный!!) идет на потребление.

Постоянный возможен при электромагнитной индукции

Генератор постоянного тока- нужно снимать электрическими специальными щетками

Генератор постоянного тока- статер выполнен виде обмоточного возбуждения

Генератор запускается про скорости движения вагона-40 км в час..

При скорости 40км в час запускается генератор постоянного тока, напряжение генератора больше.

Преимущество. Сразу вырабатывает ток. Не нужен выпрямитель. Обмотка возбуждения на полюсах. Акк.батарея заряжается стабильное напряжение в сети, обеспечивается с помощью релегенератора напряжения (_освещение)

 



устройство и принцип работы / действия

Такая машина предназначена для генерации постоянного тока с применением перемещения проводника в магнитном поле. В данной статье рассмотрены физические принципы работы, конструкторские схемы, расчёт и сфера применения этого устройства.

Промышленный генератор постоянного тока

Генерация электроэнергии

На рисунке ниже изображён простейший опыт, который помогает понять принцип действия генератора.

Образование тока при движении проводника

Если переместить проводник в пространстве так, чтобы он пересекал линии магнитного поля, то в нём образуется электродвижущая сила (ЭДС). Это явление называют индукцией. При замыкании свободных концов в цепи будет течь ток, который можно использовать для питания лампы накаливания, или другой полезной нагрузки.

На рисунке изображена правая рука с отогнутым в сторону перемещения проводника большим пальцем. Этот простой способ используют для наглядного определения направления тока в цепи.

Для получения необходимого результата допустимо передвижение, как проводника, так и магнита.

По указанной выше схеме действующую машину создать не получится. Но следующий вариант вполне применим на практике.

Схема устройства и ЭДС на выходе

На рисунке изображена рамка, вращающаяся в магнитном поле (направление силовых линии обозначены стрелкой «В»). Съёмники энергии – это специальные щётки. Рамка присоединена к половинам колец (коллекторам), разъединённым электрически с помощью особых изолирующих вставок. На выходе этого устройства электродинамическая сила будет изменяться в соответствии с приведённым графиком. Её величину определяет расчёт на основе следующей формулы:

е=2В*n, где

В – это поток созданного магнитного поля в Вб;

n – количество полных оборотов рамки за одну секунду.

Из формулы понятно, что получить больше электроэнергии можно двумя способами. Для этого надо увеличить скорость вращения либо повысить силу магнитного поля.

Уменьшение пульсации

На графике, который изображён выше, указан уровень еср. Если бы удалось стабилизировать ЭДС генератора на соответствующем значении, был бы получен нужный результат. Как такая задача решается на практике, видно из следующего рисунка.

Сглаживание электромагнитных колебаний с помощью нескольких рамок

Выходные электрические параметры этой машины далеки от идеала. Но ясно, что последовательное увеличение количества рамок позволит получить достаточно равномерный верхний уровень. Позитивное влияние в этом случае будут оказывать переходные процессы и взаимодействие электромагнитных полей, ведь приведённые графики иллюстрируют только примерные данные. Но даже в таком варианте ЭДС генератора на выходе будет изменяться не на всю амплитуду, а лишь на величину от Еmin до Еmax.

Увеличение количества рамок (витков обмоток генератора) и коллекторов поможет сгладить колебания на выходе.

Опытным путём можно подтвердить, что применение 20-22-х коллекторные конструкции позволят снизить пульсации ЭДС до 1-0,9%. Такие изменения на выходе генератора вполне приемлемы для решения многих практических задач.

Особенности работы генератора

Выше было отмечено улучшение качества электрических параметров при увеличении числа витков в обмотках. Но такое решение позволит получить ещё один положительный эффект. С его помощью увеличивают индуцируемую ЭДС на выходе в расчёте на один оборот ротора. Такой приём используют для того, чтобы генератор постоянного тока выполнял свои функции с высоким коэффициентом полезного действия.

С целью дальнейшего улучшения работы машины, конструкторы изучили возможности постоянных магнитов. Они способны выполнять свои полезные функции в автономном режиме без подключения к внешнему источнику энергии. Однако более сильное поле с помощью таких решений создать невозможно. Необходимый результат могут обеспечить только электромагниты.

Точный расчёт в этом случае будет сделать проще.

Выше были рассмотрены «идеальные» ситуации. Но при реализации конкретных проектов возникали разные затруднения. Например, необходимо было найти материал, который обеспечит хорошую электрическую проводимость, но одновременно не будет провоцировать ускоренный износ поверхности коллектора. Решение известно – это графитовые стержни, которые прижимаются с помощью пружин. Такие изделия сами постепенно истираются. Поэтому необходим определённый запас щёток для своевременной замены.

Для описания другой проблемы нужно пояснить некоторые процессы при вращении ротора в магнитном поле. Необходимо привести определения следующих базовых понятий:

  • геометрической нейтралью называют линию, которая проведена на равном расстоянии от северного и южного полюса;
  • физической называют такую линию, которая условно разделяет области воздействия полей, создаваемые электрической машиной.

