Генератор без щеток принцип работы


Принцип работы бесщёточного генератора - Электропривод

А все очень просто. Если посмотреть на щеточный генератор, то можно увидеть, что клювы ротора расположены с двух сторон и при вращении почередно пересекают магнитное поле статора индуцируя в обмотке ток. Как известно, чтобы получить переменный ток нужно изменять магнитное поле в котором расположен проводник. Если подать напряжение на ротор щеточного генератора, то клювы одной стороны намагнитятся южно, а другой северно. Это легко проверить компасом. Вот они вращаясь над катушками и изменяют поле с северного на южное возбуждая в проводнике ток. В бзщеточном Клювы намагничиваются так же, но неподвижной катушкой. Стараясь избавиться от ненадежного скользящего контакта придумали как вращать только клювы, но конструкцыя получилась намного сложней, а надежности не прибавила, габариты получились больше, вращающаяся масса больше, Общая надежность меньше, если отламывается все так и ненадежно прикрепленный клюв, то генератор разносит в пух и ремонту он уже не подежит. Кроме того не избавиться от больших магнитных потерь, потому и КПД меньше чем у щеточного. Себестоимость производства дороже Поэтому они и не получили широкого распространения, а принцып работы у них одинаков. Если представить, что катушка в роторе щеточного остановилась, но ток к ней приходит, ничего не изменится, клювы будут так же намагничены, в той же полярности. Есть безщеточные генераторы с постоянным магнитом вместо катушки, но большой ток статора регулировать сложней. На новых регулируются стабильтронами в диодном мосту, на старых вовсе не регулируется и устанавливается на дизеля с малым изменением оборотов потому они все маломощны. Чего то может упустил, преспрашивай.

Бесщеточные генераторы. Почему они мало используются

Если автомобильный генератор выходит из строя, то самой распространенной причиной является износ щеточного узла. Однако давным-давно изобретены бесщеточные генераторы – почему же они до сих пор не вытеснили своих якобы менее продвинутых «конкурентов»?

Самая распространенная и массовая на сегодня конструкция автомобильного генератора – с использованием графитовых щеток, подающих напряжение на обмотку ротора (так называемую «катушку возбуждения») через пару вращающихся скользящих контактов в виде медных колец на валу ротора. Подобное решение применяется на большинстве автомобилей за редким исключением, ибо оно отработано и за десятилетия подтвердило свою практичность.

В такой конструкции крайне просто и эффективно реализовано поддержание стабильного напряжения в бортсети автомобиля на любых оборотах двигателя и, соответственно, генератора – электронный блок стабилизации напряжения (который по старинке принято именовать «реле-регулятором») отслеживает уровень напряжения на выходе и уменьшает или увеличивает ток в катушке возбуждения. Как только напряжение проседает, ток увеличивается. Как только оно приближается к верхнему пределу 14,2 вольта – уменьшается. Этот процесс идет быстро и непрерывно, и в результате мы имеем стабильное напряжение и на холостых оборотах, и на высокой скорости.

Щеточный узел – сухой и слабо защищенный от песка и влаги. А все, что открыто и трется без смазки, постепенно изнашивается и отказывает. Именно щеточный узел является наиболее частым источником выходов генератора из строя. Тем более что он обычно еще и неразборно совмещен с электронным блоком стабилизации напряжения («реле-регулятором»).

Однако в последние годы слово «БЕСщеточный» (или его аналог «бесколлекторный») на слуху у «широких народных масс» (с) – оно стало известно даже относительно далеким от техники людям. В самых разных сферах быта активно пропагандируются бесщеточные электромоторы – сегодня на них летают квадрокоптеры, крутятся шуруповерты, косят газоны триммеры и работают прочие механизмы и гаджеты. Даже откровенным гуманитариям уже успешно внушили, что «щетки – это плохо: они изнашиваются, отказывают, греются и вызывают потери тока». Почему же в автомобильном генераторе щеточный узел до сих пор не исчез, тогда как в последнее время от него все чаще отказываются даже в моторчиках дешевых детских игрушек?!

