DC Generator
en dc generator är en elektrisk maskin som omvandlar mekanisk energi till likström. Denna energiomvandling bygger på principen om produktion av dynamiskt inducerad emf. Denna artikel beskriver grundläggande konstruktion och bearbetning av en likströmsgenerator.
konstruktion av en DC-maskin:
notera:Teoretiskt kan en likströmsgenerator användas som en likströmsmotor utan några konstruktionsändringar och vice versa är också möjligt. Således kan en likströmsgenerator eller en likströmsmotor i stort sett betecknas som en LIKSTRÖMSMASKIN. Dessa grundläggande konstruktionsdetaljer gäller också för konstruktion av en likströmsmotor. Därför, Låt oss kalla denna punkt som konstruktion av en LIKSTRÖMSMASKIN i stället för bara ’konstruktion av en likströmsgenerator’.
ovanstående figur visar konstruktionsdetaljer för en enkel 4-polig DC-maskin. En DC-maskin består av två grundläggande delar; stator och rotor. Grundläggande konstruktionsdelar av en DC-maskin beskrivs nedan.
- Ok: den yttre ramen på en dc-maskin kallas som OK. Den består av gjutjärn eller stål. Det ger inte bara mekanisk styrka till hela enheten utan bär också det magnetiska flödet som produceras av fältlindningen.
- Stolpar och polskor: stolpar förenas med oket med hjälp av bultar eller svetsning. De bär fältlindning och polskor är fastsatta på dem. Polskor tjänar två syften; (i) de stöder fältspolar och (ii) sprider ut flödet i luftgapet jämnt.
- Fältlindning: de är vanligtvis gjorda av koppar. Fältspolar är tidigare lindade och placeras på varje pol och är anslutna i serie. De är lindade på ett sådant sätt att de, när de är energiska, bildar alternativa Nord-och Sydpoler.
- Ankarkärna: Ankarkärna är rotorn hos en dc-maskin. Den är cylindrisk i form med slitsar för att bära ankarlindning. Armaturen är uppbyggd av tunna laminerade cirkulära stålskivor för att minska virvelströmförluster. Den kan vara försedd med luftkanaler för det axiella luftflödet för kylning. Ankaret är nycklat till axeln.
- Ankarlindning: det är vanligtvis en tidigare lindad kopparspole som vilar i ankarspår. Ankarledarna är isolerade från varandra och även från ankarkärnan. Ankarlindning kan lindas med en av de två metoderna; varvlindning eller våglindning. Dubbla lager varv eller våglindningar används vanligtvis. En dubbelskiktslindning innebär att varje ankarplats kommer att bära två olika spolar.
- kommutator och borstar: fysisk anslutning till ankarlindningen sker genom ett kommutator-borstarrangemang. Funktionen hos en kommutator, i en likströmsgenerator, är att samla strömmen som genereras i ankarledare. I händelse av en likströmsmotor hjälper kommutatorn till att ge ström till ankarledarna. En kommutator består av en uppsättning kopparsegment som är isolerade från varandra. Antalet segment är lika med antalet ankarspolar. Varje segment är anslutet till en ankarspole och kommutatorn är nycklad till axeln. Borstar är vanligtvis gjorda av kol eller grafit. De vilar på kommutatorsegment och glider på segmenten när kommutatorn roterar och håller den fysiska kontakten för att samla in eller leverera strömmen.
Ankarkärna (rotor)
kommutator
arbetsprincip för en DC-generator:
enligt Faradays lagar om elektromagnetisk induktion, när en ledare placeras i ett varierande magnetfält (eller en ledare flyttas i ett magnetfält), induceras en emf (elektromotorisk kraft) i ledaren. Storleken på inducerad emf kan beräknas från emf-ekvationen för dc-generator. Om ledaren är försedd med en sluten bana, kommer den inducerade strömmen att cirkulera inom banan. I en likströmsgenerator producerar fältspolar ett elektromagnetiskt fält och ankarledarna roteras in i fältet. Således genereras en elektromagnetiskt inducerad emf i armaturledarna. Riktningen för inducerad ström ges av Flemings högra handregel.
behöver en delad ring kommutator:
enligt Flemings högra handregel ändras riktningen för inducerad ström när ledarens rörelseriktning ändras. Låt oss överväga en armatur som roterar medurs och en ledare till vänster rör sig uppåt. När ankaret fullbordar en halv rotation, kommer rörelseriktningen för den specifika ledaren att vändas nedåt. Därför kommer strömriktningen i varje ankarledare att växla. Om du tittar på ovanstående figur kommer du att veta hur riktningen för den inducerade strömmen växlar i en ankarledare. Men med en delad ringkommutator blir anslutningarna av armaturledarna också omvända när strömomvandlingen inträffar. Och därför får vi enriktad ström vid terminalerna.
typer av en likströmsgenerator:
DC-generatorer kan klassificeras i två huvudkategorier, nämligen; (i) separat upphetsad och (ii) Självupphetsad.
(i) separat upphetsad: i denna typ aktiveras fältspolar från en oberoende extern DC-källa.
(ii) Självupphetsad: i denna typ aktiveras fältspolar från strömmen som produceras av generatorn själv. Initial EMF-generation beror på kvarvarande magnetism i fältpoler. Den genererade emf får en del av strömmen att strömma i fältspolarna, vilket stärker fältflödet och därigenom ökar emf-generationen. Självupphetsade likströmsgeneratorer kan vidare delas in i tre typer –
(A) serie sårfältslindning i serie med ankarlindning
(b) Shuntslindningsfältslindning parallellt med ankarlindning
(c) sammansatt sårkombination av serie och shuntslindning
du kan lära dig mer om typer av en likströmsgenerator/maskin här.