DC jeneratörleri

DC jeneratörünün çalışma prensibi

Jeneratör kullanımına dayanmaktadır elektromanyetik indüksiyon yasası, buna göre manyetik alanda hareket eden ve manyetik akıyı geçen bir iletkende, ef tarafından indüklenir.

Bir DC makinesinin ana parçalarından biri, manyetik akıyı kapatan manyetik devredir. Bir DC makinesinin manyetik devresi (Şekil 1), sabit bir parça - stator 1 ve dönen bir parça - rotor 4'ten oluşur. Stator, manyetik kutuplar 2 dahil olmak üzere makinenin diğer parçalarının takılı olduğu çelik bir kasadır. Açık manyetik kutuplar 3, doğru akımla çalışan ve ana manyetik akı Ф0 yaratan heyecan verici bir bobin yerleştirilir.

Pirinç. 1. Dört kutuplu bir DC makinenin manyetik devresi

Pirinç. 2. Rotorun manyetik devresinin monte edildiği levhalar: a - açık kanallarla, b - yarı kapalı kanallarla

Makinenin rotoru, şaft ve havalandırma için çevresel yivler ve delikler bulunan preslenmiş çelik saclardan monte edilmiştir (Şekil 2). Rotorun kanallarında (Şekil 1'de 5), doğru akım makinesinin çalışma sargısı, yani em'in ana manyetik akı tarafından indüklendiği sargı döşenir. vesaire. ileBu sargıya armatür sargısı denir (dolayısıyla bir DC makinenin rotoruna genellikle armatür denir).

E.'nin anlamı vb. c. DC jeneratörü değiştirilebilir ancak polaritesi sabit kalır. DC jeneratörünün çalışma prensibi Şek. 3.

Kalıcı bir mıknatısın kutupları bir manyetik akı oluşturur. Armatür sargısının, uçları birbirinden izole edilmiş farklı yarım halkalara tutturulmuş bir dönüşten oluştuğunu hayal edin. Bu yarım halkalar bir koleksiyoncu oluşturmak, armatür sargısının dönüşü ile dönen. Aynı zamanda, sabit fırçalar toplayıcı boyunca kayar.

Bobin manyetik bir alanda döndüğünde, içinde bir emk indüklenir.

burada B manyetik indüksiyondur, l telin uzunluğudur, v onun doğrusal hızıdır.

Bobinin düzlemi, kutupların merkez çizgisinin düzlemi ile çakıştığında (bobin dikey olarak yerleştirilmiştir), teller maksimum manyetik akıyı geçer ve içlerinde maksimum e değeri indüklenir. vesaire. c. Kontur yatay olduğunda, örn. vesaire. v. tellerde sıfırdır.

e'nin yönü vb. İletkendeki p, sağ el kuralıyla belirlenir (Şekil 3'te oklarla gösterilmiştir). Bobinin dönüşü sırasında tel diğer kutbun altından geçtiğinde, e yönü. vesaire. v. dönüştürülür. Ancak toplayıcı bobinle birlikte döndüğünden ve fırçalar sabit olduğundan, kuzey kutbunun altında bulunan bir tel her zaman üst fırçaya bağlanır, örn. vesaire. v. fırçadan uzağa yönlendirilen. Sonuç olarak, fırçaların polaritesi değişmeden kalır ve bu nedenle e yönünde değişmeden kalır. vesaire. fırçalarda — örneğin SCH (Şek. 4).

Pirinç. 3. En basit DC üreteci

Pirinç. 4. Elektromotor kuvvetinin süresindeki değişiklik.en basit DC üreteci

Her ne kadar e. vb. c.En basit doğru akım jeneratörü yön olarak sabittir, değeri değişir, bir devirde maksimumun iki katı ve sıfır değerlerin iki katı döner. Bu kadar büyük dalgalanmaya sahip bir DC, çoğu DC alıcısı için uygun değildir ve kelimenin tam anlamıyla sabit olarak adlandırılamaz.

Dalgalanmayı azaltmak için, DC jeneratörünün armatür sargısı çok sayıda sarımdan (bobin) yapılır ve toplayıcı, birbirinden izole edilmiş çok sayıda toplayıcı plakadan yapılır.