В статическом положении эти линии совпадают. Но при начале вращения геометрическая – остаётся на своём месте, а физическая – отклоняется на определённый угол. Определённое влияние на этот процесс оказывает индуцированный ток, который индуцирует якорь. Суммарное воздействие всех полей ещё больше увеличивает угол смещения нейтрали (в сторону вращения ротора).

Чтобы максимально усилить эффективность генерации, графитовые стержни должны соприкасаться в месте выхода условной физической линии из коллектора.

Для этого точку прижима щёток смещают относительно геометрической центральной оси. При отклонении возникают электрические потери, образуются искры, которые попадают на коллекторные пластины. В такой ситуации появляющаяся окалина ухудшает проводимость, что ещё более снижает КПД установки.

Понятно, что в реальных условиях, когда нагрузка на выходе генератора изменяется, пришлось бы постоянно выполнять коррекцию положения щёток. Никакой расчёт в этом случае не поможет, ведь механическое перемещение щёток было бы слишком сложным. Чтобы исключить подобные вредные влияния устанавливают дополнительные полюсы. С их помощью создают магнитное поле. Оно компенсирует искажения, которые вносит якорь. Эти же части конструкции выполняют ещё одну важную функцию. При правильной настройке они нейтрализуют броски, при изменении направления тока в каждый момент, когда якорь переходит через нейтраль.

Схемы электрических машин

Генераторы постоянного тока создают, со следующими схемами, обмоток возбуждения:

  • независимой;
  • последовательной;
  • параллельной;
  • смешанной.

Каждый из способов работы генератора имеет свои преимущества, особенности и недостатки. Принцип независимого возбуждения понятен из названия. В этом случае напряжение питания подаётся от внешнего источника. Это может быть аккумуляторная батарея либо отдельный генератор, выполняющий вспомогательные функции.

Ток в такой обмотке достигает сравнительно небольших величин. Как правило, он не превышает 5-6% от генерируемого тока.

Чтобы изменять создаваемое обмоткой магнитное поле в цепь питания вставляют регулируемое сопротивление.

В некоторых типовых схемах используют изменение напряжения Uв.

Независимое возбуждение обмотки электрического генератора постоянного тока

Чтобы понять, как работает машина, и определить оптимальный алгоритм настройки, надо измерить электрические параметры в режиме холостого хода. Он отличается отсутствием нагрузки в выходной цепи. Поэтому соответствующие влияния можно не принимать в расчёт. В таком состоянии напряжение, создаваемое генератором, будет равно ЭДС. На следующем рисунке в части а) приведён примерный график.

Графики электрических параметров генератора постоянно тока с независимым возбуждением обмотки

В этом эксперименте якорь вращается с неизменной скоростью (n1), поэтому только ток в обмотке возбуждения определял величину магнитного поля и, соответственно, ЭДС на выходе. Восходящий участок графика (1) показывает изменение напряжения на выходе при увеличении тока в обмотке. Нисходящий (2) – обратное действие при уменьшении тока. На нижнем графике приведены значения, которые были получены при снижении скорости вращения.

В части б) размещён график, иллюстрирующий изменение напряжения при разных нагрузках. Здесь постоянными были скорость вращения ротора и ток в обмотке возбуждения. Падение U0 объясняется снижением ЭДС, которое происходит из-за паразитного действия магнитного потока, создаваемый якорем, а также падением напряжения в его цепи.

Третий график (в) поясняет принципы регулировки генератора. Видно, что коррекции тока в обмотке возбуждения позволяют поддерживать напряжение на одном уровне при изменениях в цепи нагрузки.

На основании полученных результатов измерений и общего анализа можно сделать следующие выводы:

  • Внешнее возбуждение пригодно для регулировок напряжения генератора в широком диапазоне простыми методами. Для изменения напряжения в обмотке подойдёт элементарный расчёт.
  • Такая конструкция характеризуется относительно небольшим трансформированием производительности при изменении параметров нагрузки.
  • Необходим внешний источник питания. Это усложняет устройство и несколько снижает общую надёжность.

На следующих рисунках приведены принципиальные схемы генераторов с последовательной, параллельной и смешанной схемой обмотки возбуждения.

Принципиальные схемы генераторов обмотки возбуждения: а) последовательного, б) параллельного, в) смешанного типа

Особенности схем

Вид схемыОсобенностиПрименение
ПоследовательнаяОчень малое напряжение в режиме холостого хода, сильная зависимость от параметров нагрузки.Для генерации энергии такая схема не подходит. Её используют для создания машин, в которых торможение выполняется с применением реостатных методик.
ПараллельнаяПодключение нагрузки осуществляется только после достижения номинального значения выходного напряжения.Эта схема подходит для создания генераторов, которые вырабатывают электроэнергию для заряда аккумуляторных батарей.
СмешаннаяНизкое влияние изменения параметров нагрузки на выходное напряжение. Требуется точный расчёт компонентов схемы, чтобы получить хороший результат.Такие решения применяют в сварочных аппаратах, где для работы устройство использует режим короткого замыкания.

