generator DC

Prinsip pengoperasian generator DC

Generator didasarkan pada penggunaan hukum induksi elektromagnetik, yang menurutnya dalam konduktor yang bergerak dalam medan magnet dan melintasi fluks magnet, diinduksi oleh ef.

Salah satu bagian utama dari mesin DC adalah sirkuit magnetik di mana fluks magnet ditutup. Sirkuit magnetik mesin DC (Gbr. 1) terdiri dari bagian stasioner - stator 1 dan bagian yang berputar - rotor 4. Stator adalah kotak baja tempat bagian lain dari mesin dipasang, termasuk kutub magnet 2. Aktif kutub magnet 3, kumparan yang menarik ditempatkan, ditenagai oleh arus searah dan menciptakan fluks magnet utama Ф0.

Beras. 1. Sirkuit magnetik mesin DC empat kutub

Beras. 2. Lembaran dari mana rangkaian magnetik rotor dirakit: a — dengan saluran terbuka, b — dengan saluran semi tertutup

Rotor mesin dirakit dari lembaran baja yang dicap dengan alur dan lubang melingkar untuk poros dan ventilasi (Gbr. 2). Di saluran (5 pada Gambar 1) rotor diletakkan belitan kerja mesin DC, yaitu belitan di mana em diinduksi oleh fluks magnet utama. dll. denganBelitan ini disebut belitan angker (maka rotor mesin DC biasanya disebut angker).

Arti dari e.dst. c. Generator DC dapat diaktifkan tetapi polaritasnya tetap konstan. Prinsip kerja generator DC ditunjukkan pada gambar. 3.

Kutub magnet permanen menciptakan fluks magnet. Bayangkan belitan jangkar terdiri dari satu putaran, ujung-ujungnya dipasang ke setengah cincin yang berbeda, diisolasi satu sama lain. Setengah cincin ini membentuk kolektor, yang berputar dengan putaran belitan angker. Pada saat yang sama, sikat stasioner meluncur di sepanjang kolektor.

Ketika koil berputar dalam medan magnet, ggl diinduksi di dalamnya

di mana B adalah induksi magnetik, l adalah panjang kawat, v adalah kecepatan liniernya.

Ketika bidang kumparan bertepatan dengan bidang garis tengah kutub (kumparan terletak secara vertikal), kabel melewati fluks magnet maksimum dan nilai maksimum e diinduksi di dalamnya. dll. c.Bila kontur mendatar, mis. dll. v. di kabel adalah nol.

Arah e., dll. p dalam konduktor ditentukan oleh aturan tangan kanan (pada Gambar 3 ditunjukkan dengan panah). Ketika selama putaran kumparan, kawat lewat di bawah kutub lainnya, arah e. dll. v. dia bertobat. Tetapi karena kolektor berputar dengan koil dan sikat tidak bergerak, maka kawat yang terletak di bawah kutub utara selalu dihubungkan ke sikat atas, mis. dll. v. yang diarahkan jauh dari kuas. Akibatnya, polaritas kuas tetap tidak berubah dan oleh karena itu tetap tidak berubah ke arah e. dll. pada kuas — egSCH (Gbr. 4).

Beras. 3. Generator DC paling sederhana

Beras. 4. Perubahan waktu gaya gerak listrik.generator DC paling sederhana

Meskipun e.dll. c. Generator arus searah yang paling sederhana adalah konstan dalam arah, nilainya berubah, berputar dua kali maksimum dan dua kali nilai nol dalam satu putaran. DC dengan riak yang begitu besar tidak cocok untuk sebagian besar penerima DC dan dalam arti sebenarnya tidak dapat disebut konstan.

Untuk mengurangi riak, belitan angker generator DC dibuat dari sejumlah besar belitan (kumparan), dan kolektor dibuat dari sejumlah besar pelat kolektor yang diisolasi satu sama lain.

