Initsiaal elektromagnetiline generaator (Faraday ketas) leiutas Briti teadlane, nimelt Michael Faraday aastal 1831. A Alalisvoolugeneraator on elektriseade, mida kasutatakse genereerimiseks elektrienergia . Selle seadme peamine ülesanne on muuta mehaaniline energia elektrienergiaks. Saadaval on mitut tüüpi mehaanilisi energiaallikaid, nagu käsivändad, sisepõlemismootorid, veeturbiinid, gaasi- ja auruturbiinid. Generaator annab voolu kõigile elektrivõrgud . Generaatori vastupidist funktsiooni saab teha elektrimootoriga. Mootori põhiülesanne on muundada elektrienergia mehaaniliseks. Mootoritel ja ka generaatoritel on sarnased omadused. Selles artiklis käsitletakse alalisvoolugeneraatorite ülevaadet.
Mis on alalisvoolugeneraator?
Alalisvoolugeneraator või alalisvoolugeneraator on ühte tüüpi elektrimasin ja selle masina peamine ülesanne on muundada mehaaniline energia alalisvoolu (alalisvoolu) elektriks. Energia muutmise protsessis kasutatakse energeetiliselt indutseeritud elektromotoorjõu põhimõtet. The alalisvoolugeneraatori skeem on näidatud allpool.
Alalisvoolugeneraator
Kui dirigent kriipsutab magnetvoog , siis tekib selles energeetiliselt indutseeritud elektromotoorjõud lähtudes elektromagnetilise induktsiooni põhimõttest Faraday seadused . See elektromotoorjõud võib põhjustada voolu voolu, kui juhi ahelat ei avata.
Ehitus
Alalisvoolugeneraatorit kasutatakse ka a Alalisvoolumootor selle konstruktsiooni muutmata. Seetõttu võib alalisvoolumootorit muul juhul alalisvoolugeneraatoriks nimetada a Alalisvoolumasin. Ehitamine a 4-pooluseline alalisvoolugeneraator on näidatud allpool. See generaator koosneb mitu osa nagu ike, postid ja vardad, välimähis, armatuuri südamik, armatuuri mähis, kommutaator ja harjad. Kuid selle seadme kaks olulist osa on nii staator kui ka rootor .
Staator
Staator on alalisvoolugeneraatori oluline osa ja selle peamine ülesanne on pakkuda magnetvälju kohtades, kus mähised pöörlevad. See hõlmab stabiilseid magneteid, kus kaks neist on vastupidise poolusega. Need magnetid asuvad rootori piirkonnas.
Rootor või armatuuri südamik
Rootor või armatuuri südamik on alalisvoolugeneraatori teine oluline osa ja see sisaldab piluga rauast laminaate koos piludega, mis on virnastatud a kuju saamiseks silindrikujuline armatuuri südamik . Üldiselt pakutakse neid lamineerimisi, et vähendada kadu pöörisvool .
Armatuuri mähised
Armatuuri südamiku pesasid kasutatakse peamiselt armatuuri mähiste hoidmiseks. Need on suletud vooluringi kujul ja toodetud voolu summa suurendamiseks on see ühendatud järjestikku paralleelselt.
Ike
Alalisvoolugeneraatori väline struktuur on ike ja see on valmistatud malmist, muidu terasest. See annab vajaliku mehaanilise jõu magnetvoog pooluste kaudu antud.
Poolakad
Neid kasutatakse peamiselt välimähiste hoidmiseks. Tavaliselt on need mähised mähitud poolustele ja need on omavahel järjestikku ühendatud armatuuri mähised . Lisaks annavad poolused keevitusmeetodil ühenduskõne ikkega, muidu kruvide abil.
Pole kinga
Varda jalatsi kasutatakse peamiselt magnetvoo levitamiseks ja välimähise kukkumise vältimiseks.
Kommutaator
Kommutaatori töö on nagu alaldi muutmiseks Vahelduvpinge Euroopa Alalisvoolu pinge armatuuri sees, mis lookleb üle harjade. See on kujundatud vasest segmendiga ja iga vasksegment on üksteise abil kaitstud vilgukivist lehed . See asub masina võllil.
