Принцип действия генератора постоянного тока
Принцип деяния генератора неизменного тока
На явлениях электрической индукции и электрической силы базирована работа генераторов и движков неизменного тока. Руководствуясь тем, что неважно какая электронная машина обратима, т. е. может служить в определенных критериях как генератором, так и движком, будем рассматривать устройство машины неизменного тока независимо от ее предназначения. Основными частями машины неизменного тока служат якорь и станина, несущая электромагниты. Неподвижная часть — с т а н и н а изготовляется обычно из литой стали. С внутренней стороны на станине укрепляются сердечники полюсов; на концах эти сердечники снабжаются полюсными наконечниками («полюсными башмаками»); последние созданы для более равномерного рассредотачивания магнитной индукции повдоль окружности якоря. На сердечники надеты катушки, составляющие обмотку возбуждения машины.
Машина неизменного тока 1-подшипниковые щиты, 2-станина, 4-якорь с коллектором, 5-траверса со щеткодержателями
Станина машины является замыкающей частью — ярмом магнитопровода. Не считая главных полюсов возбуждения, на станине посредине меж сердечниками основных полюсов помещаются сердечники дополнительных полюсов, катушки которых соединяются поочередно с якорем. Предназначение дополнительных полюсов — обеспечить безыскровую работу щеток на коллекторе—неплохую коммутацию. Якорь (ротор) машины представляет собой цилиндрическое тело, собранное из листовой электротехнической стали, обычно шириной 0,5—1 мм. Якорь является вращающейся
частью машины; в его пазах располагается обмотка соединенная проводниками с укрепленным на валу якоря коллектором. Последний состоит из ряда медных изолированных одна от другой пластинок трапециевидного сечения, образующих цилиндрическую поверхность. Пластинки коллектора изолируются как одна от другой, так и от вала миканитом.
Необмотанный якорь машины неизменного тока и коллектор
На коллектор опираются недвижные в пространстве комплекты угольных либо медных щеток, установленных в щеткодержателях. Таким макаром, при вращении якоря щетки сохраняют постоянное положение по отношению к полюсам машины.
В щеткодержателе щетка пружиной прижимается к коллектору. Щеткодержатели укрепляются на щеточных болтах и щеточной траверсе, которая связывается или с подшипниковым щитом машины, или с ее станиной. Траверсу можно поворачивать и тем
изменять положение всей системы щеток по отношению к полюсам машины. Щеточные болты изолируются от траверсы. Через коллектор и щетки, якорь машины соединяется с наружной цепью.
Щетка и щеткодержатель
В машине имеются две электронные цепи: цепь якоря и цепь возбуждения. По цепи возбуждения пропускается неизменный ток, который, проходя через обмотку возбуждения, делает основное магнитное поле машины.
.Чтоб может быть нагляднее разъяснить получение неизменной э. д. с. с помощью машины и роль коллектора, разглядим условия работы простого кольцевого якоря машины постоянного тока.
Этот якорь представляет собой полый цилиндр, собранный из листовой электротехнической стали. Обмотка якоря обвивает полый цилиндр, образуя замкнутый контур. Магнитный поток пронизывает сердечник якоря, минуя его внутреннюю полость.
Схема кольцевого якоря
При вращении якоря э. д. с. индуктируется исключительно в проводниках, лежащих на внешней стороне якоря, части же обмотки, лежащие на внутренней и торцевых сторонах якоря, не участвуют в образовании э. д. с. и делают только роль соединительных проводников. Определяя направление э. д. е., мы лицезреем, что э. д. с. в витках обмотки, передвигающихся под северным полюсом, обратна по направлению э. д. е., индуктируемой в витках, передвигающихся под южным полюсом. Потому что устройство машины симметрично, то эти э. д. с. в замкнутой обмотке якоря взаимно уравновешиваются и никакого внутреннего тока в обмотке не появляется. Чтоб использовать э. д. с. обмотки, можно соединить ее с наружной нагрузочной цепью средством неподвижных щеток. Место щеток следует избрать так, чтоб стопроцентно использовать э. д. е., индуктируемую обмоткой.
