Электротехника Ответы на вопросы к зачету / 21_Konstruktsia_i_printsip_deystvia_generatora

21.Конструкция и принцип действия генератора постоянного тока.

Общая характеристика и принцип действия генератора постоянного тока.

МПТ - машина постоянного тока

ГПТ - генератор постоянного тока

По назначению МПТ делятся:

1) ГПТ

2) двигатели постоянного тока

Первый двигатель постоянного тока изобретен в 1838г. Якоби.

МПТ – это обратимая машина: генератор и двигатель конструктивно одинаковы.

Отличие заключается только в способе подключения к сети.

По мощности МПТ делятся на следующие группы:

1. Микромашины (0÷500 Вт)

2. Машины малой мощности (0,5÷10 кВТ)

3. Машины средней мощности (до 500 кВт)

4. Машины большой мощности (>500 кВт)

Наибольшее распространение имеют машины ≤200 кВт. Напряжение питания 100÷400 В, частота вращения n≤3000 об/мин.

Наиболее широко применяется на транспорте!, для питания устройств связи.

Принцип действия ГПТ

Работа генератора основана на использовании закона электромагнитной индукции, согласно которой в проводнике движется в МП и Л магнитный поток, индуц-ся ЭДС.

Рассмотрим принцип движения генератора, используется следующий рисунок:

Полюсы постоянного магнита создают магнитный поток с индуктивностью В. Допустим, обмотка ротора генератора (якорь) состоит из одного витка. Концы витка присоединены к 2м мед. полукольцам, изолированным друг от друга. Эти полукольца называются коллектором. При вращении витка полукольца коллектора вращается вместе с ним. По коллектору скользят неподвижные щетки. При вращении витка в МП в нем индуцируется (создается) ЭДС. е=В*l*V, где

В – магнитная индукция

l – длина проводника

V – лин. скорость проводника.

Когда виток расположен горизонтально, ЭДС = 0. Направление ЭДС в проводнике определяется по ППР.

Когда при вращении витка проводник переходит под другой полюс, направление ЭДС в нем меняется на обратное ,но т.к. вместе с витком вращается и коллектор, а щетки неподвижны, то с верхней щеткой всегда соединен проводник, находящийся под северным полюсом, ЭДС которого направлено от щетки. В результате полярность щеток остается неизменной.

Форма ЭДС имеет вид:

Хотя ЭДС простейшего генератора постоянна по направлению, т.е. полярности, но по значению они изменяется от 0 до max. Для большинства потребителей такая форма ЭДС неприемлема. Для ↓ пульсации обмотка якоря ГПТ имеет много витков, а коллектор состоит из большого числа пластин.

Процесс сглаживания пульсации хорошо виден, если взять хотя бы 2 витка и расположить их под углом 90 друг к другу.

Конструкция МПТ

МПТ состоит из 2-х частей:

1. статор (неподвижная часть)

2. якорь (ротор)(вращающаяся часть)

Статор вместе с ротором образует магнитопровод машины. Все детали машины набирают из тонн стальных пластин, изолированных друг от друга .

Стартор – цилиндр, внутри которого прикреплены магнитные полюсы. В качестве магнитных полюсов могут использоваться пост. магниты (редко), однако чаще применяют электромагниты. На маг. полюсах наматывается для создания магнитного потока обмотка, назыв-ая обмоткой возбуждения (ОВ).

Питается обмотка постоянным током.

Якорь – цилиндр, набран. из стал. штамп. листов с пазами по окр-ти и отверстием для вала.

В пазы якоря укладывают обмотку якоря (витки). Концы витков прикреплены к пластинам коллектора.

по пластинам коллектора скользят неподвижные щетки, по которым снимается ЭДС. Щетки изготавливают из графита.