Her birinde iki tur olan dört sargıdan (1, 2, 3, 4) oluşan yuvarlak bir armatür sargısı (Şekil 5) örneğini kullanarak dalgaları yumuşatma sürecini ele alalım. Armatür n ve e frekansı ile saat yönünde döner ve armatürün dışında bulunan armatür sargı tellerinde indüklenir. vesaire. (yön oklarla gösterilmiştir).

Armatür sargısı, seri bağlı dönüşlerden oluşan kapalı bir devredir. Ancak fırçalar açısından armatür sargısı iki paralel koldur. İncirde. 5 ve bir paralel kol bobin 2'den oluşur, ikincisi bobin 4'ten oluşur (1 ve 3 bobinlerinde EMF indüklenmez ve her iki uçta bir fırçaya bağlanır). İncirde. Şekil 5b'de çapa, 1/8 turdan sonra aldığı konumda gösterilmektedir. Bu konumda, bir paralel armatür sargısı seri bağlı bobinler 1 ve 2'den ve ikincisi seri bağlı bobinler 3 ve 4'ten oluşur.

Pirinç. 5. Halka armatürlü en basit DC jeneratörünün şeması

Armatür fırçalara göre döndüğünde her bobin sabit bir polariteye sahiptir. Adres değişikliği vb. c. armatürün dönüşü ile zaman içindeki sargılar, şekil l'de gösterilmiştir. 6, bir. D.d.C. fırçalarda e'ye eşittir. vesaire. v. armatür sargısının her bir paralel kolu. İncir. 5, e. vb. c.paralel dal eşittir veya e. vesaire. c. bir bobin veya miktar e. vesaire. c. iki bitişik sargı:

E'nin bu titreşiminin bir sonucu olarak. vesaire. c. armatür sargıları önemli ölçüde azalır (Şekil 6, b). Sarım sayısı ve kollektör plakaları arttırılarak neredeyse sabit bir radyasyon elde edilebilir. vesaire. v. armatür sargıları.

DC Jeneratör Tasarımı

Elektrik mühendisliğindeki teknik ilerleme sürecinde, temel detaylar aynı kalsa da DC makinelerin tasarımı değişir.

Endüstri tarafından üretilen DC makine türlerinden birinin cihazını düşünün. Belirtildiği gibi makinenin ana parçaları stator ve armatürdür. Çelik silindir şeklinde yapılmış stator 6 (Şekil 7), hem diğer parçaları sabitlemeye hem de mekanik hasara karşı korumaya hizmet eder ve manyetik devrenin sabit bir parçasıdır.

Manyetik kutuplar 4 statora bağlanmıştır; kalıcı mıknatıslar (düşük güçlü makineler için) veya elektromıknatıslar. İkinci durumda, kutuplara doğru akımla beslenen ve statora göre sabit bir manyetik akı oluşturan bir heyecan verici bobin 5 yerleştirilir.

Çok sayıda kutupla, sargıları paralel veya seri olarak bağlanır, ancak böylece kuzey ve güney kutupları değişir (bkz. Şekil 1). Ana direklerin arasına kendi sargıları olan ek direkler yerleştirilmiştir. Uç kalkanlar 7 statora takılır (Şek. 7).

DC makinesinin armatürü 3, girdap akımlarından kaynaklanan güç kayıplarını azaltmak için çelik sacdan monte edilmiştir (bkz. Şekil 2). Levhalar birbirinden izole edilmiştir.Armatür, makinenin manyetik devresinin hareketli (dönen) bir parçasıdır. Armatür bobini veya çalışma bobini 9, armatür kanallarına yerleştirilir.

Pirinç. 6. Sargılardan ve halka armatürünün sargısından EMF'nin zaman değişimi

Makineler şu anda armatür ve tambur tipi sarım ile üretilmektedir. Daha önce ele alınan halka armatür sarımı şu dezavantaja sahiptir: e. vesaire. c. sadece armatürün dış yüzeyinde bulunan iletkenlerde indüklenir. Bu nedenle, tellerin yalnızca yarısı aktiftir. Tamburun armatür sargısında, tüm teller aktiftir, yani aynı e'yi oluşturmak için. bir halka armatür makinesinde olduğu gibi, iletken malzemenin neredeyse yarısı gereklidir.