Устройство генератора и расчёт

Устройства этого типа вытесняются аналогичными установками переменного тока, которые менее критичны к нагрузкам, обладают хорошими эксплуатационными характеристиками. Расчёт промышленного генератора выполняется специализированным конструкторским бюро.

На следующем рисунке приведена конструкция типичного генератора.

Конструкция генератора постоянного тока в разрезе

Использованы следующие обозначения:

  • 1, 2 – сердечник и катушка основного полюса;
  • 3 – наконечник;
  • 4, 5 – сердечник и катушка добавочного полюса;
  • 6 – станина;
  • 7 – ярмо;
  • 8 – подшипник;
  • 9, 11 – сердечник и обмотка якоря;
  • 10 – вентилятор;
  • 12 – коллектор;
  • 13 – щёточный палец.

Видео. Модель генератора постоянного тока

Самостоятельный расчёт и создание генератора постоянного тока своими руками вряд ли целесообразны. При необходимости не будет трудно найти и приобрести устройство с нужными параметрами. Конструкция его слишком сложна для качественного воспроизведения в домашних условиях.

Оцените статью:
Конструкция, принцип действия генераторов постоянного тока — Студопедия

Одним из наиболее распространенных электрических устройств является генератор постоянного тока, принцип действия которого основан на таких понятиях, как электромагнитная сила и индукция. Согласно принципу обратимости электрических машин, данное устройство, в конкретных условиях, может выполнять функцию и генератора и электродвигателя. Поэтому, устройство генератора постоянного тока, следует рассматривать в классическом варианте.

Составные части генератора

Генератор постоянного тока состоит из двух основных частей – якоря и станины, где расположены электромагниты. На внутренней стороне станины устанавливаются сердечники полюсов, концы которых имеют полюсные наконечники. С помощью наконечников, магнитная индукция более равномерно распределяется по окружности якоря.

На сердечники надеваются катушки, входящие в состав обмотки возбуждения. Сама станина играет роль замыкающей части. Здесь расположены еще и дополнительные полюса, которые находятся между главными полюсами. Их катушки имеют последовательное соединение с якорем. Дополнительные полюса позволяют избежать появления искр на щетках коллектора, что значительно улучшает коммутацию. Вращающаяся часть устройства называется ротором или якорем, имеющим цилиндрическую форму. Материалом для него служит листовая электротехническая сталь, толщиной до 1 мм. В пазах якоря размещена обмотка, которая соединяется в цепь с коллектором, установленным на якорном валу. Коллектор представляет собой ряд медных пластин, изолированных между собой. Коллектор взаимодействует с угольными или медными щетками, неподвижно установленными в специальных щеткодержателях. Принцип действия генератора


Генератор постоянного тока, принцип действия которого базируется на электромагнитной силе, содержит две электрические цепи –якоря и возбуждения. С помощью постоянного тока, проходящего через цепь возбуждения и обмотку возбуждения, происходит создание основного магнитного поля. В том случае, когда у генератора не два полюса, а четыре, то для обмотки якоря необходимо четыре щетки, попарно соединенные между собой. С помощью этих щеток обмотка разделяется на параллельные ветви, в количестве двух пар.

Уже отмечались обратимые процессы генератора постоянного тока. Когда к первичному двигателю прикладывается посторонняя механическая сила, происходит возбуждение магнитного поля и в якоре появляется электродвижущая сила. После этого, с помощью коллектора и щеток, постоянный ток уходит к внешней цепи. В этом случае устройство работает в качестве генератора. Когда к якорю и обмотке возбуждения подключается постоянное напряжение, то проходящий через обмотку электрический ток, взаимодействует с полем, создавая вращающий момент, который приводит якорь в движение. В таком варианте, устройство функционирует как электродвигатель.

принцип работы и описание устройства, ампераж

Чтобы преобразовать механическую силу в электрическую энергию, используется генератор напряжения. При рассмотрении устройства важно затронуть тему принципа работы и технических характеристик. Учитываются типы установок и схема генератора.

Описание устройства

Простейший генератор тока представляет собой установку с проволочной катушкой. Ветки между собой пересекаются и во время движения электроны начинают перемещаться. Действие элементов производится относительно полюсов магнитов. Основная задача — индицирование электрического тока. Если обратиться к истории, ранее существовали такие разновидности:

  • динамо-машина Йедлика;
  • диск Фарадея;
  • динамо-машина;
  • электрические модули с вращением.
Динамо-машина

Базовый принцип работы

Для примера рекомендуется рассмотреть асинхронный генератор, который состоит из следующих элементов:

  • ротор;
  • подвижный якорь;
  • встроенный статор;
  • обмотка;
  • прочный стержень;
  • кольца;
  • корпус;
  • пластины;
  • сердечник ротора.

Принцип работы построен на преобразовании механической энергии. Уровень электрического тока зависит от скорости вращения генератора. Процесс начинается с вращения ротора. На модуль действует магнитное поле и приводится в действие пластина, а также обмотка статора. Катушка испытывает нагрузки, и в цепи появляется ток.