Может быть, потому, что на бесколлекторные (или же бесщеточные – как больше нравится) технологии массово переводятся электромоторы , а мы-то ведем речь про генератор? Нет, дело не в этом. Тут как раз никаких препятствий нет. Электромотор и электрогенератор – чрезвычайно похожие по своей сути электрические машины, вдобавок зачастую обратимые: мотор способен вырабатывать ток, если его вращать принудительно, а генератор может выполнять роль мотора, если на него опять же подать ток извне. 

Использовать бесщеточный генератор в автомобиле можно, это давно реализовано и практикуется. Однако выпускаются подобные генераторы весьма ограничено и массовыми почему-то не стали… Почему?

Сделать автомобильный генератор бесщеточным в принципе не так сложно. Для чего, собственно, нужны щетки? Чтобы подать через них питание 12 вольт на катушку возбуждения внутри вращающегося ротора. После чего сегментный ротор с катушкой, на которую подан постоянный ток от аккумулятора, становится многополюсным электромагнитом и порождает возникновение тока в неподвижной обмотке – в статоре. 

Убрать скользящий щеточный контакт в автомобильном генераторе возможно за счет особой конструкции ротора. Для этого ротор делают удлиненным, а катушку возбуждения выполняют в виде внешнего кольца и неподвижно закрепляют на статоре. Ведь для работы генератора ротор должен стать магнитом, а как намагничивать ротор – катушкой внутри, или катушкой снаружи – непринципиально… 

Первые бесщеточные генераторы с неподвижной катушкой возбуждения встречались на автомобилях и полвека назад, и даже раньше. Как правило, ставили их на коммерческий транспорт (дальнобойные грузовики) и сельскохозяйственные и строительные машины (комбайны, трактора, бульдозеры и т. п.). Первым была важна увеличенная надежность и уменьшенная вероятность отказов на длинных перегонах пути, а вторым – защита от постоянно сопровождающих их при работе абразивной пыли и влаги, способных быстро убивать щеточный узел, проникая в генератор через вентиляционные щели. В принципе, в ограниченных объемах используются они в подобных машинах и по сей день. 

Однако, согласитесь: генератор, не боящийся воды и пыли, с увеличенным сроком службы благодаря отказу от трущихся насухую деталей – это весьма недурственно! Причем неплохо для любого генератора, а не только для установленного на грузовике или комбайне! Почему же технология не распространилась на массовый легковой сегмент? Причин тут несколько. 

  • Технология производства бесщеточных генераторов более многоэтапна, и генераторы в конечном итоге существенно дороже.
  • При сопоставимых технологиях производства (без дорогостоящих инноваций) бесщеточный генератор в итоге получается крупнее и тяжелее щеточного с теми же характеристиками.
  • Большинство грузовых и сельскохозяйственных «бесщеточников» имели относительно узкий диапазон рабочих оборотов, на которых они эффективны, и на холостом ходу и просто на пониженных передачах толком не заряжали аккумулятор.
  • Современные «бесщеточники» существенно усложнились, дабы сохранить компактность, одновременно получив возможность выдавать большие токи с малых оборотов и не бояться оборотов высоких. Вдобавок к неподвижной обмотке возбуждения в конструкцию добавились постоянные магниты, позволяющие увеличить токоотдачу на малых оборотах, специальные размагничивающие обмотки, нейтрализующие действие постоянных магнитов на высоких оборотах, многофазные статоры, усложненные диодные мосты.

Все это и ряд других факторов ограничивали и продолжают ограничивать распространение таких генераторов. А после эволюционной оптимизации генераторов со щетками (ставших мощнее, компактнее, линейнее и т. п.) преимущества «бесщеточников» оказались еще менее выраженными. Несмотря на явно изнашивающиеся пары трения медь-графит, реально щеточные генераторы ходят весьма долго и их не принято считать потенциально проблемным узлом автомобиля, требующим инновационных вмешательств.

