A kezdeti elektromágneses generátor (Faraday-lemezt) brit tudós találta ki, nevezetesen Michael Faraday 1831-ben DC generátor egy elektromos eszköz, amelyet generálnak elektromos energia . Ennek az eszköznek a fő feladata a mechanikai energia elektromos energiává változtatása. Többféle mechanikus energiaforrás áll rendelkezésre, mint például kézi hajtókarok, belső égésű motorok, vízturbinák, gáz- és gőzturbinák. A generátor biztosítja az energiát az összes elektromos áramhálózatok . A generátor fordított funkciója villanymotorral végezhető el. A motor fő feladata az elektromos energia mechanikává alakítása. A motorok, valamint a generátorok hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek. Ez a cikk a DC generátorok áttekintését tárgyalja.
Mi az a DC generátor?
Egy egyenáramú generátor vagy egyenáramú generátor egyfajta elektromos gép, és ennek a gépnek a fő feladata az a mechanikai energiát egyenárammá (egyenárammá) alakítja. Az energiamódosítási folyamat az energetikailag indukált elektromotoros erő elvét használja. Az egyenáramú generátor diagram alább látható.
DC generátor
Amikor egy vezető elvág mágneses fluxus , akkor energetikailag indukált elektromotoros erő keletkezik benne a Faraday törvényei . Ez az elektromotoros erő áramot okozhat, ha a vezető áramkör nincs nyitva.
Építkezés
A DC generátort a-ként is használják DC motor szerkezetének megváltoztatása nélkül. Ezért egy egyenáramú motor egyébként DC generátort általában a-nak nevezhetünk DC gép. Az a 4 pólusú egyenáramú generátor alább látható. Ez a generátor a következőkből áll: több rész mint igát, oszlopokat és botokat, terepi tekercselés, armatúra mag, armatúra tekercselés, kommutátor és kefék. De ennek a készüléknek a két lényeges része az állórész, valamint a rotor .
Állórész
Az állórész az egyenáramú generátor elengedhetetlen része, és ennek fő feladata a mágneses mezők biztosítása, ahol a tekercsek forognak. Ide tartoznak a stabil mágnesek is, amelyek közül kettő fordított pólusú. Ezek a mágnesek úgy vannak elhelyezve, hogy illeszkedjenek a rotor tartományába.
Rotor vagy armatúra mag
Rotor vagy armatúra mag a DC generátor második elengedhetetlen része, és magában foglalja a réselt vasrétegeket az a alakra halmozott résekkel hengeres armatúra mag . Általában ezeket a laminálásokat kínálják a veszteség csökkentésére a örvényáram .
Armatúra tekercselések
Az armatúra mag nyílásait elsősorban az armatúra tekercselésére használják. Ezek zárt áramkörű tekercselésű formában vannak, és sorba vannak kapcsolva párhuzamosan az előállított áram összegének növelése érdekében.
Iga
A DC generátor külső szerkezete Yoke, amely öntöttvasból készül, egyébként acélból. Megadja a szükséges mechanikai erőt a mágneses fluxus a pólusokon keresztül adva.
Lengyelek
Ezeket elsősorban a terepi tekercsek megtartására használják. Általában ezeket a tekercseket a pólusokra tekerik fel, és sorba kötik őket, amelyek egyébként párhuzamosak a armatúra tekercsek . Ezenkívül a pólusok a hegesztési módszerrel a járat irányába fognak csatlakozni, különben csavarokkal.
Rúdcipő
A póluscipőt főleg a mágneses fluxus terjesztésére, valamint a mezőtekercs leesésének elkerülésére használják.
Kommutátor
A kommutátor működése olyan, mint egy egyenirányító a változtatáshoz AC feszültség hoz DC feszültség az armatúrán belül kanyargó kefékig. Réz szegmenssel van megtervezve, és minden réz szegmens védve van egymástól a segítségével csillámlapok . A gép tengelyén található.
Kommutátor a DC generátorban
DC generátor kommutátor funkció
Az egyenáramú generátorban lévő kommutátor fő feladata az AC váltása DC-re. Úgy működik, mint egy tolatókapcsoló, és a generátorban betöltött szerepét az alábbiakban tárgyaljuk.