Alalisvoolugeneraatori kommutaator
Alalisvoolugeneraatori kommutaatori funktsioon
Alalisvoolugeneraatori kommutaatori põhiülesanne on vahelduvvoolu muutmine alalisvooluks. See toimib nagu tagurduslüliti ja selle rolli generaatoris käsitletakse allpool.
Generaatori ankurmähises indutseeritud emf vaheldub. Niisiis, voolu vool ankurpoolis võib olla ka vahelduvvool. Selle voolu saab kommutaatori kaudu ümber pöörata täpsel hetkel, kui armatuurimähis ületab magnetilise erapooletu telje. Seega saavutab koormus alalisvoolu või ühesuunalise voolu.
Kommutaator tagab, et generaatorist voolav vool voolab igavesti ühes suunas. Harjad loovad kommutaatoril liikudes generaatori ja koorma vahel kvaliteetsed elektriühendused.
Harjad
Elektrilised ühendused saab tagada kommutaator samuti harjade abil välimine koormusahel.
Tööpõhimõte
The alalisvoolugeneraatori tööpõhimõte põhineb Faraday seadustel elektromagnetiline induktsioon . Kui juht asub ebastabiilses magnetväljas, indutseeritakse juhis elektromotoorjõud. Indutseeritud e.m.f suurust saab mõõta võrrandist generaatori elektromotoorjõud .
Kui juht asub suletud rajal, siis indutseeritud vool liigub rajal. Selles generaatoris tekitavad välimähised elektromagnetvälja ning armatuurijuhid muudetakse väljaks. Seetõttu tekib armatuurijuhtides elektromagnetiliselt indutseeritud elektromotoorjõud (e.m.f). Indutseeritud voolu tee annab Flemingi parema käe reegel.
Alalisvoolugeneraatori E.M.F võrrand
The alalisvoolugeneraatori emf võrrand Faraday elektromagnetilise induktsiooni seaduste järgi on Nt = PØZN / 60 A
Kus Phi on
voog või poolus Webberis
‘Z’ on armatuurijuhtide koguarv
‘P’ on generaatorite arv poolusi
‘A’ on armatuuril olevate paralleelsete ridade arv
‘N’ on armatuuri pöörlemine p / min (pööret minutis)
‘E’ on indutseeritud e.m.f mis tahes paralleelses sõidureas ankuris
‘Nt’ on tekitatud e.m.f mis tahes paralleelses reas
‘N / 60’ on pöörete arv sekundis
Ühe pöörde aeg on dt = 60 / N sek
Alalisvoolugeneraatori tüübid
Alalisvoolugeneraatorite klassifikatsiooni saab teha kahes kõige olulisemas kategoorias, nimelt nii eraldi kui ka ise.
Alalisvoolugeneraatorite tüübid
Eraldi põnevil
Eraldi ergastatud tüübi korral tugevdatakse välimähiseid autonoomsest välisest alalisvooluallikast.
Ise põnevil
Iseärritatud tüübi korral tugevdatakse välimähiseid generaatoriga tekitatud voolust. Esimese elektromotoorjõu tekitamine toimub selle silmapaistva magnetismi tõttu väljapoolustel.
Toodetud elektromotoorjõud põhjustab põllumähistes murdosa voolust, mis suurendab nii väljavoo kui ka elektromotoorjõu teket. Lisaks saab seda tüüpi alalisvoolugeneraatorid liigitada kolme tüüpi, nimelt seeriahaav, šundihaav ja ühendhaav.
- Seeriahaavas on nii välimähis kui ka armatuurimähis üksteisega järjestikku ühendatud.
- Šundimähises on nii väli- kui ka armatuurimähis üksteisega paralleelselt ühendatud.
- Liitmähis on seeriamähise ja šundimähise segu.