Катушка в цепи

Основная задача на этом этапе — повышение выходной мощности. При увеличении скорости повышается показатель магнитной индукции. Она влияет на коэффициент полезного действия устройства.

Дополнительная информация! К катушке подведены контакты статора, есть возможность подключить проводники.

Технические характеристики

Рассматривая простой генератор напряжения, нужно учитывать следующие показатели:

  • номинальная мощность;
  • частота;
  • токовая перегрузка;
  • количество полюсов.

Если рассматривать генераторы, специалисты обращают внимание на амперы. Чтобы им управлять, используются регуляторы мощности. В отечественных автомобилях показатель находится на отметке 55 ампер.

Замер напряжения

Скорость вращения генератора

Скорость вращения генератора в синхронном, асинхронном двигателе зависит от следующих факторов:

  • число полюсов;
  • частота.

Если взять модификацию на два полюса, при частоте 50 герц обеспечивает обороты 3000. Модификация на 6 полюсов при той же частоте дает обороты 1000. Устройство на 16 полюсов с частотой 50 герц обеспечивает обороты 375.

Виды и применение

Разделение устройств, происходит в зависимости от сети:

  • постоянного тока;
  • переменного тока.

Если рассматривать устройства переменного тока, они делятся на подгруппы:

  • синхронные;
  • асинхронные.
Асинхронный тип

Разделение модулей в зависимости от количества фаз:

  • однофазные;
  • трехфазные.

Генераторы постоянного тока производятся с дополнительной обмоткой, предрасположены к большим нагрузкам. Они используются в металлургической промышленности. Установки функционируют по принципу электромагнитной индукции. К основным параметрам относят:

  • количество оборотов;
  • мощность;
  • индуктивность;
  • частота.

В установках используются катушки возбуждения. У них различная пропускная способность, учитывается количество контактов. Если разбирать мощные установки, у них имеется несколько колец, которые изолированы между собой. Для контроля электрического напряжения, применяется выпрямитель.

Выпрямитель в цепи

У якоря используются щётки, которые не соприкасаются между собой. При работе отслеживается уровень напряжения на контуре. В нормальном состоянии показатель имеет нулевое значение. Отдельный вопрос — выбор полярности. К второстепенным показателям приписывают синусоидальное напряжение.

Особенности якоря:

  • функционирует на холостом ходу;
  • выдерживает значительную нагрузку;
  • создаёт собственное магнитное поле;
  • является компактным;
  • при вращении элемента образуется магнитное поле.

Есть установки с несколькими якорями, которые поставляются с магнитными проводами. Основной показатель демонстрирует насыщенность напряжения в цепи. Если требуется определить электродвижущую силу, берётся в расчёт количество оборотов, а также полюсов.

Важно! Дополнительно в формуле рассчитывается показатель индуктивности. Есть варианты с параллельным и последовательным соединением элементов.

Последовательное подключение

Обмотка на якоре может быть одинарной либо двойной, многое зависит от количества проводников. С целью расчета средней электродвижущей силы определяется мощность и частота. Это физическая величина, которая может быть определена лишь в квазистационарных цепях. Учитывается полезная мощность и максимальный уровень напряжения.

Виды генераторов постоянного тока:

  • параллельные;
  • последовательного возбуждения;
  • смешанный тип.

Установки с параллельным возбуждением могут называться шунтами. Они отличаются небольшой мощностью. У элементов широкая сфера применения. Модули с последовательным возбуждением могут называться сериесными и поставляются для промышленных предприятий. У них используется постоянный магнит и нет проблем с нагрузкой.

Установки способны работать на холостом ходу, есть возможность регулировать электрическую нагрузку. При рассмотрении генераторов с независимым возбуждением учитываются следующие показатели:

  • ток нагрузки;
  • холостой ход;
  • максимальная мощность;
  • частота;
  • электродвижущая сила;
  • сопротивление.

К основным преимуществам генераторов постоянного тока стоит приписать независимое возбуждение. К минусам относят зависимость от источника питания. В 2019 году установки могут применяться в сильноточных агрегатах.

Сильноточные агрегаты

Если рассматривать регулировочные характеристики генераторов, учитывается тип нагрузки и постоянство частоты. Модификации с параллельным возбуждением имеют следующие особенности:

  • не боятся коротких замыканий;
  • быстрый прогрев якоря;
  • питание установок;
  • подходят для сварочных аппаратов.

Устройства переменного тока функционируют за счет вращения ротора. Модели используются в морских судах и частично в общественном транспорте. Синхронные модификации поставляются с блоками пусковой перегрузки. Элементы встречаются в персональных компьютерах и прочей электронике.

Рассматривая асинхронный генератор, принцип работы и устройство, можно заметить, что по конструкции он являются простым. Агрегаты устанавливаются на сварочную технику. Однофазные функционируют при напряжении 220 вольт, а трехфазные поставляются с параметром 380 вольт.

Интересно! Установки востребованы на промышленных объектах, где требуются модули высокой мощности.