Mari kita pertimbangkan proses menghaluskan gelombang, menggunakan contoh belitan angker bulat (Gbr. 5), terdiri dari empat belitan (1, 2, 3, 4), masing-masing dua belitan. Dinamo berputar searah jarum jam dengan frekuensi n dan e diinduksi pada kabel belitan dinamo yang terletak di bagian luar dinamo. dll. (arah ditunjukkan oleh panah).

Belitan jangkar adalah sirkuit tertutup yang terdiri dari belitan yang terhubung seri. Namun dalam hal kuas, belitan angker adalah dua cabang paralel. Dalam gambar. 5, dan satu cabang paralel terdiri dari kumparan 2, yang kedua terdiri dari kumparan 4 (dalam kumparan 1 dan 3, EMF tidak diinduksi dan dihubungkan di kedua ujungnya ke satu sikat). Dalam gambar. 5b, jangkar ditampilkan pada posisi yang dibutuhkan setelah 1/8 putaran. Dalam posisi ini, satu belitan jangkar paralel terdiri dari kumparan yang terhubung seri 1 dan 2, dan yang kedua dari kumparan yang terhubung seri 3 dan 4.

Beras. 5. Skema generator DC paling sederhana dengan angker cincin

Setiap kumparan, ketika angker berputar sehubungan dengan sikat, memiliki polaritas konstan. Pindah alamat, dll. c. belitan dalam waktu dengan perputaran angker ditunjukkan pada gambar. 6, sebuah. DD.C. pada kuas sama dengan e. dll. v. setiap cabang paralel dari belitan angker. Ara. 5 menunjukkan bahwa e. dll. c.cabang sejajar sama dengan atau e. dll. c.satu gulungan atau jumlah e. dll. c.dua belitan yang berdekatan:

Sebagai hasil dari denyut e. dll. c. belitan jangkar berkurang secara signifikan (Gbr. 6, b). Dengan menambah jumlah belokan dan pelat kolektor, radiasi yang hampir konstan dapat diperoleh. dll. v. belitan jangkar.

Desain Generator DC

Dalam proses kemajuan teknis di bidang teknik kelistrikan, desain mesin DC berubah, meskipun detail dasarnya tetap sama.

Pertimbangkan perangkat dari salah satu jenis mesin DC yang diproduksi oleh industri. Seperti disebutkan, bagian utama mesin adalah stator dan angker. Stator 6 (Gbr. 7), dibuat dalam bentuk silinder baja, berfungsi baik untuk mengikat bagian lain maupun untuk melindungi dari kerusakan mekanis dan merupakan bagian stasioner dari sirkuit magnet.

Kutub magnet 4 dipasang ke stator, yang bisa magnet permanen (untuk mesin berdaya rendah) atau elektromagnet. Dalam kasus terakhir, kumparan 5 yang menarik ditempatkan di kutub, disuplai dengan arus searah dan menciptakan fluks magnet stasioner relatif terhadap stator.

Dengan jumlah kutub yang banyak, belitannya dihubungkan secara paralel atau seri, tetapi kutub utara dan selatan bergantian (lihat Gambar 1). Tiang tambahan dengan belitannya sendiri terletak di antara tiang utama. Pelindung ujung 7 dipasang ke stator (Gbr. 7).

Armature 3 dari mesin DC dirakit dari baja lembaran (lihat Gambar 2) untuk mengurangi kehilangan daya dari arus eddy. Seprai diisolasi satu sama lain.Angker adalah bagian yang dapat digerakkan (berputar) dari sirkuit magnetik mesin. Kumparan angker atau kumparan kerja 9 ditempatkan di saluran angker.

Beras. 6. Variasi waktu EMF dari belitan dan belitan armatur cincin

Mesin saat ini diproduksi dengan jenis belitan angker dan drum. Belitan jangkar cincin yang sebelumnya dianggap memiliki kelemahan yaitu e. dll. c. diinduksi hanya pada konduktor yang terletak di permukaan luar angker. Oleh karena itu, hanya setengah dari kabel yang aktif. Dalam belitan angker drum, semua kabel aktif, yaitu untuk membuat e yang sama. seperti pada mesin ring-armature hampir setengah dari bahan konduktif yang dibutuhkan.