Alalisvoolugeneraatori efektiivsus
Alalisvoolugeneraatorid on väga usaldusväärsed, efektiivsuse hinnanguga 85–95%
Mõelgem, et generaatori väljund on VI
Generaatori sisend on VI + kaotused
Sisend = VI + I2aRa + Wc
Kui šundivälja vool on ebaoluline, siis Ia = I (umbes)
Pärast seda n = VI / (VI + Ia2Ra + wc) = 1 / (1 + Ira / V + wc / VI)
Suurima efektiivsuse saavutamiseks d / dt (Ira / V + wc / VI) = 0, vastasel juhul on I2ra = wc
Seetõttu on efektiivsus suurim, kui muutuvkaod on samaväärne pideva kaotusega
Suurima kasuteguriga samaväärne koormusvool on I2ra = wc, vastasel juhul I = √wc / ra
Kaotused alalisvoolugeneraatoris
Turul on saadaval erinevaid masinaid, kus kogu sisendenergiat ei saa sisendenergia kadumise tõttu väljundiks muuta. Nii et seda tüüpi generaatorites võivad tekkida erinevad kaod.
Vaskkaotus
Armatuuri vaskkao (Ia2Ra) korral, kus armatuuri vool on ‘Ia’ ja armatuuri takistus on ‘Ra’. Generaatorite jaoks, nagu manööverdatud haav, on vasevälja kadu võrdne peaaegu stabiilse Ish2Rsh-ga. Selliste generaatorite jaoks nagu seeriahaav, on välja vaskkaod samaväärne Ise2 Rse-ga, mis on samuti peaaegu stabiilne. Selliste generaatorite puhul nagu ühendi kerimine, on esitatud vasekadu sarnane Icomp2 Rcomp-iga, mis on samuti peaaegu stabiilne. Täiskoormuskadude korral tekivad vaskkaod harja kontakti tõttu 20–30%.
Südamik või raud või magnetiline kaotus
Põhikadude klassifitseerimist saab teha kahte tüüpi, nagu hüstererees ja pöörisvool
Hüstereesi kaotus
See kaotus tekib peamiselt armatuuri südamiku pöördumise tõttu. Iga rootori südamiku osa, mis möödub vaheldumisi kahest poolusest, nagu põhja ja lõuna, saavutab vastavalt S & N polaarsuse. Alati, kui südamik jõuab alla ühe pooluste komplekti, lõpetab südamik ühe sageduse ümberpööramise seeria. Lisateabe saamiseks vaadake seda linki Mis on hüstereesi kaotus: tegurid ja selle rakendused
Pöörisvoolukaotus
Armatuuri südamik vähendab magnetvoogu kogu pöörde vältel ja elektromagnetilise induktsiooni seaduste põhjal saab seda esile kutsuda südamiku välisküljel, see emf on äärmiselt väike, kuid see loob südamiku pinnale suure voolu. Seda tohutut voolu nimetatakse pöörisvooluks, samas kui kadu nimetatakse pöörisvoolukaotuseks.
Põhikaod on liit- ja šuntgeneraatorite jaoks stabiilsed, kuna nende väljavool on peaaegu stabiilne. See kaotus esineb peamiselt 20–30% täiskoormusega kaodena.
Mehaaniline kaotus
Mehaanilist kadu võib määratleda pöörleva armatuuri õhuhõõrdumise või tuulekadudena. Hõõrdekadu tekib peamiselt 10% kuni 20% laagrite ja kommutaatori täiskoormuskadudest.
Hulkuv kaotus
Hulkuvad kadud tekivad peamiselt nii kadude kui ka mehaaniliste ühendamisel. Neid kahjusid nimetatakse ka rotatsioonkaodudeks.
Vahe vahelduvvoolu- ja alalisvoolugeneraatori vahel
Enne vahelduv- ja alalisvoolugeneraatori erinevuse arutamist peame teadma generaatorite mõistet. Üldiselt liigitatakse generaatorid kahte tüüpi, nagu vahelduvvool ja alalisvool. Nende generaatorite peamine ülesanne on muuta võimsust mehaanilisest elektriliseks. Vahelduvvoolu generaator genereerib vahelduvvoolu, samas kui alalisvoolugeneraator - otsese jõu.
Mõlemad generaatorid kasutavad Faraday seadust elektrienergia tootmiseks. See seadus ütleb, et kui juht nihkub magnetväljas, siis kärbib see magnetjõujooni, et stimuleerida EMF-i või elektromagnetilist jõudu juhis. See indutseeritud emf suurus sõltub peamiselt magnetilise joone ühendusest juhi kaudu. Kui juhi vooluring on suletud, võib emf põhjustada voolu. Alalisvoolugeneraatori põhiosad on magnetväli ja juhid, mis liiguvad magnetväljas.