Схема генератора переменного тока

Схема генератора переменного тока включает следующие элементы:

  • центральный шкив;
  • вентиляторы;
  • ротор;
  • обмотка держателя;
  • контакты;
  • щеткодержатель;
  • элемент выпрямитель.

Меры безопасности

Осуществляя диагностику модуля, рекомендуется придерживаться правил:

  • не замыкать контакты;
  • не допускать попадания воды;
  • отдельно хранить аккумулятор;
  • следить за герметичностью конструкции;
  • проверять уровень напряжения.

Во время снятия генератора проверяются комплектующие. Уделяется внимание правилам эксплуатации по инструкции. Установки функционируют в определенных режимах, оцениваются основные характеристики. Модули боятся соли и жидкостей. Установка генератора должна производиться специалистом.

Если подключать генератор к автомобилю, нужно проверить силовой выпрямитель. Необходимо вывести обмотки возбудителя, а также фазу. Отдельно проверяется регулятор напряжения. При установке запрещается производить проверку до момента полного подключения.

Выше подробно описано понятие генератора напряжения. Расписан базовый принцип работы и характеристики. Учитывается ампераж, скорость вращения и схема подключения.

Принцип работы генератора постоянного тока (Введение в генератор постоянного тока)
Home » Принцип работы генератора постоянного тока (Введение в генератор постоянного тока)

Привет, это Алекс Вонг из лучших инженеров-электриков Team ( top-ee) .com ). Инженер-электрик Дэвид Маршалл впервые написал эту статью, а другие члены команды могли бы сделать более поздние изменения. Предложения по улучшению контента приветствуются в разделе комментариев.

Принцип работы генератора постоянного тока

Принцип работы генератора постоянного тока … Почему вас интересует генератор постоянного тока ? Потому что только электрическое устройство преобразует механическую энергию в электрическую ?? … Я так не думаю, генератор постоянного тока используется повсеместно:

,
    ,
  • . На заводах, которым требуется большое количество тока для производства алюминия, хлора и аналогичных промышленных материалов.
  • Также в локомотивах и на судах, которые приводятся в движение дизель-электрическими двигателями.
  • А также электробритвы, машины с дистанционным управлением, электрические стеклоподъемники, телевизоры с плоским экраном и другие неограниченные возможности.

Честно говоря, это очень хорошо, но не достаточно, Генератор постоянного тока должен иметь другие привилегии, и это реализуется:

  • Простой и компактный дизайн
  • Высокая надежность.
  • Высокая эффективность, которая достигает 85%, а иногда и 95%.
  • Легкий вес,
  • И самая низкая пульсация постоянного напряжения, которая составляет менее 5 мВ.

Отлично; но это еще не все, мы должны знать

.Конструкция

, принцип работы, типы и применение

Первоначальный электромагнитный генератор (диск Фарадея) был изобретен британским ученым, а именно Майклом Фарадеем, в 1831 году. Генератор постоянного тока — это электрическое устройство, используемое для генерации электрической энергии. Основная функция этого устройства — преобразование механической энергии в электрическую. Существует несколько типов механических источников энергии, таких как ручные рукоятки, двигатели внутреннего сгорания, водяные турбины , газовые и паровые турбины.Генератор обеспечивает питание всех электрических сетей . Обратную функцию генератора можно выполнить с помощью электродвигателя. Основной функцией двигателя является преобразование электрической энергии в механическую. Моторы, как и генераторы, имеют схожие характеристики. В этой статье обсуждается обзор генераторов постоянного тока.

Что такое генератор постоянного тока?

Генератор постоянного тока или генератор постоянного тока является одним из видов электрических машин, и основная функция этой машины заключается в преобразовании механической энергии в электричество постоянного тока (постоянного тока). Процесс изменения энергии использует принцип энергетически индуцированной электродвижущей силы. Диаграмма генератора постоянного тока показана ниже.


DC Generator DC Generator Генератор постоянного тока

Когда проводник перерезает магнитный поток , в нем будет генерироваться электрически индуцированная электродвижущая сила на основе принципа электромагнитной индукции законов Фарадея . Эта электродвижущая сила может вызвать течение тока, когда цепь проводника не разомкнута.

Конструкция генератора постоянного тока

Генератор постоянного тока также используется в качестве двигателя постоянного тока без изменения его конструкции. Следовательно, двигатель постоянного тока, в противном случае генератор постоянного тока, обычно может называться машиной постоянного тока . Конструкция 4-полюсного генератора постоянного тока показана ниже. Этот генератор состоит из нескольких частей , таких как вилка, опоры и башмаки, обмотка возбуждения, сердечник якоря, обмотка якоря, коммутатор и щетки. Но две основные части этого устройства — это статор и ротор .

Статор

Статор является неотъемлемой частью генератора постоянного тока, и его основной функцией является создание магнитных полей, в которых вращаются катушки. Это включает в себя стабильные магниты, где два из них с обращенными полюсами обращены. Эти магниты расположены так, чтобы поместиться в области ротора.

