Схема, характеристики, принцип на работа и устройството на генератора на постоянен ток

Ерата на електрификацията започна не толкова отдавна и за няколко века напълно промени начина ни на живот. Разгледайте навсякъде, където само очите падат, със сигурност ще видите някакъв вид електрически уред. Хората са толкова свикнали с различните машини, които изпълняват за тях почти цялата работа, че илюзията възниква, макар че той винаги е бил. Но нека да погледнем отвъд завесата, скривайки от нас процеса на жизненоважна дейност на електрическите приятели. Да анализираме принципа на работа и устройството на генератора на постоянен ток.

Малко история

Електричеството се наблюдава от древните гърци. Беше отбелязано свойството на кехлибара да привлича различни частици към себе си. Хората смятат, че това е магнетизмът, присъщ на смолата. Но по-късно те забелязват способността на други материали да придобиват магнетизъм. Например, при триене стъклото също започва да привлича малки светлинни елементи: частици хартия, косми и прах. Така стана ясно, че магнитният ефект се получава от някакъв закон.

Впоследствие в XVIII век е създаден прототип на модерен кондензатор, кръстен от името на изобретателя "банка Leiden". Този прост механизъм успява да натрупа заряд, който по това време се смяташе за вид течност, насищащ твърди вещества и способен да тече от едно тяло на друго с удивителна скорост - на няколко километра в секунди.

Когато атомът и ядрото и електронът му бяха открити, всичко попадна на място. Хората разбраха, че електрони са таксите, които създават такива необясними явления като електрическите заряди. Но докато това бяха само статични такси. C Експериментите на Фарадей и Oersted произхожда от електричество, което сега познаваме. Те изобрети DC генератор оформление, структурата и принцип на действие се основава на феномена на електродвижещо ЕВФ.

Силата на движението на електроенергията

Тъй като водата от реката задвижва атмосферата на Земята, така натоварените частици в проводника предизвикват ЕМП да се движи. Тази сила е тясно свързана с магнитен феномен, а именно, веднага щом потокът, създаден от магнита, се промени. Emf може да работи само в вещество, където винаги има такси. Решенията за метал и сол притежават тази собственост.

Емфът е по-голям, толкова по-бързо се променя интензивността на магнитните вълни. Както знаете, магнитът винаги има два полюса. В съответствие с посоката, в която се променя потокът по отношение на проводника, токът в проводника протича в една или друга посока. Самите положителни и отрицателни заряди създават енергийно поле между нас, което ние наричаме напрежение, то е по-голямо, толкова по-силен е общият електрически заряд на едноименния полюс.

Какво е електрически генератор?

Дизайнът или машината, която може да преобразува всякаква механична сила в електрическа енергия, се нарича електрогенератор. Принципът на работа и устройството на генератора на постоянен ток са свързани с магнетизма. Ако вземем постоянен магнит и преминава през полето на своя проводник за напрежение, а в последната има сила, която принуждава заредените частици да се движат в една посока - се появява ток. Същото ще се случи и с фиксиран проводник и движещ се магнит.

Експериментално учените са установили, че стойността на тока е по-голяма, толкова по-голяма е:

• Степента на магнитния поток между полюсите на магнита.
• Скорост на пресичане на напрегнати линии.
• Дължината на проводника, носещ ток.

Ако преместите проводника успоредно на начина, по който протича потокът, тогава няма индукция в него. Това доведе до закона на дясната ръка, който помага да се разбере в каква посока се движи токът. Когато мястото на дясната част на тялото с ръка, така че да включва интензивна линии на магнитното поле и голям пръст е огъната и посочи, където има движение на проводника, а останалите четири пръста ще покажат пътя на тока. В магнита векторът на движението на полето е насочен от север на юг.

Схема на работа на елементарния генератор

Принципът на работа и устройството на генератор на постоянен ток от обикновен тип са както следва: рамката е изработена от материал, пренасящ ток, е монтирана върху оста и се върти между полюсите на магнита. Всеки свободен край на рамката е свързан със своя контакт, който прилича на дъгова плоча. Заедно контактите образуват кръг, разкъсан в две точки (колектор). Тези полукръгови контакти са свързани подвижно с пружинно захванати проводящи четки. Те премахват тока.

В пространството рамката по отношение на контактите е ориентирана така, че когато всяка половина от секциите на най-големия магнитен поток се пресичат помежду си, четките се затварят при контактите. Когато рамковите елементи преминават през фаза на движение по линиите - контактите на четката са отворени към колектора.

