Шта је ДЦ генератор: конструкција и његов рад

Испробајте Наш Инструмент За Елиминисање Проблема





Почетни електромагнетни генератор (Фарадаи диск) изумио је британски научник, наиме Мицхаел Фарадаи 1831. године. А ДЦ генератор је електрични уређај који се користи за генерисање електрична енергија . Главна функција овог уређаја је да механичку енергију претвори у електричну. Доступно је неколико врста механичких извора енергије као што су ручне радилице, мотори са унутрашњим сагоревањем, водене турбине, гасне и парне турбине. Генератор даје напајање свим електричне мреже . Обрнуту функцију генератора може извршити електромотор. Главна функција мотора је претварање електричне енергије у механичку. Мотори, као и генератори, имају сличне карактеристике. Овај чланак говори о прегледу једносмерних генератора.

Шта је ДЦ генератор?

ДЦ генератор или генератор једносмерне струје је једна врста електричне машине, а главна функција ове машине је да претворити механичку енергију у једносмерну (једносмерну) електричну енергију. Процес промене енергије користи принцип енергетски индуковане електромоторне силе. Тхе дијаграм једносмерне струје приказано је доле.




ДЦ генератор

ДЦ генератор

Кад кондуктер коси магнетни флукс , тада ће се у њему генерирати енергетски индукована електромоторна сила заснована на принципу електромагнетне индукције Фарадаи-ови закони . Ова електромоторна сила може проузроковати проток струје када се проводнички круг не отвори.



Конструкција

Истосмјерни генератор се такође користи као а Једносмерни мотор без промене његове конструкције. Стога се једносмерни мотор, иначе, једносмерни генератор може генерално назвати а ДЦ машина. Изградња а 4-полни једносмерни генератор приказано је доле. Овај генератор се састоји од неколико делова попут јарма, стубова и ципела, намотаја поља, језгра арматуре, намотаја арматуре, комутатора и четкица. Али два основна дела овог уређаја су и статор као и ротор .

Статор

Статор је суштински део једносмерног генератора и његова главна функција је да обезбеди магнетна поља у којима се завојнице врте. То укључује стабилне магнете, где су два од њих окренута обрнутим половима. Ови магнети се налазе тако да се уклапају у регион ротора.

Језгро ротора или арматуре

Ротор или језгро арматуре је други суштински део једносмерне струје и укључује слојеве гвожђа са прорезима са прорезима који су сложени да би обликовали језгро цилиндричне арматуре . Генерално, ове ламинације се нуде да смање губитак због вртложна струја .


Намотаји арматуре

Прорези језгра арматуре углавном се користе за држање намотаја арматуре. Они су у облику намотаја затвореног круга и он је серијски повезан са паралелним за појачавање збира произведене струје.

Јарам

Спољна структура једносмерног генератора је Иоке, а направљен је од ливеног гвожђа, иначе челика. Даје потребну механичку снагу за ношење магнетни флукс дато кроз стубове.

Стубови

Они се углавном користе за задржавање намотаја поља. Обично су ови намотаји намотани на стубове и повезани су у серију, иначе паралелно са намотаји арматуре . Поред тога, стубови ће помоћу вијака дати спој према јарму методом заваривања.

Поле Схое

Папуча се углавном користи за ширење магнетног флукса, као и за спречавање пада пољске завојнице.

Комутатор

Рад комутатора је попут исправљача за промену АЦ напон до Једносмерни напон унутар намотаја арматуре до преко четкица. Дизајниран је са бакреним сегментом, а сваки бакарни сегмент је заштићен један од другог помоћу лискуне од лискуна . Налази се на осовини машине.

Комутатор у ДЦ генератору

Комутатор у ДЦ генератору

Функција комутатора генератора једносмерне струје

Главна функција комутатора у генератору једносмерне струје је промена наизменичне струје у једносмерну. Делује попут прекидача за вожњу уназад и његова улога у генератору је разматрана у наставку.

Емф која се индукује унутар завојнице арматуре генератора се мења. Дакле, проток струје унутар завојнице арматуре такође може бити наизменичне струје. Ова струја се може променити кроз комутатор у тачном тренутку када завојница арматуре пређе магнетну непристрасну осу. Дакле, оптерећење постиже једносмерну или једносмерну струју.

Комутатор гарантује да ће проток струје из генератора вечно тећи у једном смеру. Четке ће направити висококвалитетне електричне везе између генератора и терета померајући се на комутатору.

Четке

Електричне везе могу да се осигурају између комутатор као и спољни круг оптерећења уз помоћ четкица.

Принцип рада

Тхе принцип рада једносмерног генератора заснива се на Фарадејевим законима од електромагнетна индукција . Када се проводник налази у нестабилном магнетном пољу, у проводнику се индукује електромоторна сила. Индукована величина е.м.ф може се мерити из једначине електромоторна сила генератора .