A generátor armatúra tekercsében indukált emf váltakozik. Tehát az armatúra tekercsen belüli áram áramlása váltakozó áram is lehet. Ez az áram a pontos pillanatban megfordítható a kommutátoron keresztül, amikor az armatúra tekercs keresztezi a mágneses torzítás nélküli tengelyt. Így a terhelés egyenáramot vagy egyirányú áramot ér el.
A kommutátor garantálja, hogy a generátorból áramló áramlás örökké egyetlen irányban áramlik. A kefék kiváló minőségű elektromos csatlakozásokat hoznak létre a generátor és a terhelés között azáltal, hogy a kommutátoron mozognak.
Ecsetek
Az elektromos kapcsolatok biztosíthatók a kommutátor valamint a külső teheráramkör kefék segítségével.
Működési elv
Az a DC generátor működési elve Faraday törvényein alapul elektromágneses indukció . Ha egy vezető instabil mágneses mezőben helyezkedik el, a vezetőn belül elektromotoros erő indukálódik. Az indukált e.m.f nagyság a következő egyenletből mérhető egy generátor elektromotoros ereje .
Ha a vezető zárt sávban van, akkor a kiváltott áram a sávban folyik. Ebben a generátorban a mezőtekercsek elektromágneses teret generálnak, valamint az armatúravezetők térbe fordulnak. Ezért egy elektromágnesesen indukált elektromotoros erő (e.m.f) keletkezik az armatúra vezetőiben. Az indukált áram útját Fleming jobbkezes szabálya fogja biztosítani.
DC generátor E.M.F egyenlet
Az az egyenáramú generátor emf-egyenlete Faraday törvényei szerint az elektromágneses indukció az Pl. = PØZN / 60 A
Hol Phi van
fluxus vagy pólus a Webberen belül
A „Z” az armatúra vezető teljes száma
A „P” egy generátor pólusainak száma
Az „A” a párhuzamos sávok száma az armatúrán belül
„N” az armatúra forgása fordulat / perc sebességgel (fordulat / perc)
„E” az indukált e.m.f bármely párhuzamos sávban az armatúrán belül
Az „Eg” a generált e.m.f az egyik párhuzamos sávban
Az „N / 60” a másodpercenkénti fordulatok száma
Egy fordulat ideje dt = 60 / N sec
A DC generátor típusai
Az egyenáramú generátorok osztályozása két legfontosabb kategóriába sorolható, külön-külön gerjesztve, valamint öngerjesztve.
A DC generátorok típusai
Külön izgatott
Külön gerjesztett típus esetén a tér tekercseket autonóm külső DC forrásból erősítik.
Ön izgatott
Az öngerjesztő típusban a tér tekercseket a generátorral létrehozott áramból erősítik. Az első elektromotoros erő létrehozása a mező pólusain belüli kiemelkedő mágnesessége miatt következik be.
Az előállított elektromotoros erő az áram töredékét szolgáltatja a terepi tekercsekben, ezért növeli a mező fluxusát, valamint az elektromotoros erőtermelést. Ezenkívül az ilyen típusú egyenáramú generátorok három típusba sorolhatók, nevezetesen soros sebek, sönt-sebek és összetett sebek.
- Soros tekercselésben mind a szántóföldi tekercselés, mind az armatúra tekercselés sorba kapcsolódik egymással.
- Shunt-tekercselésnél a terepi tekercselés és az armatúra tekercselése egymással párhuzamosan kapcsolódik.
- Az összetett tekercselés a soros tekercselés és a sönt tekercselés keveréke.