Oluklarda bulunan armatür sargısının iletkenleri, dönüşlerin ön kısımları ile birbirine bağlanır. Her yuva genellikle birkaç kablo içerir. Bir yuvanın iletkenleri, diğer yuvanın iletkenlerine bobin veya bölüm adı verilen bir seri bağlantı oluşturmak üzere bağlanır.Bölümler seri bağlanır ve kapalı bir devre oluşturur. Bağlama sırası, e. vesaire. v. bir paralel dalda bulunan tellerde aynı yöne sahipti.

İncirde. Şekil 8, iki kutuplu bir makinenin en basit tambur armatür sarımını göstermektedir. Kesintisiz çizgiler, kollektör tarafında bölümlerin birbirine bağlantısını, kesik çizgiler ise karşı tarafta tellerin uç bağlantılarını göstermektedir. Hücrelerin birleşim yerlerinden kollektör saclarına şeritler yapılır. e'nin yönü vb. Bobinin tellerindeki p., şekilde gösterilmiştir: «+» — okuyucudan gelen yön, «•» — okuyucuya giden yön.

Böyle bir armatürün sargısının da iki paralel kolu vardır: birincisi 1, 6, 3, 8 numaralı yuvaların telleri tarafından oluşturulur, ikincisi - 4, 7, 2, 5 numaralı yuvaların telleri tarafından oluşturulur. Armatür döndüğünde , telleri paralel bir dal oluşturan yuvaların kombinasyonu her zaman değişir, ancak her zaman paralel dal, uzayda sabit bir konum işgal eden dört kanalın tellerinden oluşur.

Pirinç. 7. Tambur tipi armatür DC makinesinin düzeni

Pirinç. 8. En basit sarma

Fabrikaların ürettiği makinelerde, tamburun armatürünün çevresi boyunca onlarca veya yüzlerce oluk ve armatür sarımının bölüm sayısına eşit kollektör plakalarının sayısı vardır.

Kollektör 1 (bkz. Şekil 7), armatür sargısının bölümlerinin bağlantı noktalarına bağlanan ve e değişkenini dönüştürmeye yarayan, birbirinden izole edilmiş bakır plakalardan oluşur. vesaire. v. armatür sargısının tellerinde sabit e. vesaire. c. jeneratörün fırçalarında 2 veya ağdan motor fırçalarına sağlanan doğru akımın motorun armatür sargısının tellerinde alternatif akıma dönüştürülmesi. Kollektör armatürle birlikte döner.

Armatür döndüğünde, sabit fırçalar 2 toplayıcı boyunca kayar, fırçalar grafit ve bakır-grafittir. Belirli bir açıda döndürülebilen fırça tutuculara monte edilirler. Ankraja havalandırma için bir çark (8) bağlanmıştır.

DC jeneratörlerinin sınıflandırılması ve parametreleri

DC jeneratörlerinin sınıflandırılması, uyarma bobininin güç kaynağının türüne bağlıdır. Ayırt etmek:

1.uyarma bobini harici bir kaynakla (pil veya başka bir doğru akım kaynağı) beslenen kendinden uyarmalı jeneratörler. Düşük güçlü jeneratörlerde (onlarca watt), ana manyetik akı kalıcı mıknatıslar tarafından oluşturulabilir,

2. Uyarma bobini jeneratörün kendisi tarafından çalıştırılan kendinden uyarmalı jeneratörler. Armatür ve uyarma sargılarının dış devreye göre bağlantı şemasına göre, uyarma sargısının armatür sargısına paralel bağlandığı paralel uyarma jeneratörleri (şönt jeneratörler), bunların içinde bulunduğu seri uyarma jeneratörleri vardır. sargılar seri olarak bağlanır (seri jeneratörler), bir heyecan verici sargının armatür sargısına paralel olarak bağlandığı ve ikincisinin seri olarak (kombine jeneratörler) bağlandığı karışık uyarmalı jeneratörler.

DC jeneratörünün anma modu, anma gücü - jeneratörün alıcıya verdiği güç, armatür sargısının terminallerindeki anma gerilimi, armatürün anma akımı, uyarma akımı, anma frekansı ile belirlenir. armatürün dönüşü. Bu değerler genellikle jeneratörün pasaportunda belirtilir.