TASAVIRTAGENERAATTORIN perusrakentaminen ja käyttö.

TASAVIRTAGENERAATTORI

tasavirtageneraattori on sähkökone, joka muuntaa mekaanisen energian tasavirtasähköksi. Tämä energiamuunnos perustuu dynaamisesti indusoidun emf: n tuotannon periaatteeseen. Tässä artikkelissa kuvataan perusrakenne ja työskentely TASAVIRTAGENERAATTORIN.

TASAVIRTAKONEEN rakentaminen:

Huom.:Teoriassa TASAVIRTAGENERAATTORIA voidaan käyttää TASAVIRTAMOOTTORINA ilman rakenteellisia muutoksia ja päinvastoin on myös mahdollista. Näin TASAVIRTAGENERAATTORIA tai TASAVIRTAMOOTTORIA voidaan yleisesti kutsua TASAVIRTAKONEEKSI. Nämä perusrakenteet pätevät myös tasavirtamoottorin rakentamiseen. Siksi kutsutaan tätä kohtaa DC-koneen rakentamiseksi eikä vain ”DC-generaattorin rakentamiseksi”.

yllä olevassa kuvassa on yksinkertaisen 4-napaisen TASAVIRTAKONEEN rakenteelliset yksityiskohdat. TASAVIRTAKONEESSA on kaksi perusosaa; staattori ja roottori. TASAVIRTAKONEEN perusrakenneosat on kuvattu alla.

1. Yoke: tasavirtakoneen ulkorunkoa kutsutaan nimellä yoke. Se koostuu valuraudasta tai teräksestä. Se ei ainoastaan anna mekaanista voimaa koko kokoonpanolle, vaan kuljettaa myös kenttäkäämin tuottaman magneettivuon.
2. sauvat ja tolppakengät: sauvat liitetään ikeen päälle pulttien tai hitsauksen avulla. Niissä on kenttäkelaus ja sauvakengät on kiinnitetty niihin. Sauvakengillä on kaksi tarkoitusta; (i) ne tukevat kenttäkäämejä ja (ii) levittävät ilmaraon vuon tasaisesti.
3. Kenttäkäämit: ne on yleensä valmistettu kuparista. Kenttäkelat ovat entisiä haavan ja sijoitetaan kunkin napa ja on kytketty sarjaan. Niitä haavoitetaan siten, että ne muodostavat energisoituessaan vuorottelevat Pohjois-ja etelänavat.



Panssarisydän (roottori)

4. Armature core: Armature core on tasavirtakoneen roottori. Se on muodoltaan lieriömäinen, ja siinä on rakoja, jotka kuljettavat armatuurikäämitystä. Armatuuri on rakennettu ohuista laminoiduista pyöreistä teräslevyistä pyörrevirtahäviöiden vähentämiseksi. Se voidaan varustaa ilmastointikanavilla aksiaalista ilmavirtaa varten jäähdytystä varten. Ankkuri on kiinnitetty akseliin.
5. Armatuurikäämitys: se on yleensä entinen haavan kuparikierukka, joka lepää armatuurikäämeissä. Armatuurijohtimet on eristetty toisistaan ja myös armatuuriytimestä. Armatuurikäämitys voidaan kelata jommallakummalla näistä kahdesta menetelmästä; sylikäämitys tai aaltokäämitys. Kaksikerroksisia kierros-tai aaltokäämejä käytetään yleensä. Kaksikerroksinen käämitys tarkoittaa, että jokaisessa armature-raossa on kaksi eri kelaa.
6. kommutaattori ja siveltimet: fyysinen yhteys haarakäämiin tehdään kommutaattori-harja-asetelmalla. Kommutaattorin tehtävä tasavirtageneraattorissa on kerätä armatuurijohtimissa syntyvä virta. Kun taas tasavirtamoottorin tapauksessa kommutaattori auttaa antamaan virtaa armatuurijohtimille. Kommutaattori koostuu joukosta kuparisegmenttejä, jotka on eristetty toisistaan. Segmenttien määrä on yhtä suuri kuin armatuurikelojen määrä. Jokainen segmentti on kytketty armatuurikelaan ja kommutaattori on näppäilty akseliin. Harjat valmistetaan yleensä hiilestä tai grafiitista. Ne lepäävät kommutaattori segmenttien ja liukua segmenttien kun kommutaattori pyörii pitää fyysisen kontaktin kerätä tai toimittaa virtaa.

kommutaattori

TASAVIRTAGENERAATTORIN toimintaperiaate:

Faradayn sähkömagneettisen induktion lakien mukaan aina kun johdin asetetaan vaihtelevaan magneettikenttään (tai johdinta liikutetaan magneettikentässä), johdimeen indusoituu EMF (sähkömotorinen voima). Indusoidun emf: n suuruus voidaan laskea tasavirtageneraattorin EMF-yhtälöstä. Jos johdin on varustettu suljetulla polulla, indusoitu virta kiertää polun sisällä. TASAVIRTAGENERAATTORISSA kenttäkäämit tuottavat sähkömagneettisen kentän ja armatuurijohtimet pyöritetään kenttään. Näin syntyy elektromagneettisesti indusoitu emf armatuurijohtimissa. Indusoidun virran suunnan antaa Flemingin oikean käden sääntö.

halkaistun rengaskommutaattorin tarve:

Flemingin oikean käden säännön mukaan indusoidun virran suunta muuttuu aina, kun johtimen liikesuunta muuttuu. Tarkastellaan armature pyörivä myötäpäivään ja kapellimestari vasemmalla liikkuu ylöspäin. Kun armatuuri suorittaa puolikierron, kyseisen johtimen liikesuunta kääntyy alaspäin. Näin ollen virran suunta jokaisessa armatuurijohtimessa on vuorotteleva. Jos katsot yllä olevaa lukua, tiedät, miten indusoidun virran suunta vaihtelee armatuurijohtimessa. Mutta split rengas kommutaattori, yhteydet armature johtimet myös saa päinvastaiseksi, kun nykyinen kääntyminen tapahtuu. Ja siksi saamme yksisuuntaista virtaa terminaaleissa.

Tasavirtageneraattorin tyypit:

TASAVIRTAGENERAATTORIT voidaan luokitella kahteen pääluokkaan, viz; (I) erikseen Viritettävät ja (ii) itse Viritettävät.
(i) erikseen viritetty: tässä tyypissä kenttäkelat saavat virtaa riippumattomasta ulkoisesta TASAVIRTALÄHTEESTÄ.
(ii) Itsejännitteiset: tässä tyypissä kenttäkelat saavat virtaa generaattorin itse tuottamasta virrasta. Alkuperäinen emf generation johtuu jäännösmagnetismi kenttäpylväissä. Syntyvä emf saa osan virrasta virtaamaan kenttäkeloissa, mikä vahvistaa kenttävuota ja lisää siten emf: n tuotantoa. Itse jännitteiset tasavirtageneraattorit voidaan edelleen jakaa kolmeen tyyppiin –
(a) sarjan haavakenttäkäämitys sarjassa, jossa armatuurikäämitys
(b) Sunttikenttäkäämitys rinnakkain armatuurikäämityksen kanssa
(c) Yhdistelmäkäämitys – sarja – ja sunttikäämitys
voit oppia lisää TASAVIRTAGENERAATTORIN/koneen tyypeistä täältä.