直流発電機
直流発電機は、機械的エネルギーを直流電気に変換する電気機械です。 このエネルギー変換は、動的に誘導されたemfの生成原理に基づいています。 直流発電機の基本的な構造と作業について概説した。
直流機の建設：
注:理論的には、DC発電機は、任意の構造上の変更なしにDCモータとして使用することができ、その逆もまた可能である。 したがって、ＤＣ発電機またはＤＣモータは、広くＤＣ機械と呼ぶことができる。 これらの基本的な構造上の細部はDCモーターの構造のためにまた有効である。 したがって、この点を単に「dc発電機の建設」ではなく、DC機械の建設と呼びましょう。
上の図は、単純な4極DCマシンの構造上の詳細を示しています。 DC機械は2つの基本的な部品から成っています;固定子および回転子。 DCマシンの基本的な構成部品を以下に説明します。
- ヨーク：dcマシンの外枠はヨークと呼ばれます。 それは鋳鉄か鋼鉄から成っています。 それはアセンブリ全体に機械的強度を提供するだけでなく、界磁巻線によって生成される磁束も運びます。
- ポールとポールシューズ：ポールはボルトや溶接の助けを借りてヨークに接合されています。 彼らはフィールド巻線を運び、ポールの靴はそれらに固定されています。 ポールの靴は二つの目的を果たす; （ｉ）それらは磁場コイルを支持し，（ｉ ｉ）空隙内の磁束を均一に広げる。
- 界磁巻線：通常は銅でできています。 分野のコイルは各棒に前の傷そして置かれて、そしてシリーズで接続されます。 それらは、通電されると、交互の北極と南極を形成するように巻かれています。
- 電機子中心:電機子中心はdc機械の回転子です。 それは電機子巻上げを運ぶスロットとの形で円柱です。 電機子は渦電流の損失を減らすための薄い薄板にされた円の鋼鉄ディスクの造り上げられる。 それは冷却の為に軸気流に送風管を与えられるかもしれません。 電機子はシャフトに調整される。
- 電機子巻線：通常、電機子スロットに載っている元の巻線銅コイルです。 電機子導体は互いに絶縁されており、電機子コアからも絶縁されています。 電機子巻線は、ラップ巻線または波巻線のいずれかの方法で巻くことができます。 二重層のラップまたは波の巻上げは一般に使用されます。 二重層巻線は、各電機子スロットが二つの異なるコイルを運ぶことを意味します。
- 整流子とブラシ:電機子巻線への物理的な接続は、整流子-ブラシ配置を介して行われます。 整流子の機能は、dc発電機では、電機子導体で発生する電流を収集することです。 一方、dcモータの場合、整流子は電機子導体に電流を供給するのに役立ちます。 整流子は、互いに絶縁された銅セグメントのセットで構成されています。 セグメントの数は電機子コイルの数に等しい。 各区分は電機子コイルに接続され、整流子はシャフトに調整されます。 ブラシは、通常、炭素または黒鉛から作られています。 それらは整流子の区分で残り、整流子が流れを集めるか、または供給するために物理的な接触を保つことを回すとき区分で滑る。
アーマチュアコア(ローター)
整流子
直流発電機の動作原理:
ファラデーの電磁誘導の法則によれば、導体が変化する磁場の中に置かれる（または導体が磁場の中で移動する）たびに、emf（起電力）が導体に誘導される。 誘導起電力の大きさは、直流発電機の起電力方程式から計算することができる。 導体に閉じた経路が設けられている場合、誘導電流は経路内を循環します。 DC発電機では、界磁コイルが電磁界を生成し、電機子導体が界磁に回転します。 これにより、電機子導体に電磁誘導起電力が発生します。 誘導電流の方向はＦｌｅｍｉｎｇの右手則によって与えられる。
スプリットリング整流子の必要性:
フレミングの右手の法則によれば、導体の動きの方向が変化するたびに誘導電流の方向が変化します。 時計回りに回転する電機子と、左の導体が上に移動していると考えてみましょう。 電機子が半回転を完了すると、その特定の導体の動きの方向は下向きに反転されます。 したがって、すべての電機子導体の電流の方向は交互になります。 上の図を見ると、電機子導体で誘導電流の方向がどのように交互になっているかがわかります。 しかし、スプリットリング整流子を使用すると、電機子導体の接続も電流反転が発生すると反転します。 したがって、端子で単方向電流が得られます。
直流発電機の種類:
DC発電機は、主に2つのカテゴリ、すなわち、(i)個別に励起されるものと(ii)自己励起されるものに分類することができる。
(i)個別に励起:このタイプでは、界磁コイルは独立した外部DC電源から通電されます。
(ii)自励磁:このタイプでは、界磁コイルは発電機自体によって生成された電流から通電されます。 最初の起電力発生は、界磁極の残留磁気によるものです。 生成された起電力は、電流の一部を界磁コイルに流し、界磁磁束を強化し、それによって起電力の発生を増加させる。 自励dc発電機は、さらに三つのタイプに分けることができます-
(a)電機子巻線と直列の巻線
(b)電機子巻線と並列のシャント巻線
(c)複合巻線-直列とシャント巻線の組み合わせ
DC発電機/機械の種類の詳細については、ここで学ぶことができます。