Генератор постоянного тока: принцип работы, популярные модели
Преимущества таких генераторов состоят в легком весе и компактности, возможности использовать в экстремальных условиях; отсутствии потерь, связанных с вихревыми токами Источник electrikmaster.ru
Работа прибора основана на использовании закона электромагнитной индукции — в проводнике, движущемся в магнитном поле и пересекающем магнитный поток, индуцируется ЭДС Источник electricalschool.info
Один из вариантов подобного подключения показан на схеме, но, тем не менее, принцип всегда остается неизменным Источник m-strana.ru
Электродвижущая сила генератора
В двухполюсной машине всегда имеется пара параллельных ветвей якорной обмотки, поэтому средняя величина ЭДС в якорной обмотке равна значению E в этой формуле Источник m-strana.ru
Средняя величина индуктированной электродвижущей силы в генераторе прямо пропорциональна величине магнитного потока Φ, числу оборотов якоря n в минуту и числу z активных проводников якоря Источник m-strana.ru
Немного о строении генератора
Как и абсолютное большинство других электрических агрегатов, генератор постоянного тока в свой состав включает статор и ротор (якорь) Источник strojdvor.ru
Составляющие альтернатора постоянного тока: 1) якорь; 2) сердечник полюса; 3) обмотка полюса; 4) статор; 5) вентилятор; 6) Щетки; 7) коллектор Источник m-strana.ru
В последующие десятилетия такие машины из-за развития трехфазного переменного тока потеряли свою значимость в крупномасштабном машиностроении. Синхронные машины и системы с низким уровнем обслуживания асинхронного двигателя заменили их во многих устройствах.
Схема включения и статические характеристики двигателей постоянного тока с независимым возбуждением, работающих в электроприводах
- пуск двигателя генератора может осуществляться либо брелком, либо электростартом;
- мощности агрегата достаточно для частного дома средней величины;
- наличие счетчика моточасов напомнит о времени прохождения очередного сервиса;
- в случае выхода агрегата из строя нужные детали всегда можно найти в магазинах.
Видео описание
Где используются генераторы постоянного тока
На железнодорожном транспорте (на тепловозах) до 1970-х гг. основным типом тягового генератора был генератор постоянного тока (тепловозы ТЭ3, ТЭ10, ТЭП60, ТЭМ2 и др.) Источник 12mm.ru
В XX столетии и на сегодняшний день генераторы, вырабатывающие постоянный ток, востребованы в транспорте – в промышленной и обслуживающей сфере:
- городской транспорт – трамваи и троллейбусы;
- железнодорожный транспорт – тепловозы разных моделей;
- автомобильный транспорт – сейчас генераторы старого образца заменили трехфазными генераторами со встроенными преобразователями.
Примечание: для приобретения генератора, вырабатывающего постоянный ток можно посетить магазины с широким ассортиментом электротоваров, торговые центры, а также коммерческие площадки в Интернете (интернет-магазин).
Принцип действия и использование
Это устройство представляет собой электромашину, которая преобразовывает электрическую энергию в механическую. Принцип работы двигателя постоянного тока заключается в том, что всякий раз, когда проводник, переносимый током, помещается в магнитное поле, он испытывает механическую силу.
Коммутатор состоит из проводящих сегментов (стержней) из меди, которые представляют собой завершение отдельных катушек проволоки, распределённых вокруг арматуры. Вторая половина механического выключателя комплектуется щётками. Эти щётки обычно остаются неподвижными с корпусом двигателя.
По мере прохождения электрической энергии через щётки и арматуру создаётся крутильная сила в виде реакции между полем двигателя и якорем, вызывающим поворот якоря двигателя. Когда арматура поворачивается, щётки переключаются на соседние полосы на коммутаторе. Это действие переносит электрическую энергию на соседнюю обмотку и якорь.
Движение магнитного поля достигается переключением тока между катушками внутри двигателя. Это действие называется коммутацией. Очень многие двигатели имеют встроенную коммутацию. Это означает, что при вращении двигателя механические щётки автоматически коммутируют катушки на роторе.
Настройка скорости
ДПТ можно легко регулировать. Скорость можно изменить с помощью следующих переменных:
Простейшим методом управления скоростью вращения является управление приводным напряжением. Чем выше напряжение, тем выше скорость, которую двигатель пытается достичь. Во многих приложениях простое регулирование напряжения может привести к большим потерям мощности в цепи управления, поэтому широко используется метод широтно-импульсной модуляции.
В основном способе с широтно-импульсной модуляцией рабочая мощность включается и выключается для модуляции тока. Отношение времени включения к «выключенному» времени определяет скорость двигателя.
Электродвигатель с внешним возбуждением легко контролировать, поскольку токи через обмотки якоря и статора можно контролировать отдельно. Поэтому такие двигатели имели определённое значение, особенно в области высоко динамичных приводных систем, например, для привода станков с точной регулировкой скорости и крутящего момента.
Современное применение
Он является важным элементом в различных продуктах:
Высококачественные предметы повседневного назначения (кухонные приборы) используют серводвигатель, известный как универсальный двигатель. Эти универсальные двигатели являются типичными ДПТ, в которых стационарные и вращающиеся катушки представляют собой последовательные провода.
Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением
- Основной магнит (постоянный магнит), который прикреплён к статору. Магнитное поле также может быть электрически сгенерировано. На статоре находятся так называемые возбуждающие обмотки (катушки).
- Проводящая петля (арматура) на сердечнике якоря, обычно состоящая из слоистых металлических листов.
Двигатель с независимым возбуждением
Двигатель постоянного тока независимого возбуждения реализует третий подход к регулированию и интересен тем, что ОВ и М питаются от разных источников, схема его представлена ниже.
Обмотки простейшего электромотора параллельного независимого возбуждения
Для моторов в данном конструктивном исполнении Iв устанавливается неизменным, а меняется только напряжение, приложенное к М. Это сопровождается изменением числа оборотов на холостом ходу, но жесткость характеристики изменений не претерпевает.
Принцип работы такого агрегата за счет независимого функционирования двух источников оказывается более сложным. Однако, его применение дает такие важные для практики преимущества как
В случае, если пуск происходит на нормальном напряжении, реостат ограничивает величину Iв.
Исследование показывает, что максимальное количество оборотов ограничено только сопротивлением М, а минимальное условиями отвода выделяемого тепла в процессе работы.
Видео описание
- общий ток, потребляемый эл мотором от источника, составляет I = IЯ + IВ, где IЯ, IВ – токи через якорь, обмотку возбуждения, соответственно,
- одновременно IВ не зависит от IЯ, то есть не зависит от нагрузки.
