Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Устройство и принцип работы генератора постоянного тока




Генераторыпостоянного тока.

Устройство промышленного генератора постоянного тока и принцип его работы.

Генераторы постоянного тока являются источниками постоянного тока, в которых осуществляется преобразование механической энергии в электрическую. Якорь генератора приводится во вращение каким-либо двигателем, в качестве которого могут быть использованы электрические двигатели внутреннего сгорания и т.д. Генераторы постоянного тока находят применение в тех отраслях промышленности, где по условиям производства необходим или является предпочтительным постоянный ток (на предприятиях металлургической и электролизной промышленности, на транспорте, на судах и др.). Используются они и на электростанциях в качестве возбудителей синхронных генераторов и источников постоянного тока.

В последнее время в связи с развитием полупроводниковой техники для получения постоянного тока часто применяются выпрямительные установки, но несмотря на это генераторы постоянного тока продолжают находить широкое применение.

Генераторы постоянного тока выпускаются на мощности от нескольких киловатт до 10 000 кВт.

Режим работы электрической машины в условиях, для которых она предназначена заводом-изготовителем, называется номинальным. Величины, соответствующие этому режиму работы (мощность, ток, напряжение, частота вращения и др.), являются номинальными данными машины. Они указываются в каталогах и выбиваются на табличке, прикрепленной к станине машины.

Принцип работы генератора постоянного тока основан на возникновении ЭДС в рамке, вращающейся в магнитном поле (рис. 10.1,а).

Как известно, при вращении рамки индуцируе­мая в ней ЭДС будет изменяться по синусоиде, т.е. за один оборот дважды поменяет знак. Чтобы ток во внешней цепи имел одно направление (постоян­ное), применяют коллектор - два полукольца, со­единенных с концами рамки, которые через щетки соединяются с внешней цепью. Как только рамка повернется на 180° и ЭДС начнет менять знак, полу­кольца коллектора поменяются местами. Благода­ря этому направление тока во внешней цепи оста­нется неизменным, хотя его величина будет изме­няться (пульсировать, рис. 10.1, б).

Машина постоянного тока состоит из неподвиж­ной части, служащей для возбуждения главного маг­нитного поля, и вращающейся части, в которой ин­дуцируются ЭДС и токи, создающие тормозящий момент в генераторе и вращающий момент в двига­теле.
Устройство промышленного генератора постоян­ного тока показано на рис. 10.2.

Неподвижная часть генератора состоит из стани­ны 1, на которой находятся главные полюсы 2 с обмотками возбуждения и дополнительные полюсы с обмотками для компенсации ЭДС самоиндукции и реакции якоря. В большинстве случаев электро­магниты питаются от самого генератора. Внутри ста­нины помещается якорь 3, представляющий собой металлический цилиндр, набранный из штампован­ных, изолированных друг от друга пластин электро­технической стали. В продольных пазах на поверх­ности якоря размещена обмотка, состоящая из со­единенных между собой секций. Для сглаживания пульсаций ЭДС и тока обмотка якоря равномерно распределена по всей поверхности. Выводы секций присоединены к изолированным друг от друга и от корпуса машины медным пластинам коллектора 4, причем конец одной секции и начало следующей присоединяют к одной и той же пластине. Коллек­тор жестко укреплен на валу якоря; на атом же валу крепится и вентилятор.

Вал якоря помещается в подшипники подшипниковых щитов 5, укрепляе­мых на боковых сторонах станины. Между якорем и полюсами имеется небольшой воздушный зазор, благодаря которому якорь может свободно вращать­ся. На цилиндрическую поверхность коллектора накладываются угольные щетки, вставленные в щеткодержатели 6.
Машины постоянного тока часто делают много­полюсными (рис. 10.3), при этом количество изме­нений значений и знака ЭДС в каждой секции об­мотки якоря за один оборот равно количеству по­люсов. В таких машинах число пар щеток равно числу пар полюсов, а щетки одинаковой полярности 1 соединяются вместе.


Как и все электрические машины, машины по­стоянного тока обратимы. Машина работает в ре­жиме генератора, если ее вращает тот или иной пер­вичный двигатель, главное магнитное поле возбуж­дено, и цепь якоря замкнута через щётки на нагруз­ку. В этом случае в обмотке якоря индуцируется ЭДС, которая через коллектор и щетки подает ток в нагрузку. В самой машине взаимодействие тока
якоря с главным магнитным полем создает тормо­зящий момент, который должен преодолевать пер­вичный двигатель. Машина преобразует механичес­кую энергию в электрическую. Если цепь якоря и цепь возбуждения машины присоединены к источ­нику электроэнергии, то в них возникают токи, вза­имодействие которых создает вращающий момент. Под действием этого момента якорь начинает вра­щаться и машина работает в режиме двигателя, пре­образуя электрическую энергию в механическую. Таким образом, одна и та же машина может быть использована и в качестве генератора, и в качестве двигателя.

22.Что такое реакция якоря? Какое влияние оказывает реакция якоря на внешнюю характеристику генератора постоянного тока.

При работе машины под нагрузкой по обмотке якоря проходит ток, и НС якоря создает свое магнитное поле. Воздействие поля якоря на магнитное поле машины называют реакцией якоря. Физическая сущность реакции якоря. При холостом ходе магнитный поток в машине создается только магнитодвижущей силой обмотки возбуждения 1 (рис. 104). В этом случае магнитный поток возбуждения Фв, пронизывающий якорь 2, распределяется симметрично относительно продольной оси. Поток возбуждения направлен по продольной оси полюсов, поэтому магнитное поле возбуждения называют продольным (рис. 105, а).

При работе машины под нагрузкой по обмотке якоря проходит

Рис. 104. Магнитное поле машины постоянного тока в режиме холостого хода

ток, который создает свое магнитное поле. Воздействие поля якоря на магнитное поле машины называют реакцией якоря. Магнитный поток Фя, созданный током якоря, в двухполюсной машине при установке щеток на геометрической нейтрали направлен по поперечной оси машины (рис. 105,б), поэтому магнитное поле якоря называют поперечным.

В результате действия потока якоря Фя симметричное распределение магнитного поля машины искажается и результирующий поток Фрез оказывается сосредоточенным в основном у краев главных полюсов (рис. 105, в). Рис. 106 поясняет распределение магнитного поля машины вдоль окружности якоря (кривые распределения индукции).

Реакция якоря оказывает неблагоприятное влияние на работу машины постоянного тока:
а)- физическая нейтраль смещается относительно геометрической нейтрали на некоторый угол, что ухудшает коммутацию коллекторной машины;

б)- результирующий магнитный поток машины при насыщенной магнитной цепи уменьшается, а значит, уменьшается ЭДС Е, индуктированная в обмотке якоря при нагрузке, по сравнению с ЭДС Е0 при холостом ходе;
в)- в кривой распределения индукции в воздушном зазоре под краями главных полюсов возникают пики, способствующие образованию в машине кругового огня.(мощную электрическую дугу, возникающую в некоторых случаях на коллекторе машин постоянного тока. Эта дуга замыкает накоротко всю или значительную часть обмотки якоря (рис. 108, а), вследствие чего резко возрастает ток машины. Круговой огонь является крупной аварией.)




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 1237; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.007 сек.