Сердечник ротора или якоря
Сердечник якоря или ротора является второй важной частью генератора постоянного тока и включает в себя железные щели с прорезями с пазами, которые уложены друг в друга для формирования цилиндрического сердечника якоря .Как правило, эти расслоения предлагаются для уменьшения потерь из-за вихревого тока .

PCBWay PCBWay
Обмотки якоря

Прорези сердечника якоря в основном используются для удержания обмоток якоря. Они находятся в форме обмотки с замкнутым контуром, и они соединены последовательно и параллельно для увеличения суммы производимого тока.

Хомут

Внешняя структура генератора постоянного тока — Хомут, и он сделан из чугуна или стали.Это дает необходимую механическую мощность для переноса магнитного потока , подаваемого через полюса.

Полюса

Они в основном используются для удержания обмоток возбуждения. Обычно эти обмотки намотаны на полюсах и соединены последовательно, иначе параллельно обмотками якоря . Кроме того, полюса будут соединяться с хомутом способом сварки, в противном случае используются винты.

Полюсная колодка

Полюсная колодка в основном используется для распространения магнитного потока, а также для предотвращения падения катушки возбуждения.

Коммутатор

Работа коммутатора аналогична выпрямителю для изменения напряжения переменного тока на напряжение постоянного тока в обмотке якоря и поперек щеток. Он разработан с медным сегментом, и каждый медный сегмент защищен друг от друга с помощью листов слюды . Он расположен на валу машины.

Щетки

Электрические соединения могут быть обеспечены между коммутатором , а также внешней нагрузочной цепью с помощью щеток.

Принцип работы генератора постоянного тока

Принцип работы генератора постоянного тока основан на законах Фарадея об электромагнитной индукции . Когда проводник находится в неустойчивом магнитном поле, внутри проводника индуцируется электродвижущая сила. Индуцированная величина e.m.f может быть измерена из уравнения электродвижущей силы генератора .

Если проводник присутствует с закрытой полосой, то индуцированный ток будет течь в полосе.В этом генераторе полевые катушки будут генерировать электромагнитное поле, а проводники якоря превращаются в поле. Следовательно, в проводниках якоря будет генерироваться электромагнитно-индуцированная электродвижущая сила (например, м.д.). Путь наведенного тока будет обеспечен правилом правой руки Флеминга.

Уравнение ЭДС генератора постоянного тока

Уравнение ЭДС генератора постоянного тока в соответствии с законами Фарадея об электромагнитной индукции равно Eg = PØZN / 60 A

Где Φ — это поток или полюс в пределах Уэббера
Z — это всего нет.проводника якоря
P — число полюсов в генераторе
A — число параллельных дорожек внутри якоря
N — вращение якоря в об / мин (оборотов в минуту)
E — индуцированная эдс в любой параллельной дорожке в пределах якорь
Например, сгенерированная эдс в любой из параллельных линий
N / 60 это число оборотов в секунду
Время на один оборот будет dt = 60 / N сек

Типы генератора постоянного тока

Классификация постоянного тока Генераторы могут быть сделаны в двух наиболее важных категориях, а именно отдельно возбужденных, а также самовозбуждения.

Types of DC Generators Types of DC Generators Типы генераторов постоянного тока
с отдельным возбуждением

В отдельно возбужденных типах полевые катушки усилены от автономного внешнего источника постоянного тока.

Self Excited

В типе самовозбуждения катушки возбуждения усиливаются от генерируемого тока с помощью генератора. Генерация первой электродвижущей силы будет происходить из-за ее выдающегося магнетизма в полюсах поля.

Произведенная электродвижущая сила вызовет долю тока, подаваемого в полевые катушки, что увеличит поток поля, а также генерирует электродвижущую силу.Кроме того, эти типы генераторов постоянного тока могут быть классифицированы на три типа, а именно: последовательная рана, шунтирующая рана и сложная рана.

  • При последовательном намотке обмотка возбуждения и обмотка якоря соединены последовательно друг с другом.
  • В шунтирующей намотке обмотка возбуждения и обмотка якоря соединены параллельно друг с другом.
  • Составная обмотка представляет собой смесь последовательной намотки и шунтирующей обмотки.

Применение генераторов постоянного тока

Применение генераторов постоянного тока различных типов включает следующее.

  • Генератор постоянного тока с отдельным возбуждением используется для повышения, а также гальванических . Он используется в целях питания и освещения с использованием полевого регулятора .
  • . Генератор постоянного тока с автоматическим возбуждением или шунтирующий генератор постоянного тока используется для питания, а также для обычного освещения с использованием регулятора. Может использоваться для освещения батареи.
  • Генератор постоянного тока серии используется в дуговых лампах для освещения, генератора стабильного тока и усилителя.
  • Составной генератор постоянного тока используется для обеспечения источника питания для сварочных аппаратов постоянного тока.
  • Уровень составного генератора постоянного тока используется для обеспечения электроснабжения общежитий, домиков, офисов и т. Д.
  • В дополнение к составу, генератор постоянного тока используется для компенсации падения напряжения в питателях.