Впрочем, в ряде случаев бесщеточные генераторы имеют актуальность не только на фурах и тракторах. К примеру, щеточного узла нет на некоторых генераторах ряда дизельных кроссоверов BMW и Mercedes. В их моторах применяются генераторы повышенной мощности (180-190 ампер) с водяным охлаждением, которые прикручиваются своей задней крышкой к крышке водяной рубашки двигателя с соответствующим отверстием, как бы «затыкая его своим задом», и, таким образом, частично омываются антифризом. В конструкции мощных водоохлаждаемых генераторов щетки сильно затрудняют компоновку и обслуживание, поэтому от них иногда отказываются. Также серийно встречаются такие генераторы в некоторых комплектациях серьезных рамных внедорожников типа Nissan Patrol. А уазисты любят внедрять в свои тюнингованные «котлеты» не боящиеся купания в болоте 110-амперные бесщеточные генераторы от автобусов ПАЗ. Ну а алтайский завод тракторного электрооборудования еще с советских времен (и, кажется, по сей день!) производит небольшими тиражами бесщеточный генератор для моделей ВАЗ классического (01-07) и раннего переднеприводного (08-099) семейств. 

Тем не менее в конечном итоге все решает экономика и отчасти инжиниринг. На сегодняшний день в массовом потребительском автопроме надежность простейшего щеточного генератора принята за образец баланса цены, живучести и ремонтопригодности. И отходят от этого канона лишь в относительно редких случаях, когда проектирование технически сложного, продвинутого и достаточно дорогого автомобиля неизбежно требует усложненных и недешевых решений…

Бесщеточный генератор. Устройство и принцип работы

Бесщеточные генераторы существенно отличаются от генераторов с клювообразной магнитной системой.

В генераторе, показанном на рисунке использован интегральный регулятор напряжения. Статор 8 генератора имеет пазы, в которых расположены катушки обмотки статора, закрепленные там пазовыми клиньями. Катушки фаз соединены между собой последовательно, а фазы – в треугольник или, при пятифазной конструкции, в пятиугольник. Сердечник статора зажат между двумя крышками — задней 2, выполненной из алюминиевого сплава, и передней 1. Передняя крышка выполнена из стали, поскольку она является магнитопроводом (проводит магнитный поток, образованный неподвижной обмоткой возбуждения  расположенной на втулке индуктора генератора). Индуктор 10 фланцем прижат к торцу передней крышки 1.

В бесщеточном вентильном генераторе с неподвижной обмоткой возбуждения (индукторный генератор) ротор представляет собой многолучевую стальную звездочку, насаженную на вал. Обмотка возбуждения соосна с ротором и закреплена в стальной крышке. На вал ротора генератора надеты втулка 9, в которую через дополнительный воздушный зазор проходит магнитный поток из втулки индуктора; звездочка пакета 6 ротора с шестью зубцами, набранная из стальных листов; алюминиевый фланец 7, в выступах которого, расположенных между зубцами пакета ротора, за­литы постоянные магниты. Эти магниты кроме повышения мощности генератора обеспечивают надежное его самовозбуждение, т. е. возможность работы генератора при отключенной аккумуляторной батарее.

Подшипниковый щит 12 генератора выполнен из алюминиевого сплава. Задняя крышка 2 стянута с ним шпильками. Выпрямитель­ный блок 4 расположен во внутренней полости задней крышки 2 и закреплен на ней тремя изолированными болтами. Блок регулятора напряжения 5, содержащий интегральный регулятор напряжения и подстроенный резистор, расположен на наружной поверхности задней крышки и закрыт пластмассовым кожухом.

Рис. Бесщеточный генератор:
1 – передняя крышка; 2 – задняя крышка; 3 – кожух; 4 – выпрямительный блок; 5 – блок регулятора напряжения; 6 – пакет ротора; 7 – фланец с посто­янными магнитами; 8 – статор; 9 – втулка ротора; 10 – индуктор; 11– обмотка возбуждения; 12 – подшипниковый щит

Магнитный поток, проходящий из ротора в статор через зубцы звездочки ротора, велик, а в промежутках между зубцами (по воздуху) мал. При вращении ротора напротив катушек обмоток фаз статора последовательно оказываются то зубцы, то впадины рото­ра. Пронизывающий их магнитный поток изменяется по величине, и в катушках появляется переменное напряжение. Для увеличения степени изменения магнитного потока и, следовательно, повышения мощности генератора во впадинах звездочки ротора закреплены постоянные магниты.

