6.Генератори постійного струму: Режими роботи, характеристика
Електрична машина постійного струму і двох основних частин: нерухомій частини (індуктора) і обертовою частини (якоря з барабанним обмоткою). На рис. 11.1 зображено конструктивна схема машини постійного струму
рис.-11.1
Индуктор складається з станини 1 циліндричною форми, виготовленої зферромагнитного матеріалу, і полюсів з обмоткою порушення 2, закріплених на станині.Обмотка порушення створює основний магнітний потік. Магнитний потік може створюватися постійними магнітами, укріпленими на станині.Якір складається з таких елементів: сердечника 3, обмотки 4, покладеної в пази сердечника, колектора 5.Сердечник якоря зменшення втрат на вихрові точки набирається з ізольованих друг від друга аркушів електротехнічній стали.
7.Принцип дії машини постійного струму
Рис. 11.2
Розглянемо роботу машини постійного струму на моделі рис. 11.2, де1 – полюси індуктора, 2 – якір, 3 – провідники, 4 – контактні щітки.
Провідники якірній обмотки розташовані на півметровій поверхні якоря. Очистимо зовнішні поверхні провідників від ізоляції і накладемо на провідники нерухомі контактні щітки. Контактні щітки розміщені лінії геометричній нейтралі, проведеної посередині між полюсами. Наведемо якір машини у обертання у бік, зазначеному стрілкою. Определим напрям ЕРС ,индуктированних в провідниках якірній обмотки за правилом правої руки.
На рис. 11.2 хрестиком є такі ЕРС, спрямовані ми, точками –ЕРС, спрямовані до нас. З'єднаємо провідники між собою те щоб ЕРС у яких складалися. І тому з'єднують послідовно кінець провідника, що за зоні одного полюси з кінцем провідника, що за зоні полюси протилежної полярності (рис. 11.3)Два провідника, з'єднані послідовно, утворюють один виток чи одну котушку.ЕРС провідників, розміщених у зоні одного полюси, різні за величиною. Найбільша ЕРС индуктируется в провіднику, розташованому під серединою полюси, ЕРС , рівна нулю, – в провіднику, розташованому на лінії геометричній нейтралі.
Якщо поєднати всі провідники обмотки за певним правилу послідовно, то результуюча ЕРС якірній обмотки дорівнює нулю, струм в обмотці відсутня. Контактні щітки ділять якірну обмотку на дві паралельні галузі. У верхньої паралельної галузіиндуктируетсяЭДС одного напрями, у нижній паралельної галузі – протилежного напрями.ЭДС,снимаемая контактними щітками, дорівнює суміелектродвижущих сил провідників, розташованих між щітками.
На рис. 11.4 представлена схема заміщення якірній обмотки.
Рис. 11.4
У паралельних гілках діють однаковіЭДС, спрямовані зустрічно одна одній. При підключенні до якірній обмотці опору в паралельних гілках виникають однакові струми , через опір RH протікає струм IЯ.
ЭДС якірній обмотки пропорційна частоті обертання якоря n2 і магнітному потоку індуктора Ф
(11.1)
де Зе – константа.
У реальних електричних машинах постійного струму використовується спеціальне контактне пристрій – колектор. Колектор встановлюється однією валу з сердечником якорі і складається з окремих ізольованих друг від одного й від валу якоря мідних пластин.Кожна з пластин з'єднана з однією або кількох провідниками якірній обмотки. На колектор накладаються нерухомі контактні щітки. З допомогою контактних щіток обертова якірна обмотка сполучається з мережею постійного струму чи з навантаженням.