A DC generátor hatékonysága
Az egyenáramú generátorok nagyon megbízhatóak, 85-95% -os hatékonysággal
Tekintsük egy generátor kimenetét VI-ra
A generátor bemenete VI + veszteség
Bemenet = VI + I2aRa + Wc
Ha a sönt mezőárama jelentéktelen, akkor Ia = I (hozzávetőlegesen)
Ezt követően n = VI / (VI + Ia2Ra + wc) = 1 / (1 + Ira / V + wc / VI)
A legnagyobb hatékonyság érdekében d / dt (Ira / V + wc / VI) = 0, különben I2ra = wc
Ezért a hatékonyság akkor a legmagasabb, ha a változó veszteség egyenértékű az állandó veszteséggel
A legnagyobb hatásfoknak megfelelő terhelési áram I2ra = wc, különben I = √wc / ra
Veszteségek a DC generátorban
Különböző típusú gépek állnak rendelkezésre a piacon, ahol a teljes bemeneti energia nem változtatható outputra a bemeneti energia vesztesége miatt. Tehát az ilyen típusú generátorokban különböző veszteségek fordulhatnak elő.
Réz veszteség
Az armatúra rézveszteségében (Ia2Ra), ahol az armatúraáram „Ia”, az armatúraellenállás pedig „Ra”. Az olyan generátorok esetében, mint a sönt tekercselés, a réz vesztesége egyenértékű az Ish2Rsh-val, amely szinte stabil. Az olyan generátorok esetében, mint egy soros tekercselés, a réz vesztesége egyenértékű az Ise2 Rse-vel, amely szintén szinte stabil. Az olyan generátorok esetében, mint az összetett tekercselés, a beadott rézveszteség hasonló az Icomp2 Rcomp-hoz, amely szintén majdnem stabil. Teljes terhelés esetén a rézveszteség 20-30% -ban fordul elő a kefe érintkezése miatt.
Mag vagy vas vagy mágneses veszteség
A magveszteségek két típusba sorolhatók, mint a hiszterézis és az örvényáram
Hiszterézis veszteség
Ez a veszteség elsősorban az armatúra magjának megfordulása miatt következik be. A rotormag minden része áthaladt a két pólus alatt, például észak és dél felváltva, és ennek megfelelően éri el az S & N polaritást. Amikor a mag egy póluskészlet alatt szállít, akkor a mag befejezi a frekvenciaváltás egy sorozatát. Kérjük, olvassa el ezt a linket, ha többet szeretne megtudni Mi a hiszterézis veszteség: tényezők és alkalmazásai
Örvényáram-veszteség
Az armatúra magja lefordítja a mágneses fluxust az egész fordulat alatt, és az elektromágneses indukciós törvények alapján az elektromágneses indukciós törvények alapján eff kiváltható a mag külsején belül, ez az emf rendkívül kicsi, ugyanakkor nagy áramot hoz létre a mag felületén. Ezt a hatalmas áramot örvényáramnak nevezik, míg a veszteséget örvényáram-veszteségnek nevezik.
Az alapveszteségek stabilak az összetett és a söntgenerátorok számára, mivel a tér áramuk majdnem stabil. Ez a veszteség főként 20-30% -ban fordul elő teljes terhelésű veszteségekben.
Mechanikai veszteség
A mechanikus veszteség meghatározható a forgó armatúra légsúrlódásának vagy szélsebesség-veszteségének. A súrlódási veszteség főként a csapágyak és kommutátorok teljes terhelésének 10% -ától 20% -áig fordul elő.
Kóbor veszteség
A kóbor veszteségek elsősorban a veszteségek, például a mag és a mechanikai veszteségek kombinálásával következnek be. Ezeket a veszteségeket rotációs veszteségeknek is nevezzük.
Különbség az AC és DC generátor között
Mielőtt megvitatnánk az AC és DC generátorok közötti különbséget, ismernünk kell a generátorok fogalmát. A generátorokat általában két típusba sorolják, például AC és DC. Ezeknek a generátoroknak az a fő funkciójuk, hogy a teljesítményt mechanikusról elektromosra változtassák. Egy váltakozó áramú generátor váltakozó áramot, míg az egyenáramú generátor közvetlen áramot generál.
Mindkét generátor Faraday törvényét használja az elektromos energia előállítására. Ez a törvény azt mondja, hogy ha egy vezető elmozdul egy mágneses mezőn belül, akkor a mágneses erővonalakat elvágja, hogy stimulálja az EMF vagy elektromágneses erőt a vezetőn belül. Ez az indukált emf nagysága főleg a vezetőn keresztüli mágneses vonali erő kapcsolatától függ. Miután a vezető áramköre lezárult, az emf áram áramlást okozhat. Az egyenáramú generátor fő részei a mágneses mező és vezetők, amelyek a mágneses mezőben mozognak.
