egyenáramú generátor alapvető felépítése és működése.

egyenáramú generátor

az egyenáramú generátor olyan elektromos gép, amely a mechanikai energiát egyenáramú villamos energiává alakítja. Ez az energiaátalakítás a dinamikusan indukált emf előállításának elvén alapul. Ez a cikk felvázolja az egyenáramú generátor alapvető felépítését és működését.

egyenáramú gép építése:

Megjegyzés:Elméletileg egy egyenáramú generátor használható egyenáramú motorként bármilyen szerkezeti változtatás nélkül, és fordítva is lehetséges. Így egy egyenáramú generátor vagy egy egyenáramú motor nagyjából egyenáramú gépnek nevezhető. Ezek az alapvető szerkezeti részletek az egyenáramú motor felépítésére is érvényesek. Ezért nevezzük ezt a pontot egyenáramú gép felépítésének, ahelyett, hogy csak egy egyenáramú generátort építenénk.

a fenti ábra egy egyszerű 4 pólusú egyenáramú gép szerkezeti részleteit mutatja. A DC gép két alapvető részből áll; állórész és rotor. Az egyenáramú gép alapvető szerkezeti részeit az alábbiakban ismertetjük.

1. Iga: az egyenáramú gép külső keretét igának nevezzük. Öntöttvasból vagy acélból készül. Nemcsak mechanikai szilárdságot biztosít az egész szerelvénynek, hanem hordozza a terepi tekercselés által termelt mágneses fluxust is.
2. pólusok és póluscipők: a pólusok csavarokkal vagy hegesztéssel csatlakoznak az igához. Mezei tekercselést hordoznak, a póluscipők pedig hozzájuk vannak rögzítve. A Pole cipő két célt szolgál; (i) támogatják a terepi tekercseket, és (ii) egyenletesen elosztják a légrésben lévő fluxust.
3. terepi tekercselés: általában rézből készülnek. A mezőtekercsek korábban fel vannak tekerve, és mindegyik pólusra vannak helyezve, és sorba vannak kötve. Úgy vannak feltekerve, hogy feszültség alatt alternatív északi és déli pólusokat képeznek.



armatúra mag (rotor)

4. armatúra mag: armatúra mag a rotor egy dc gép. Hengeres alakú, résekkel az armatúra tekercseléséhez. Az armatúra vékony laminált kör alakú acéllemezekből épül fel az örvényáram-veszteségek csökkentése érdekében. El lehet látva légcsatornák az axiális légáram hűtési célokra. Az armatúra a tengelyhez van rögzítve.
5. armatúra tekercselés: ez általában egy korábbi seb réz tekercs, amely nyugszik armatúra rések. Az armatúra vezetékei egymástól, valamint az armatúra magjától vannak szigetelve. Az armatúra tekercselését a két módszer egyikével lehet feltekerni; kör tekercselés vagy hullám tekercselés. Általában kétrétegű kör-vagy hullámtekercseket használnak. A kétrétegű tekercselés azt jelenti, hogy minden armatúra nyílás két különböző tekercset hordoz.
6. kommutátor és kefék: az armatúra tekercseléséhez való fizikai csatlakozás kommutátor-kefe elrendezésen keresztül történik. A kommutátor funkciója egy egyenáramú generátorban az armatúra vezetőiben keletkező áram összegyűjtése. Míg egyenáramú motor esetén a kommutátor segít az armatúra vezetőinek áramellátásában. A kommutátor rézszegmensek halmazából áll, amelyek egymástól szigeteltek. A szegmensek száma megegyezik az armatúra tekercsek számával. Minden szegmens egy armatúra tekercshez van csatlakoztatva, a kommutátor pedig a tengelyhez van rögzítve. A kefék általában szénből vagy grafitból készülnek. A kommutátor szegmensein nyugszanak, és a szegmenseken csúsznak, amikor a kommutátor forog, megtartva a fizikai érintkezést az áram összegyűjtése vagy ellátása érdekében.

kommutátor

egyenáramú generátor működési elve:

Faraday elektromágneses indukciós törvényei szerint, amikor egy vezetőt változó mágneses mezőbe helyeznek (vagy egy vezetőt mágneses mezőben mozgatnak), emf (elektromotoros erő) indukálódik a vezetőben. Az indukált emf nagysága kiszámítható az egyenáramú generátor emf egyenletéből. Ha a vezető zárt úttal van ellátva, akkor az indukált áram az útvonalon belül kering. Egy egyenáramú generátorban a mezőtekercsek elektromágneses mezőt hoznak létre, és az armatúra vezetékeit a mezőbe forgatják. Így elektromágnesesen indukált emf keletkezik az armatúra vezetőiben. Az indukált áram irányát Fleming jobb oldali szabálya adja meg.

osztott gyűrűs kommutátorra van szükség:

Fleming jobb oldali szabálya szerint az indukált áram iránya megváltozik, amikor a vezető mozgásának iránya megváltozik. Vegyünk egy armatúrát, amely az óramutató járásával megegyező irányban forog, a bal oldali vezető pedig felfelé mozog. Amikor az armatúra befejezi a fél forgást, az adott vezető mozgásiránya lefelé fordul. Ezért az áram iránya minden armatúra vezetőben váltakozó lesz. Ha megnézed a fenti ábrát, tudni fogod, hogy az indukált áram iránya váltakozik egy armatúra vezetőben. De egy osztott gyűrűs kommutátorral az armatúra vezetők csatlakozásai is megfordulnak, amikor az áram megfordulása megtörténik. Ezért egyirányú áramot kapunk a terminálokon.

az egyenáramú generátor típusai:

az egyenáramú generátorok két fő kategóriába sorolhatók: (I) külön gerjesztett és (ii) öngerjesztő.
(i) külön gerjesztett: ebben a típusban a terepi tekercseket független külső egyenáramú forrásból táplálják.
(ii) öngerjesztés: ebben a típusban a mezőtekercseket maga a generátor által előállított áram táplálja. A kezdeti emf-generáció a mezőoszlopok maradék mágnesességének köszönhető. A generált emf hatására az áram egy része áramlik a mezőtekercsekben, ezáltal erősítve a mező fluxusát, ezáltal növelve az emf generációt. Az öngerjesztésű egyenáramú generátorok további három típusra oszthatók –
(a) Soros sebtekercselés armatúra tekercseléssel
(b) sönt sebtekercselés armatúra tekercseléssel párhuzamosan
(c) összetett sebtekercselés sorozat és sönt tekercselés kombinációja
itt többet megtudhat az egyenáramú generátor/gép típusairól.