Щетки делят обмотку на две параллельные ветки с одинаковыми э. д. с. В каждой из параллельных веток обмотки все э. д. с. обязаны иметь однообразное направление, в неприятном случае не будет применена стопроцентно э. д. с. всех витков обмотки (в предельном случае, когда щетки поставлены под серединами полюсов, напряжение меж ними будет равно нулю). Направление э. д. с. в проводниках обмотки определяется и направлением магнитного поля и направлением вращения якоря.
Индукция имеет наибольшее значение под серединой полюсов машины, а в точках, находящихся на полосы, перпендикулярной к оси полюсов и проходящей через центр якоря, индукция равна нулю. Рассредотачивание индукции повдоль окружности якоря находится в зависимости от магнитного сопротивления повдоль окружности машины, а это сопротивление в большой мере определяется формой полюсных наконечников.
Рассредотачивание магнитной индукции в доль окружности якоря и положение щеток вчетырехполюсной машине.
Как следует, щетки должны стоять на нейтрали.
Вследствие такового положения щеток меж ними создается неизменное напряжение, хотя э. д .с., индуктируемая в каждом из витков обмотки якоря, является переменной. Напряжение между ветвью обмотки якоря; такая ветвь состоит из группы поочередно соединенных, безпрерывно передвигающихся проводников; отдельные проводники один за одним перебегают из области северного полюса в область южного полюса, при всем этом направление э. д. с. в их меняется. Но в то же время положение каждой группы проводников, образующей параллельную ветвь обмотки, остается постоянным по отношению к полюсам машины. Благодаря этому напряжение меж щетками машины повсевременно. Процесс переключения элементов обмотки из одной параллельной ветки в другую называется коммутацией.
Если заместо 2-ух полюсов машина имеет четыре полюса, то для использования ее э. д. с. при рассматриваемой нами обмотке кольцевого якоря пригодятся четыре щетки, которые должны быть соединены меж собой попарно. Эти щетки делят обмотку на две пары параллельных веток.
Соединение обмотки якоря с наружной цепью через коллектор и щетки.
Нецелесообразно приспосабливать обмотку якоря для конкретного контакта проводников якоря со щетками. Лучше и надежнее, когда щетки скользят по специально для этого адаптированным пластинам коллектора, а пластинки проводниками соединяются с отдельными витками замкнутой обмотки якоря.
С помощью коллектора и этих соединительных проводников щетки делят обмотку якоря на параллельные ветки совсем так же, как и при конкретном контакте щеток с этой обмоткой.
Кольцевой якорь со спиральной обмоткой в текущее время не применяется, потому что при спиральной обмотке более половины длины ее не участвует в образовании э. д. е., а служит только для соединения меж собой активных проводников, лежащих на наружной стороне кольцевого якоря.
Существенно лучше применена медь в обмотках относительно сложного барабанного якоря. Барабанный якорь представляет собой цилиндр, собранный из листов электротехнической стали, в пазах которого только с наружной стороны барабана располагаются проводники обмотки якоря.
Машина неизменного тока обратима: если машину крутит первичный движок и магнитное поле машины возбуждено, то в якоре наводится э. д. с. и через коллектор и щетки машина отправляет неизменный ток во внешнюю цепь. В якоре этот ток, взаимодействуя с полем машины, делает тормозящий момент, преодолеваемый первичным движком. В таких критериях машина работает генератором. Если же якорь и обмотка возбуждения машины включены под неизменное напряжение, то ток, проходящий через обмотку якоря, взаимодействуя с полем машины, создает крутящий момент, приводящий якорь во вращение, при всем этом в обмотке якоря наводится противо- э. д. с. В таких условиях машина работает в режиме мотора, превращая электрическую энергию в механическую.
Комментарии
Принцип действия генератора постоянного тока — Комментариев нет