Ако је проводник присутан у затвореној траци, индукована струја ће тећи у траци. У овом генератору завојнице поља ће створити електромагнетно поље, као и проводници арматуре претворени у поље. Због тога ће се унутар проводника арматуре генерисати електромагнетно индукована електромоторна сила (е.м.ф). Путање индуковане струје обезбедиће Флемингово правило за десну руку.

Једначина ДЦ генератора Е.М.Ф.

Тхе емф једначина генератора једносмерне струје према Фарадаиевим законима о електромагнетној индукцији је Нпр. = ПØЗН / 60 А

Где Пхи је

флукс или пол унутар Веббера

„З“ је укупан број проводника арматуре

„П“ је број полова у генератору

„А“ је низ паралелних трака унутар арматуре

‘Н’ је ротација арматуре у о / мин (обртаја у минути)

„Е“ је индуковани е.м.ф у било којој паралелној траци унутар арматуре

„Нпр.“ Је генерисани е.м.ф у било којој од паралелних трака

„Н / 60“ је број окрета у секунди

Време за један завој биће дт = 60 / Н сек

Врсте ДЦ генератора

Класификација једносмерних генератора може се извршити у две најважније категорије, наиме одвојено узбуђене као и самопобудљиве.

Врсте ДЦ генератора

Врсте ДЦ генератора

Одвојено узбуђен

У одвојено побуђеном типу, пољске завојнице су ојачане од аутономног спољног извора једносмерне струје.

Само узбуђен

Код самопобудног типа, намотаји поља су ојачани од генерисане струје генератором. Стварање прве електромоторне силе ће се догодити због његовог изванредног магнетизма унутар полова.

Произведена електромоторна сила ће довести до тога да се дели део струје у напојницама поља, што ће повећати флукс поља као и стварање електромоторне силе. Даље, ове врсте једносмерних генератора могу се класификовати у три врсте и то серијске намотане, ранжиране и сложене ране.

  • У серијској намотаји и намотај поља и намотај арматуре међусобно су повезани у серију.
  • У намотаном рамом, намотај поља и намотај арматуре повезани су паралелно једни с другима.
  • Сложени намотај је мешавина серијског намотаја и намотаја шанта.

Ефикасност генератора једносмерне струје

ДЦ генератори су врло поуздани са оценом ефикасности од 85-95%

Узмите у обзир да је излаз генератора ВИ

Улаз генератора је ВИ + губици

Улаз = ВИ + И2аРа + Вц

Ако је струја ранжираног поља безначајна, онда је Иа = ​​И (приближно)

Након тога, н = ВИ / (ВИ + Иа2Ра + вц) = 1 / (1 + Ира / В + вц / ВИ)

За највећу ефикасност д / дт (Ира / В + вц / ВИ) = 0 иначе И2ра = вц

Стога је ефикасност највећа када је променљиви губитак еквивалентан константном губитку

Струја оптерећења еквивалентна највећој ефикасности је И2ра = вц, у супротном И = √вц / ра

Губици у ДЦ генератору

На тржишту су доступне различите врсте машина код којих се укупна улазна енергија не може променити у излазну због губитка улазне енергије. Тако се код ове врсте генератора могу појавити различити губици.

Губитак бакра

У губитку бакра у арматури (Иа2Ра), где је струја арматуре ‘Иа’, а отпор арматуре је ‘Ра’. За генераторе попут ранжираног намотаја, губитак пољског бакра еквивалентан је Исх2Рсх који је готово стабилан. За генераторе попут серијске ране, пољски губитак бакра еквивалентан је Исе2 Рсе који је такође готово стабилан. За генераторе попут сложене ране, напуњени губитак бакра сличан је Ицомп2 Рцомп који је такође готово стабилан. У губицима пуног оптерећења, губици бакра настају 20-30% због контакта четке.

Језгро или гвожђе или магнетни губитак

Губици у језгру могу се класификовати у две врсте, попут хистерезе и вртложних струја

Гистереза ​​губитак

Овај губитак се углавном јавља због преокрета језгра арматуре. Сваки део језгра ротора који наизменично пролази испод два пола попут севера и југа и у складу с тим постиже С & Н поларитет. Кад год се језгро испоручује испод једног скупа полова, тада ће језгро завршити једну серију преокрета фреквенције. Погледајте ову везу да бисте сазнали више о томе Шта је губитак хистерезе: фактори и његове примене

Едди Цуррент Лосс

Језгро арматуре коси магнетни ток током своје револуције & е.м.ф може се индуковати унутар спољне стране језгра, на основу закона о електромагнетној индукцији, ова ЕМС је изузетно мала, међутим, поставља велику струју на површини језгра. Ова огромна струја је позната као вртложна струја, док се губици називају вртложним губицима.