Ако свържете един осцилоскоп, се вижда, че генератор апарат DC и Принципът на работа е такъв, че да извежда редуващи се периоди на вълни, разположени от едната страна на координатната и промяна на стойността си от нула до най-високата и обратно до нула. Тяхната честота на повтаряне зависи от скоростта на въртене на рамката. Това означава, че токът в такава система се движи в една посока (постоянна), но има пулсиращ тип.

Принцип на действие и устройството на генератора на постоянен ток

Реалният генератор на постоянен ток е по-сложен, въпреки че принципът на неговото функциониране не се различава от този, разгледан по-горе. Вместо единична рамка и чифт полукръгли контакти, той има много рамки и колекторни контакти. Това, на първо място, увеличава мощността на такава машина, и второ, изглажда пулсацията на тока, тъй като всеки кадър създава своя собствена половин вълна, която, когато се настройват един към друг, образуват общ ток. Такава ротационна система се нарича арматура или ротор.

Магнитът на генератора също се модифицира. Нейната роля се играе от електромагнит, състоящ се от намотка и сърцевина. Чрез електромагнитите можете да създадете голям магнитен поток, който е извън силата на обичайната постоянна. Освен това потокът може лесно да се промени. Стационарната част на генератора се нарича статор.

В зависимост от режима на работа на машината по време на въртенето на вала, се наблюдават следните процеси между статора и ротора:

1. Към генератора не е свързан никакъв товар. В случай на такава работа на празен ход, арматурата се върти, EMF се индуцира в нея, но няма ток в намотката, тъй като веригата не е затворена.
2. DC генератор, диаграма на устройството който е свързан към веригата, работи в режим на натоварване. В този случай токът протича в арматурата и се появява нов компонент - магнитният поток, създаван от арматурата (реакция на арматурата). Този поток се движи в такава посока, че противодейства на основните линии на сила, създадени от електромагнита. В резултат реалният ЕМП ще бъде по-нисък, т.е. мощността на генератора ще бъде намалена. И колкото повече се зарежда генераторът, толкова повече енергия се изразходва за преодоляване на реакцията на арматурата, когато валът се върти.

За да се изравни магнитният поток на арматурата, така наречените компенсаторни намотки се въвеждат в роторната верига, в която се образува магнитен поток, което отслабва реакцията на арматурата.

Видове генератори, произвеждащи постоянно електричество

Принципът на работа и подреждането на DC генераторите се различават при изпълнението на възбуждащата верига. Те са:

• Magnetoelectric. Те използват постоянни магнити, за да създадат магнитен поток. Такива машини, обикновено с ниска мощност, имат висока ефективност, тъй като няма загуба на полевите намотки. Липсата на устройства в сложността на регулацията.
• Генератори със самостоятелна верига за възбуждане. Това са устройства, чиято намотка от електромагнити се захранва от външни източници на захранване: батерия или генератор.
• Саморазвити DC генератори. Такива устройства подават електромагнити от собствените си котви. Основното условие за самовъзбуждане е остатъчният магнитен поток. Дизайнът, принципът на работа на генераторите и схемата на тяхното активиране са комбинирани, шунт и сериен.

Принцип на работа и устройството на генератора от електродвигателя

Принципът на обратимостта на електрическите машини предполага, че всеки електродвигател може да се превърне в генератор и обратно. В края на краищата и двете устройства използват EMF индукция като основа за тяхната работа. Само в двигателя е електрически ток, приложен към ротора, който, създавайки магнитен поток, отблъсква от полюсите на магнита на статора, като прави ротационно движение.

Ако, обаче, валът на мотора се завърти с определена скорост, индукционните намотки започват да се индуцират в намотките на котвата и токът ще тече. Ограничението е само в дебелината на кабела за намотаване на арматурата. Когато телта е тънка, тогава няма да е възможно да получите повече енергия от такъв генератор.

Къде намери източникът на постоянен ток?

Независимо от факта, че постоянно електричество може да се получи чрез метода за поправяне на променлив ток, широко се използва DC генератор. Принципът на работа, схемата на такава машина е необходима в металургичните заводи, в мощни електролизни заводи на заводите. В транспортния сектор блоковете работят с електрически локомотиви, корабни кораби. Източниците на постоянен ток са подходящи и за захранване на намотките на генераторите на променлив ток в електроцентралите. За битови нужди са разработени динамо-текущи машини. Те могат да се видят на велосипеди, където те захранват фаровете.

заключение

Токови генератори с постоянна полярност са добри, тъй като могат да произвеждат електричество при различни скорости на въртене на вала. Не е нужно да издържат на ясна честота, като например в алтернаторите, където трябва да бъде 50 Hz. Такива машини са много удобни за използване като алтернативни източници на електроенергия, например при вятърни турбини.