Видео: Принцип работы генератора

Генератор без щеток принцип работы, бесщеточный электрогенератор

Генератор без щеток принцип работы

Генераторы с компаундным возбуждением и компенсирующей ёмкостью

Наиболее простым по технической реализации является бесщёточный генератор с компаундным возбуждением и компенсирующей ёмкостью, подключенной к дополнительной обмотке. Такой генератор представляет собой явнополюсную синхронную машину с обмоткой возбуждения в роторе.

Обмотка возбуждения разбита на две секции, концы каждой из которых замкнуты через диод. Таким образом, индуцированный ток в обмотке возбуждения может протекать только в одном направлении, создавая постоянное магнитное поле.

Статор имеет две обмотки: основную и дополнительную. К основной обмотке подключается нагрузка. К дополнительной обмотке подключается компенсирующий конденсатор. Основная обмотка занимает 2/3 пазов статора, а дополнительная 1/3 пазов.

Работает генератор следующим образом. При начале вращения ротора тока в обмотках нет. Однако магнитопроводы статора и ротора имеют остаточную намагниченность. За счёт последней в обмотках начинает индуцироваться ток. Так как за счёт диодов ток в обмотке ротора может протекать только в одном направлении, магнитопровод ротора начинает намагничиваться. При этом вращающееся магнитное поле, создаваемое ротором, индуцирует в обмотках статора электродвижущую силу. Поскольку дополнительная обмотка статора нагружена на конденсатор, через неё начинает протекать переменный ток. Этот переменный ток создаёт переменное, но не вращающееся магнитное поле статора, которое индуцирует электродвижущую силу в обмотке ротора. Под действием этой электродвижущей силы в обмотке ротора возникает ток, который выпрямляется диодами и ещё сильнее намагничивает ротор. Это в свою очередь вызывает увеличение электродвижущей силы и тока в обмотках статора, что в свою очередь ещё сильнее намагничивает ротор. Процесс возбуждения развивается лавинообразно до входа магнитопроводов статора и ротора в режим насыщения. В основной обмотке статора возникает электродвижущая сила номинальной величины. Генератор готов к подключению нагрузки.

При подключении нагрузки к основной обмотке в ней появляется ток, который создает своё магнитное поле. Если бы возбуждение генератора осталось на прежнем уровне, то напряжение на его выходных зажимах снизилось бы по двум причинам: падение напряжения на внутреннем сопротивлении и смещение магнитного поля относительно оси обмотки статора. Однако обмотки статора расположены таким образом, что их магнитные оси повернуты на 90 градусов. За счёт этого происходит поворот магнитного поля ротора в направлении основной обмотки, что увеличивает ЭДС индукции в ней. Чем больше ток основной обмотки — тем больше поворот магнитного поля ротора. Таким образом происходит стабилизация выходного напряжения генератора. Такой способ регулирования называется компаундным.

Генератор с компаундным возбуждением прост по конструкции, обладает малым весом и стоимостью, что обусловило его широкое применение в переносных бензиноэлектрических агрегатах («бензиновые электростанции»). В то же время этому типу генераторов присущ ряд недостатков, а именно:

  • генератор может быть только однофазным;
  • в случае подключения к генератору нагрузки с нелинейным характером сопротивления (например, нагреватель, включенный через диод) процесс компаундирования нарушается — напряжение на выходе генератора может оказаться сильно завышенным.
  • коэффициент полезного действия генератора относительно невысок, так как существенная часть энергии переменного магнитного поля теряется на перемагничивание магнитопроводов, работающих в режиме близком к насыщению.

Устройство

Самыми распространенными, за счет простоты конструкции и практической надежности, являются бесщеточные синхронные генераторы с компаундной системой возбуждения.

Как любая другая электрическая машина, данный генератор состоит из двух ключевых узлов:

  • вращающийся ротор, с расположенными на нем обмотками возбуждения с выпрямительными диодами;
  • неподвижный статор, с основной обмотки которого снимается напряжение для питания потребительской нагрузки, а дополнительная обмотка с компенсирующим конденсатором предназначена для усиления магнитного потока. Обмотки статора питаются напрямую от ступенчатого стабилизатора напряжения и, как правило, соединены по схеме «звезда».