Az AC és DC generátorok közötti fő különbségek az egyik legfontosabb elektromos téma. Ezek a különbségek segíthetik a hallgatókat a téma tanulmányozásában, de előtte minden részletében tudnia kell a váltakozó áramú generátorokról és az egyenáramú generátorokról is, hogy a különbségeket nagyon egyszerűen meg lehessen érteni. Kérjük, olvassa el ezt a linket, ha többet szeretne megtudni a The Különbség az AC és DC generátor között.
Jellemzők
Az egyenáramú generátor jellemzői a két különálló mennyiség grafikus ábrázolásaként határozhatók meg. Ez a grafikon mutatja az egyensúlyi állapot jellemzőit, amelyek megmagyarázzák a terminál feszültsége, terhelései és gerjesztése közötti fő kapcsolatot ezen a grafikonon keresztül. Ennek a generátornak a legfontosabb jellemzőit az alábbiakban tárgyaljuk.
Mágnesezési jellemzők
A mágnesezési jellemzők biztosítják azt a különbséget, hogy az egyébként terhelés nélküli feszültséget terepi áram révén stabil sebességgel állítsák elő. Ezt a fajta jellemzőt nyitott áramkörös egyébként terhelés nélküli karakterisztikának is nevezik.
Belső jellemzők
Az egyenáramú generátor belső jellemzői ábrázolhatók a terhelési áram és az előállított feszültség között.
Külső vagy terhelési jellemzők
A terhelés vagy a külső típus jellemzői biztosítják a fő összefüggéseket a terhelési áram és a terminálfeszültség között, stabil sebesség mellett.
Előnyök
Az a egy egyenáramú generátor dvantagei a következőket tartalmazzák.
- Az egyenáramú generátorok nagy kimenetet generálnak.
- Ezen generátorok végterhelése nagy.
- Az egyenáramú generátorok tervezése nagyon egyszerű
- Ezeket egyenetlen kimeneti teljesítmény előállítására használják.
- Ezek rendkívül összhangban vannak a hatékonyság besorolásának 85-95% -ával
- Megbízható kimenetet nyújtanak.
- Könnyűek és kompaktak is.
Hátrányok
Az egyenáramú generátor hátrányai a következők.
- Az egyenáramú generátor nem használható transzformátorral
- Ennek a generátornak a hatékonysága alacsony sok veszteség miatt, például réz, mechanikai, örvény stb.
- Hosszú távokon feszültségesés léphet fel
- Osztott gyűrűs kommutátort használ, így bonyolultabbá teszi a gép kialakítását
- Drága
- Magas fenntartási
- A szikrák energia előállítása közben keletkeznek
- Több energia veszik el az átvitel során
A DC generátorok alkalmazásai
Különböző típusú egyenáramú generátorok alkalmazásai a következők.
- A külön gerjesztett típusú egyenáramú generátort emeljük fel galvanizálás . Energia- és világítási célokra használják a terepi szabályozó
- Az öngerjesztésű egyenáramú generátort vagy a shunt egyenáramú generátort áramforrásként, valamint a szokásos világításhoz használják a szabályozó segítségével. Akkumulátorok világítására használható.
- A soros egyenáramú generátort ívlámpákban használják világításhoz, stabil áramgenerátorhoz és erősítőhöz.
- Összetett DC generátort alkalmazunk a tápegység egyenáramú hegesztőgépekhez.
- Szintű vegyület DC generátor szállók, páholyok, irodák stb. áramellátására szolgál
- Összetettnél egyenáramú generátort használnak az adagolók feszültségesésének kompenzálására.
Így erről van szó az egyenáramú generátor . A fenti információk alapján végül arra a következtetésre juthatunk, hogy a DC generátorok fő előnyei közé tartozik az egyszerű felépítés és tervezés, a párhuzamos működés egyszerű, és a rendszer stabilitási problémái kevésbé hasonlítanak a generátorokhoz. Itt egy kérdés az Ön számára, milyen hátrányai vannak az egyenáramú generátoroknak?