Peamised vahelduv- ja alalisvoolugeneraatorite erinevused on üks olulisemaid elektriteemasid. Need erinevused võivad aidata õpilastel seda teemat uurida, kuid enne seda peaks teadma nii vahelduvvoolugeneraatorite kui ka alalisvoolugeneraatorite kohta kõigis üksikasjades, nii et erinevusi on väga lihtne mõista. Selle kohta lisateabe saamiseks vaadake seda linki Vahe vahelduvvoolu- ja alalisvoolugeneraatori vahel.
Omadused
Alalisvoolugeneraatori omadusi saab määratleda kui graafilist kujutist kahe erineva suuruse vahel. See graafik näitab püsiseisundi omadusi, mis selgitavad peamist suhet klemmipinge, koormuste ja ergastuse vahel selle graafiku kaudu. Selle generaatori kõige olulisemaid omadusi käsitletakse allpool.
Magnetiseerimise omadused
Magnetiseerimisomadused annavad erinevuse pinge tekitamisel, muidu ilma koormuseta pinge väljavoolu kaudu stabiilse kiirusega. Sellist omadust nimetatakse ka avatud vooluringi muidu tühikäiguks.
Sisemised omadused
Alalisvoolugeneraatori sisemisi omadusi saab joonistada nii koormusvoolu kui ka tekitatud pinge vahel.
Välised või koormuse omadused
Koormus või välise tüübi omadused tagavad peamised seosed koormusvoolu ja klemmipinge vahel stabiilsel kiirusel.
Eelised
A alalisvoolugeneraatori eelised sisaldama järgmist.
- Alalisvoolugeneraatorid genereerivad suurt väljundit.
- Nende generaatorite terminalikoormus on suur.
- Alalisvoolugeneraatorite projekteerimine on väga lihtne
- Neid kasutatakse ebaühtlase väljundvõimsuse tekitamiseks.
- Need on äärmiselt kooskõlas 85–95% -lise tõhususe hinnanguga
- Need annavad usaldusväärse väljundi.
- Need on nii kerged kui ka kompaktsed.
Puudused
Alalisvoolugeneraatori puudused hõlmavad järgmist.
- Alalisvoolugeneraatorit ei saa trafo juures kasutada
- Selle generaatori efektiivsus on madal paljude kadude tõttu, nagu vask, mehaaniline, pööris jne.
- Pingelangus võib tekkida pikkade vahemaade tagant
- See kasutab jagatud rõngaga kommutaatorit, nii et see raskendab masina kujundust
- Kallis
- Kõrge hooldus
- Sädemed tekivad energiat genereerides
- Edastamise ajal kaob rohkem energiat
Alalisvoolugeneraatorite rakendused
Erinevat tüüpi alalisvoolugeneraatorite rakendused hõlmavad järgmist.
- Eraldi ergastatud tüüpi alalisvoolugeneraatorit kasutatakse nii võimendamiseks kui ka galvaniseerimine . Seda kasutatakse elektri- ja valgustusotstarbel, kasutades a väliregulaator
- Iseärritatud alalisvoolugeneraatorit või manööverdatud alalisvoolugeneraatorit kasutatakse nii toiteallikaks kui tavaliseks valgustuseks regulaatori abil. Seda saab kasutada aku valgustamiseks.
- Seeria alalisvoolugeneraatorit kasutatakse kaarlampides valgustuse, stabiilse voolugeneraatori ja võimendi jaoks.
- Ühendi alalisvoolugeneraatorit kasutatakse toiteallikas alalisvoolu keevitusseadmete jaoks.
- Tasemeühend DC generaator kasutatakse toiteallikaks hostelite, öömajade, kontorite jms jaoks.
- Üleühendi korral kasutatakse alalisvoolugeneraatorit toiteallikate pingelanguse hüvitamiseks.
Seega on see kõik alalisvoolugeneraator . Ülaltoodud teabe põhjal võime lõpuks järeldada, et alalisvoolugeneraatorite peamised eelised hõlmavad lihtsat ehitust ja disaini, paralleelne töö on lihtne ja süsteemi stabiilsuse probleemid pole vähem sarnased generaatoritega. Siin on teile küsimus, millised on alalisvoolugeneraatorite puudused?