При пуске генератора, ток в обмотках ротора индуцируется остаточной намагниченностью железа генератора. За счет кремниевых выпрямительных диодов, ток индуцирует постоянное магнитное поле, которое при вращении приводит к возбуждению ЭДС в статорных обмотках. Замкнутая через компенсирующий конденсатор дополнительная обмотка, усиливает начальную намагниченность и запускает процесс лавинообразного возбуждения генератора, продолжающийся до момента насыщения магнитного потока. После этого, к генератору можно подключать потребительские устройства и агрегаты.

Чтобы подключение нагрузки не приводило к понижению выдаваемого напряжения, применяется компаундное регулирование. Оно осуществляется за счет того, что обмотки статора располагаются таким образом, чтобы оси их магнитных полей были смещены на 90 градусов. При этом, увеличение тока в цепи нагрузки приводит к повороту магнитного поля ротора в сторону основной обмотки и, следовательно, увеличению индуцируемой в ней ЭДС. Выходное напряжение стабилизируется.

Преимущества и недостатки

По сравнению с обычными генераторами бесщёточный имеет ряд преимуществ:

  1. Нет угольной пыли, являющейся причиной электрических пробоев.
  2. Нет необходимости в замене изношенных щеток и проточке коллектора якоря.
  3. Меньшее количество механических конструкций даёт более высокую надежность при минимальных трудозатратах на обслуживание.
  4. На работу бесщёточного синхронного генератора не влияют окружающие климатические условия, его применение экономически целесообразно.
  5. Бесщёточные генераторы просты по конструкции и недороги.

К недостаткам можно отнести то, что данные генераторы могут быть только однофазными и имеют невысокий КПД, что, впрочем, устранимо путем применения системы независимого возбуждения с электронными регуляторами.

Бесщёточный синхронный генератор в настоящее время активно используется в бензиновых электростанциях, в речных и морских судах — везде, где их применение оправдано требованиями повышенной надёжности и долгого срока эксплуатации.

Источник: http://podvi.ru/elektrodvigatel/chto-takoe-besshhetochnyj-sinxronnyj-generator.html

В чем разница между щеточными и бесщеточными двигателями?

Все чаще на просторах интернет-магазинов можно найти инструменты с двумя типами двигателей. Инструменты и садовая техника WORX также не отстают от современных трендов при производстве техники, так что на нашем сайте вы тоже можете найти специальную характеристику двигателя — щеточный или бесщеточный. Так что же это за характеристика, на что она влияет и в чем принципиальные отличия инструментов с тем или иным двигателем? Давайте разбираться.

Устройство и принцип действия щеточного двигателя

Щеточный двигатель по-другому еще называется коллекторным. Состоит двигатель из нескольких важных частей.

Ротор — по-другому, якорь. Как раз он вращается внутри и преобразует электрическую энергию в механическую. Якорь обмотан медной проволокой (обмоткой) с разных сторон ротора. За счет прохождения тока через проволоку создается магнитное поле, которое в свою очередь и создает вращение элемента.

На обмотке в бесщеточном двигателе установлен коммутатор, который используется для переключения с одной обмотки на другую, что позволяет менять направление вращения ротора. Этот коммутатор и есть коллектор, от которого взял свое название двигатель.

Чтобы напряжение передалось на обмотки, а ток прошел через коллектор в двигатель устанавливаются специальные щетки. Щетки обычно состоят из графита; они всегда контактируют с коммутатором и обеспечивают подачу энергии к катушкам с обмоткой. Есть две щетки, и каждая из них подключается к противоположному полюсу батареи. Это гарантирует, что при вращении ротора ток, протекающий к катушкам, постоянно меняет направление. Это приводит к необходимому изменению магнитного поля, которое позволяет ротору продолжать вращаться.


Все вышеописанные элементы установлены в статор. Статор — неподвижных элемент двигателя, в котором могут быть либо еще одна катушка с проволокой, либо постоянный магнит. За счет того или другого элемента и создается магнитное поле обратной полярности ротору, из-за чего тот вращается.

Коллекторные двигатели могут работать от переменного напряжения, так как при смене полярности ток в обмотках возбуждения и якоря также меняет направление, в результате чего вращательный момент не меняет своего направления.

Плюсы и минусы щеточного двигателя

Так мы с вами вкратце разобрались с устройством щеточного двигателя. Теперь в чем же его плюсы и минусы?

Плюсы

  1. Первым плюсом инструментов со щеточными двигателями стоит отметить более низкую стоимость в отличие бесщеточных. Это связано с технологиями производства и более бюджетными материалами.
  2. Вторым плюсом специалисты отмечают упрощенную конструкцию двигателя, что влияет на стоимость ремонта. Проще поменять щетки, чем весь мотор в целом.
  3. Также к плюсам можно отнести относительно малый вес и размер инструментов.

Минусы

  1. На высоких оборотах увеличивается трение щёток. Отсюда вытекает проблема их быстрого износа. Помимо износа самих щеток, в процессе работы они стираются. Стертый графит может засорить коллектор и привести в полную негодность инструмент.
  2. Также к минусам можно отнести более низкую мощность щеточных инструментов, в отличие от бесщеточных моделей. Это связано с тем, что щеточные двигатели физически не могут выдавать мощность выше 3 000 об./мин. Но такой мощности вполне достаточно для домашнего обихода.
  3. Еще одним минусом щеточных двигателей мы можем отметить наличие искрения во время работ. Обратите внимание, что при запуске инструмента щетки трутся о коллектор и создают видимые искры. Это значит, что работать щеточными инструментами нужно более аккуратно — убирать на расстояние все возможные легковоспламеняющиеся вещества и предметы, а также периодически делать перерывы в работе, во избежание перегрева двигателя.
  4. Последним минусом отметим не очень высокий КПД инструментов с коллекторным двигателем — всего 60%. Это значит, что инструменты несколько хуже справляются с прочными материалами (например, с металлом) и выполняют меньший объем работы за то же время, что бесщеточный инструмент.

Устройство и принцип действия бесщеточного двигателя

Теперь давайте разберем принцип работы бесщеточного двигателя. Как понятно из названия, его принципиальное отличие в отсутствии щеток. Но как же он тогда работает? Как нужная энергия поступает в двигатель?

В устройстве бесщеточного двигателя также присутствует ротор и статор — основные элементы любого мотора. Но при этом отсутствует коллектор, соответственно и двигатель по-другому называется бесколлекторным. Если у щеточного двигателя работа происходит за счет электро-механической смены полярности, то в бесщеточном двигателе все работает благодаря электромагнитной индукции. Также отличается местоположение обмотки — здесь она располагается на статоре, в отличие от предыдущего вида двигателя.

Вместо щеток и коллектора в бесщеточном двигателе установлены датчики Холла и контроллер, который контролирует подачу напряжения на катушки для создания индуктивности, а также положение ротора и скорость его вращения.

Когда плата подает на обмотку ток, создается тоже противоположное магнитное поле, и магниты на роторе начинают вращаться.


Еще одной особенностью бесщеточных двигателей нужно назвать их типы. Двигатели бывают двух типов — синхронный и асинхронный. В синхронном двигателе частота вращений ротора равна частоте вращений магнитного поля — то есть один оборот ротор совершает после одного полного прохождения тока через катушку. А в асинхронном двигателе обратная ситуация — частота вращений ротора меньше, чем частота вращения магнитного поля. То есть ток проходит через катушку быстрее.

Плюсы и минусы бесщеточного двигателя

Если с устройством бесщеточного двигателя мы разобрались, то теперь давайте рассмотрим положительные и отрицательные стороны инструментов с бесщеточными моторами.

Плюсы:

  1. У инструментов с бесщеточным двигателем отсутствуют многие проблемы, которые встречаются у щеточных моделей. Так, первым плюсом специалисты отмечают бо́льшую износостойкость инструментов. Ввиду отсутствия щеток не создается трение внутри двигателя, соответственно нет внутренних загрязнений. Также отсутствие щеток снижает пожароопасность инструмента — при работе нет искрения, а значит можно работать практически в любых условиях.
  2. Вторым плюсом стоит отметить упрощенную регулировку крутящего момента — в отличие от щеточных моделей, у бесколлекторных инструментов достаточно просто нажать соответствующую кнопку на инструменте. Причем регулировка может иметь до 15 уровней и переключаться в одно мгновение.
  3. Одним из ключевых преимуществ бесщеточных моделей нужно отметить экономию расходуемой энергии. Этот пункт особенно актуален для аккумуляторных инструментов. Благодаря экономии инструменты работают до 50% дольше, чем модели со щеточным двигателем. Также КПД бесколлекторных инструментов намного выше — инструмент выполняет 90% поставленных задач, против 60% у коллекторных моделей. Это значит, что бесщеточными инструментами можно работать практически с любым материалом без потери мощности.
  4. Помимо вышеуказанных преимуществ инструментов с бесщеточным двигателем, они еще могут разгоняться до максимальных показателей и имеют быстрый запуск сразу с больших скоростей, чем не могут похвастаться щеточные инструменты.

Минусы:

Но не бывает все настолько радужно. Даже у инструментов с бесщеточными двигателями есть и свои недостатки. Так сказать, ложка дегтя в бочке меда.

  1. К минусам, в первую очередь стоит отнести стоимость инструментов. Техника с бесщеточным мотором в цене дороже, чем упрощенные модели со щеточным двигателем.
  2. Вторым недостатком бесколлекторных инструментов может быть сложное и дорогое техническое обслуживание. Бесщеточный двигатель — технологичное устройство, для работы с которым нужны знания в микроэлектронике. К счастью, в сотрудники наших сервисных центров знают и умеют обслуживать бесколлекторные двигатели.

Итоги сравнения щеточного и бесщеточного двигателей

Если сравнивать инструменты с разными видами двигателей, то можно смело сказать, что техника с бесщеточным двигателем надежнее и мощнее. Но нужно учитывать тот факт, что ориентирована такая техника больше на профессиональные работы. В быту же и инструменты со щеточным двигателем отлично справятся со своими задачами. Потому перед покупкой инструмента заранее определите цели, для которых вы будете использовать инструменты.

В ассортименте компании WORX есть инструменты и со щеточными и с бесщеточными двигателями. Чтобы определить какой именно тип двигателя установлен в инструменте, обратите внимание на иллюстрацию в карточке товара — в бесщеточных моделях есть специальная пометка «BRUSHLESS MOTOR».

устройство, принцип работы, преимущества и недостатки

Генераторы — это электрические машины для трансформации механической, тепловой и других типов энергии в электрическую.

Среди всех прочих, наиболее популярны генераторы, преобразующие в электричество энергию вращения. Источников данного вида движения можно назвать множество:

  • двигатели внутреннего сгорания;
  • вращающиеся колеса вагона;
  • льющаяся на лопасти водяной мельницы вода и т.д.

Обычно, в конструкции генераторов используются щеточные узлы для передачи постоянного тока на вращающийся якорь, который выступает в роли постоянного магнита. Щетки, в силу механической конструкции, являются их слабым звеном.

Щеточный узел требует регулярного обслуживания, чистки и замены подверженных износу деталей. Этого недостатка лишены бесщеточные схемы возбуждения.

Устройство

Самыми распространенными, за счет простоты конструкции и практической надежности, являются бесщеточные синхронные генераторы с компаундной системой возбуждения.

Как любая другая электрическая машина, данный генератор состоит из двух ключевых узлов:

  • вращающийся ротор, с расположенными на нем обмотками возбуждения с выпрямительными диодами;
  • неподвижный статор, с основной обмотки которого снимается напряжение для питания потребительской нагрузки, а дополнительная обмотка с компенсирующим конденсатором предназначена для усиления магнитного потока. Обмотки статора питаются напрямую от ступенчатого стабилизатора напряжения и, как правило, соединены по схеме «звезда».

При пуске генератора, ток в обмотках ротора индуцируется остаточной намагниченностью железа генератора. За счет кремниевых выпрямительных диодов, ток индуцирует постоянное магнитное поле, которое при вращении приводит к возбуждению ЭДС в статорных обмотках. Замкнутая через компенсирующий конденсатор дополнительная обмотка, усиливает начальную намагниченность и запускает процесс лавинообразного возбуждения генератора, продолжающийся до момента насыщения магнитного потока. После этого, к генератору можно подключать потребительские устройства и агрегаты.