Таким образом, это все о генератора постоянного тока . Из приведенной выше информации, наконец, мы можем заключить, что основные преимущества генератора постоянного тока включают простую конструкцию и дизайн, простота параллельной работы и проблемы со стабильностью системы меньше, чем у генераторов переменного тока.Вот вам вопрос, каковы недостатки генератора постоянного тока?

Принцип работы генератора постоянного тока, конструкция, схема

Что такое принцип работы генератора постоянного тока

Что такое генератор постоянного тока

Принцип работы генератора постоянного тока: Генератор постоянного тока обозначает электрический генератор постоянного тока. Генератор постоянного тока производит постоянный ток. Генератор постоянного тока также называется динамо постоянного тока. Простая схема генератора постоянного тока показана на рис.

Генератор постоянного тока схема

Строительство генератора постоянного тока | Принцип работы генератора постоянного тока

Простой генератор постоянного тока состоит из катушки из изолированного медного провода.Катушка расположена между двумя полюсами сильного подковообразного магнита. На практике большое количество витков изолированного медного провода наматывается на сердечник из мягкого железа.

Два конца катушки соединены с двумя половинами разъемного кольца (R 1 , R 2 называется коммутатором). Две угольные щетки слегка прижимаются к двум полукольцам. Ток выводится через щетки B 1 и B 2 .

Люди также спрашивают, связанные с принципом работы генератора постоянного тока

Принцип работы генератора постоянного тока

Пусть катушка ABCD изначально находится в горизонтальном положении и вращается против часовой стрелки.Когда катушка вращается против часовой стрелки, рычаг AB перемещается вниз, а рычаг CD перемещается вверх.

Катушка во время этого движения перерезает магнитные силовые линии, и в катушке создается индуцированный ток. Согласно правилу правой руки Флеминга, при движении вниз руки AB индуцированный ток течет от B к A в руке AB и от D к C в руке CD. Произведенный таким образом ток выводится через два полуразделенных кольца и угольные щетки.

После половины поворота (поворота на 180º) плечи катушки поменялись местами; рука AB направляется вправо, а рука CD — влево.Затем рука CD начинает двигаться вниз, а рука AB вверх. Во время этого полувращения индуцированный ток протекает от C до D в плече CD и от A до B в плече AB.

Два полуразделенных кольца (R 1 и R 2 ) вращаются вместе с катушкой и касаются двух угольных щеток (B 1 , B 2 ) по одному. В результате каждая угольная щетка продолжает иметь одинаковую полярность (+ или -). Щетка B 2 всегда остается положительной (+) клеммой, а щетка B 1 остается отрицательной (-) клеммой.Произведенный таким образом ток называется постоянным током (DC).

Генератор постоянного тока отличается от генератора переменного тока

Базовая конструкция генераторов переменного и постоянного тока аналогична. Два генератора отличаются только конструкцией контактных колец на концах провода катушки. В генераторе переменного тока используются два полных кольца, называемых контактными кольцами, по одному на каждом конце провода катушки, в то время как в генераторе постоянного тока есть два полукольца (называемых разделенными кольцами) коммутатора.

Принцип работы
и описание генераторов переменного и постоянного тока Генератор

— это устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую. Он работает по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея. Закон Фарадея гласит, что всякий раз, когда проводник помещается в переменное магнитное поле, возникает ЭДС, и эта ЭДС равна скорости изменения магнитных связей. Эта ЭДС может генерироваться, когда между проводником и магнитным полем существует относительное пространственное или относительное изменение во времени.Итак, важными элементами генератора являются:

  • Магнитное поле
  • Движение проводника в магнитном поле

Работа генераторов:

Генераторы — это в основном катушки электрических проводников, обычно медных проводов, которые плотно намотаны на металл ядро и установлены, чтобы развернуться внутри экспоната из больших магнитов. Электрический проводник движется через магнитное поле, магнетизм будет взаимодействовать с электронами в проводнике, вызывая поток электрического тока внутри него.


Working of Generators Working of Generators Источник изображения — лучшие альтернативные источники

Катушка проводника и ее сердечник называются якорем, соединяющим якорь с валом механического источника питания, например двигателя, медный проводник может вращаться с исключительно повышенной скоростью по сравнению с магнитное поле.

Generators Generators Источник изображения — tpub

Точка, когда якорь генератора сначала начинает вращаться, а затем в слабом магнитном поле в башмаках железного полюса. Когда якорь поворачивается, он начинает повышать напряжение.Часть этого напряжения поступает на обмотки возбуждения через регулятор генератора. Это впечатленное напряжение создает более сильный ток в обмотке, повышает напряженность магнитного поля. Расширенное поле создает больше напряжения в якоре. Это, в свою очередь, увеличивает ток в обмотках возбуждения, в результате чего возникает более высокое напряжение якоря. В это время признаки ботинок зависели от направления протекания тока в обмотке поля. Противоположные знаки будут давать ток течь в неправильном направлении.

Типы генераторов:

Генераторы подразделяются на типы.