Губици језгра су стабилни за једињења и генераторе шанта, јер су њихове струје на терену готово стабилне. Овај губитак се углавном јавља од 20% до 30% у губицима при пуном оптерећењу.

Механички губитак

Механички губитак се може дефинисати као трење ваздуха или губитак ветра у ротирајућој арматури Губитак трења углавном се јавља између 10% и 20% губитака пуног оптерећења на лежајевима и комутатору.

Залутали губитак

Залутали губици углавном настају комбиновањем губитака попут језгра као и механичких. Ови губици се називају и ротацијским губицима.

Разлика између АЦ и ДЦ генератора

Пре него што можемо разговарати о разлици између АЦ и ДЦ генератора, морамо знати концепт генератора. Генерално, генератори су класификовани у два типа попут АЦ и ДЦ. Главна функција ових генератора је промена снаге са механичке на електричну. Генератор наизменичне струје генерише наизменичну струју, док једносмерни генератор генерише директну снагу.

Оба генератора користе Фарадејев закон за генерисање електричне енергије. Овај закон каже да када се проводник помери унутар магнетног поља, он коси магнетне линије силе да стимулише ЕМФ или електромагнетну силу у проводнику. Ова индукована величина ЕМС углавном зависи од везе силе магнетске линије кроз проводник. Једном када се круг проводника затвори, онда емф може проузроковати проток струје. Главни делови једносмерног генератора су магнетно поље и проводници који се крећу унутар магнетног поља.

Главне разлике између АЦ и ДЦ генератора једна су од најважнијих електричних тема. Ове разлике могу помоћи студентима да уче о овој теми, али пре тога треба знати о генераторима наизменичне струје као и о генераторима једносмерне струје у сваком детаљу, тако да су разлике врло једноставне за разумевање. Погледајте ову везу да бисте сазнали више о Тхе Разлика између АЦ и ДЦ генератора.

Карактеристике

Карактеристика једносмерног генератора може се дефинисати као графички приказ између две одвојене величине. Овај графикон ће приказати стационарне карактеристике које објашњавају главни однос између напона прикључка, оптерећења и побуде кроз овај графикон. У наставку су разматране најважније карактеристике овог генератора.

Карактеристике магнетизације

Карактеристике магнетизације пружају разлику у стварању напона, иначе напона празног хода кроз струју поља при стабилној брзини. Ова врста карактеристике позната је и као отворени круг, иначе карактеристика празног хода.

Унутрашње карактеристике

Унутрашње карактеристике једносмерног генератора могу се нанети између струје оптерећења и генерисаног напона.

Спољне карактеристике или карактеристике оптерећења

Карактеристике оптерећења или спољног типа пружају главне везе између струје оптерећења, као и напона стезаљке при стабилној брзини.

Предности

Тхе а предности једносмерног генератора укључи следеће.

  • ДЦ генератори генеришу велики излаз.
  • Крајње оптерећење ових генератора је велико.
  • Дизајн једносмерних генератора је врло једноставан
  • Они се користе за генерисање неуједначене излазне снаге.
  • Они су изузетно доследни са 85-95% оцена ефикасности
  • Дају поуздане резултате.
  • Лагане су и компактне.

Мане

Недостаци генератора једносмерне струје укључују следеће.

  • Једносмерни генератор се не може користити са трансформатором
  • Ефикасност овог генератора је мала због многих губитака попут бакра, механичких, вртложних итд.
  • Пад напона може се десити на великим удаљеностима
  • Користи комутатор са раздвојеним прстеном, тако да ће закомпликовати дизајн машине
  • Скупо
  • Високо одржавање
  • Искре ће се створити током производње енергије
  • Више енергије ће се изгубити током преноса

Примене једносмерних генератора

Примене различитих врста једносмерних генератора укључују следеће.

  • Одвојено узбуђени ДЦ једносмерни генератор користи се и за појачавање галванизација . Користи се за напајање и осветљење помоћу а регулатор поља
  • Самопобудни једносмерни генератор или шант једносмерни генератор се користи за напајање као и за обично осветљење помоћу регулатора. Може се користити за осветљење батерије.
  • Серијски једносмерни генератор користи се у лучним лампама за осветљење, генератор стабилне струје и појачивач.
  • Сложени једносмерни генератор се користи за обезбеђивање напајање за машине за једносмерно заваривање.
  • Мешавина нивоа ДЦ генератор користи се за напајање хостела, конака, канцеларија итд.
  • Преко једињења, једносмерни генератор се користи за надокнађивање пада напона у хранилицама.

Дакле, ово је све о томе генератор једносмерне струје . Из горњих података коначно можемо закључити да главне предности једносмерних генератора укључују једноставну конструкцију и дизајн, паралелни рад је лак, а проблеми са стабилношћу система мање слични алтернаторима. Ево питања за вас, који су недостаци једносмерних генератора?