Konduktor belitan angker, yang terletak di alur, dihubungkan satu sama lain oleh bagian depan belokan. Setiap slot biasanya berisi beberapa kabel. Konduktor slot yang satu dihubungkan ke konduktor slot lainnya untuk membentuk sambungan seri yang disebut koil atau bagian.Bagian-bagian tersebut dihubungkan secara seri dan membentuk rangkaian tertutup. Urutan ikatan harus sedemikian rupa sehingga e. dll. v. dalam kabel termasuk dalam satu cabang paralel memiliki arah yang sama.

Dalam gambar. 8 menunjukkan belitan angker drum paling sederhana dari mesin dua kutub. Garis padat menunjukkan sambungan bagian satu sama lain di sisi kolektor, dan garis putus-putus menunjukkan sambungan ujung kabel di sisi yang berlawanan. Strip dibuat dari titik sambungan bagian ke pelat pengumpul. Arah e., dll. hal di kabel koil ditunjukkan pada gambar: «+» — arah dari pembaca, «•» — arah ke pembaca.

Gulungan angker seperti itu juga memiliki dua cabang paralel: yang pertama dibentuk oleh kabel slot 1, 6, 3, 8, yang kedua - oleh kabel slot 4, 7, 2, 5. Ketika armature berputar , kombinasi slot yang kabelnya membentuk cabang paralel, berubah sepanjang waktu, tetapi cabang paralel selalu dibentuk oleh kabel dari empat saluran, yang menempati posisi konstan dalam ruang.

Beras. 7. Susunan mesin DC armature tipe drum

Beras. 8. Belitan paling sederhana

Mesin yang diproduksi oleh pabrik memiliki puluhan atau ratusan alur di sepanjang keliling angker drum dan jumlah pelat pengumpul sama dengan jumlah bagian belitan angker.

Kolektor 1 (lihat Gbr. 7) terdiri dari pelat tembaga, diisolasi satu sama lain, yang dihubungkan ke titik sambungan bagian belitan angker dan berfungsi untuk mengubah variabel e. dll. v. di kabel angker berkelok-kelok di konstanta e. dll. c. pada sikat 2 generator atau konversi arus searah yang disuplai ke sikat motor dari jaringan menjadi arus bolak-balik pada kabel belitan angker motor. Kolektor berputar dengan angker.

Saat angker berputar, sikat tetap 2 meluncur di sepanjang kolektor Sikatnya adalah grafit dan tembaga-grafit. Mereka dipasang di tempat sikat yang dapat diputar pada sudut tertentu. Impeller 8 untuk ventilasi dihubungkan ke jangkar.

Klasifikasi dan parameter generator DC

Klasifikasi generator DC didasarkan pada jenis sumber daya kumparan eksitasi. Membedakan:

1.generator self-excited, kumparan eksitasi yang ditenagai oleh sumber eksternal (baterai atau sumber arus searah lainnya). Pada generator berdaya rendah (puluhan watt), fluks magnet utama dapat dibuat oleh magnet permanen,

2. Generator yang bersemangat sendiri, kumparan eksitasi yang ditenagai oleh generator itu sendiri. Menurut skema koneksi belitan angker dan eksitasi sehubungan dengan sirkuit eksternal, ada: generator eksitasi paralel, di mana belitan eksitasi dihubungkan secara paralel dengan belitan angker (generator shunt), generator eksitasi seri, di mana ini belitan dihubungkan secara seri (generator seri), generator dengan eksitasi campuran, di mana satu belitan eksitasi dihubungkan secara paralel dengan belitan angker, dan yang kedua secara seri (generator gabungan).

Mode pengenal generator DC ditentukan oleh daya pengenal - daya yang diberikan generator ke penerima, tegangan pengenal pada terminal belitan angker, arus pengenal angker, arus eksitasi, frekuensi pengenal rotasi armatur. Nilai-nilai ini biasanya ditunjukkan di paspor generator.