  • Генераторы переменного тока
  • Генераторы постоянного тока
Генераторы переменного тока:

Они также называются генераторами. Это наиболее важный способ производства электроэнергии во многих местах, поскольку в настоящее время все потребители используют переменный ток. Работает по принципу электромагнитной индукции. Они бывают двух типов: один — индукционный, другой — синхронный.Индукционный генератор не требует отдельного возбуждения постоянным током, регуляторов, регуляторов частоты или регуляторов. Эта концепция имеет место, когда катушки проводника поворачиваются в магнитном поле, приводя в действие ток и напряжение. Генераторы должны работать с постоянной скоростью, чтобы передавать стабильное напряжение переменного тока, даже если нагрузка недоступна.

PCBWay PCBWay

Синхронные генераторы — это генераторы большого размера, которые в основном используются на электростанциях. Это может быть тип вращающегося поля или тип вращающейся арматуры. Во вращающемся типе якоря якорь находится на роторе, а поле на статоре.Ток якоря ротора проходит через контактные кольца и щетки. Они ограничены из-за больших потерь ветра. Они используются для приложений с низкой выходной мощностью. Генератор переменного тока с вращающимся полем широко используется из-за высокой мощности генерации и отсутствия контактных колец и щеток.

Это могут быть как трехфазные, так и двухфазные генераторы. Двухфазный генератор создает два совершенно разных напряжения. Каждое напряжение может рассматриваться как однофазное напряжение. Каждый генерируется напряжение, полностью независимое от другого.Трехфазный генератор имеет три однофазные обмотки, расположенные так, что напряжение, наведенное в любой одной фазе, смещается на 120º от двух других. К ним могут быть подключены либо треугольные, либо треугольные соединения. В Delta Connection каждый конец катушки соединен вместе, образуя замкнутый контур. Дельта-соединение выглядит как греческая буква Дельта (Δ). В соединении Wye один конец каждой катушки соединен вместе, а другой конец каждой катушки оставлен открытым для внешних подключений. Wye Connection появляется как буква Y.

Эти генераторы комплектуются двигателем или турбиной для использования в качестве мотор-генераторной установки и используются в таких областях, как военно-морское дело, добыча нефти и газа, горное оборудование, ветряные электростанции и т. Д.

Преимущества генератора переменного тока:
  • Эти Генераторы, как правило, не требуют технического обслуживания из-за отсутствия щеток.
  • Легко поднимайтесь и опускайтесь через трансформаторы.
  • Размер линии передачи может быть меньше из-за функции увеличения
  • Размер генератора относительно меньше, чем у машины постоянного тока.
  • Потери относительно меньше, чем у машины постоянного тока.
  • Эти автоматические выключатели относительно меньше, чем у автоматических выключателей постоянного тока.

Генераторы постоянного тока: Генератор постоянного тока

обычно используется вне сети.Эти генераторы обеспечивают бесперебойное электропитание непосредственно в электрические накопители и электрические сети постоянного тока без нового оборудования. Накопленная мощность передается нагрузке через преобразователи постоянного тока в переменный. Генераторы постоянного тока могут быть возвращены на постоянную скорость, так как батареи имеют тенденцию стимулировать к извлечению значительно большего количества топлива.

Классификация генераторов постоянного тока

D.C Генераторы классифицируются в соответствии с тем, как создается их магнитное поле в статоре машины.

    Генераторы постоянного тока с постоянными магнитами
  • Генераторы постоянного тока с отдельным возбуждением и
  • Генераторы постоянного тока с собственным возбуждением
  • .

Генераторы постоянного тока с постоянными магнитами не требуют возбуждения внешним полем, поскольку имеют постоянные магниты для создания потока. Они используются для приложений с низким энергопотреблением, таких как динамо. Отдельно возбуждаемые генераторы постоянного тока требуют возбуждения внешним полем для создания магнитного потока. Мы также можем варьировать возбуждение, чтобы получить переменную выходную мощность. Они используются в электроосаждении и электрорафинировании. Из-за остаточного магнетизма, присутствующего в полюсах статора, самовозбуждающиеся генераторы постоянного тока могут генерировать свое собственное магнитное поле, которое запускается.Они просты по конструкции и не требуют внешней цепи для изменения возбуждения поля. Опять же, эти генераторы постоянного тока с автоматическим возбуждением подразделяются на шунтирующие, последовательные и составные генераторы.

Они используются в таких приложениях, как зарядка аккумулятора, сварка, обычные осветительные приборы и т. Д.

Преимущества генератора постоянного тока:
  • Преимущественно машины постоянного тока имеют широкий спектр рабочих характеристик, которые можно получить путем выбора метода возбуждения обмотки поля.
  • Выходное напряжение можно сгладить путем регулярного размещения катушек вокруг якоря. Это приводит к меньшим колебаниям, что желательно для некоторых применений в стационарном состоянии.
  • Нет необходимости в экранировании излучения, поэтому стоимость кабеля будет меньше по сравнению с переменным током.

Теперь у вас есть четкое представление о работе и типах генераторов, если какие-либо дополнительные вопросы по этой теме или по электрическим и электронным проектам оставьте комментарии ниже.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *