1.) Назвать основные части генератора постоянного тока и объяснить их назначение.
Генераторы и двигатели постоянного тока устроены одинаково.
Основные части машины: неподвижный статор, вращающийся якорь и щеточно-коллекторный узел. Статор (рис. 1, а) состоит из станины, главных и дополнительных полюсов с обмотками. Станина1представляет собой полый стальной цилиндр, на внутренней поверхности которого укрепляются главные2и дополнительные полюса3. На главных полюсах2размещается обмотка возбуждения4, которая питается постоянным током и служит для создания основного магнитного поля, постоянного во времени и неподвижного в пространстве. Дополнительные полюса3со своей обмоткой5предназначены для уменьшения искрения на коллекторе.
Рис. 3.1. Устройство генератора постоянного тока
2.) Объяснить принцип работы генератора постоянного тока.
При работе
генератора используются явления
электромагнитной индукции и механического
действия магнитного поля на проводник
с током. Генератору необходимо сообщить
механическую энергию, для чего якорь
приводится во вращение первичным
двигателем. Кроме того, необходимо
создать магнитное поле. Для этого по
обмотке возбуждения пропускают постоянный
ток. При вращении якоря в магнитном поле
в его обмотке наводится ЭДС, пропорциональная
величине магнитного потока
и частоте вращения якоря
.
,
где
– конструктивный коэффициент ЭДС.
Если к щеткам
генератора подключить нагрузку, то под
действием ЭДС в цепи якоря появится ток
.
Ток якоря взаимодействует с магнитным
полем, возникают электромагнитные силы
и момент, направленный противоположно
вращению якоря. Поэтому он является
тормозным и преодолевается первичным
двигателем.Величина момента пропорциональна
магнитному потоку и току якоря
.
3.) Как происходит самовозбуждение генератора? в каких случаях самовозбуждение невозможно?
По способу возбуждения генераторы постоянного тока делятся на три группы: генераторы независимого возбуждения, генераторы с самовозбуждением, генераторы с постоянными магнитами.
У генератора с независимым возбуждением обмотка возбуждения не имеет электрического соединения с обмоткой якоря и питается от постороннего источника постоянного тока (рис. 2).
У генератора с самовозбуждением обмотка возбуждения питается от якоря, и генератор не нуждается в постороннем источнике питания. По способу соединения обмотки возбуждения с обмоткой якоря генераторы с самовозбуждением делятся на три типа: параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.
При параллельном возбуждении обмотка возбуждения соединяется параллельно с обмоткой якоря. Самовозбуждение обычно осуществляется при холостом ходе генератора.
4.) Что такое реакция якоря, как она влияет на работу генератора, как ее компенсировать?
Реакция якоря — воздействие магнитного поля, создаваемого током якоря электрической машины, на её главные полюса.
Наиболее эффективным средством уменьшения влияния реакции якоря является компенсационная обмотка. Она укладывается в специальные пазы главных полюсов и включается последовательно в цепь якоря. Магнитное поле компенсационной обмотки направлено встречно и, как следует из ее названия, компенсирует магнитное поле якоря. Ток компенсационной обмотки равен току якоря, поэтому компенсация происходит при всех режимах от холостого хода до полной нагрузки