Чтобы подключение нагрузки не приводило к понижению выдаваемого напряжения, применяется компаундное регулирование. Оно осуществляется за счет того, что обмотки статора располагаются таким образом, чтобы оси их магнитных полей были смещены на 90 градусов. При этом, увеличение тока в цепи нагрузки приводит к повороту магнитного поля ротора в сторону основной обмотки и, следовательно, увеличению индуцируемой в ней ЭДС. Выходное напряжение стабилизируется.

Преимущества и недостатки

По сравнению с обычными генераторами бесщёточный имеет ряд преимуществ:

  1. Нет угольной пыли, являющейся причиной электрических пробоев.
  2. Нет необходимости в замене изношенных щеток и проточке коллектора якоря.
  3. Меньшее количество механических конструкций даёт более высокую надежность при минимальных трудозатратах на обслуживание.
  4. На  работу бесщёточного синхронного генератора не влияют окружающие климатические условия, его применение экономически целесообразно.
  5. Бесщёточные генераторы просты по конструкции и недороги.

К недостаткам можно отнести то, что данные генераторы могут быть только однофазными и имеют невысокий КПД, что, впрочем, устранимо путем применения системы независимого возбуждения с электронными регуляторами.

Бесщёточный синхронный генератор в настоящее время активно используется в бензиновых электростанциях, в речных и морских судах — везде, где их применение оправдано требованиями повышенной надёжности и долгого срока эксплуатации.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

Конструкция

, принцип работы, типы и применение

Первоначальный электромагнитный генератор (диск Фарадея) был изобретен британским ученым Майклом Фарадеем в 1831 году. Генератор постоянного тока представляет собой электрическое устройство, используемое для выработки электроэнергии. Основная функция этого устройства - преобразовывать механическую энергию в электрическую. Доступно несколько типов механических источников энергии, таких как ручные кривошипы, двигатели внутреннего сгорания, водяные турбины , газовые и паровые турбины. Генератор обеспечивает энергией все электрические сети . Обратную функцию генератора может выполнять электродвигатель. Основная функция двигателя - преобразование электрической энергии в механическую. Двигатели, как и генераторы, имеют схожие характеристики. В этой статье обсуждается обзор генераторов постоянного тока.

Что такое генератор постоянного тока?

Генератор постоянного тока или генератор постоянного тока - это один из видов электрических машин, и основная функция этой машины - преобразовывать механическую энергию в электричество постоянного тока. В процессе изменения энергии используется принцип энергетически индуцированной электродвижущей силы. Схема генератора постоянного тока показана ниже.


Генератор постоянного тока

Когда проводник рассекает магнитный поток , в нем будет генерироваться энергетически индуцированная электродвижущая сила на основе принципа электромагнитной индукции Закона Фарадея . Эта электродвижущая сила может вызвать протекание тока, когда цепь проводника не разомкнута.

Конструкция

Генератор постоянного тока также используется в качестве двигателя постоянного тока без изменения его конструкции.Следовательно, двигатель постоянного тока, иначе генератор постоянного тока, можно вообще назвать машиной постоянного тока . Конструкция 4-полюсного генератора постоянного тока показана ниже. Этот генератор состоит из нескольких частей , таких как ярмо, полюса и полюсные наконечники, обмотка возбуждения, сердечник якоря, обмотка якоря, коммутатор и щетки. Но двумя основными частями этого устройства являются статор и ротор .

Статор

Статор является важной частью генератора постоянного тока, и его основная функция заключается в создании магнитных полей, в которых вращаются катушки.Сюда входят стабильные магниты, два из которых обращены противоположными полюсами. Эти магниты расположены в области ротора.

Сердечник ротора или якоря

Сердечник ротора или является второй важной частью генератора постоянного тока и включает в себя металлические пластины с прорезями и пазами, которые уложены друг на друга для формирования цилиндрического сердечника якоря. Как правило, эти пластинки предлагаются для уменьшения потерь из-за вихревого тока .


Обмотки якоря

Пазы сердечника якоря в основном используются для удержания обмоток якоря. Они имеют форму замкнутой обмотки, и они соединены последовательно с параллелью для увеличения суммы производимого тока.

Ярмо

Внешняя конструкция генератора постоянного тока представляет собой ярмо, и оно изготовлено из чугуна или стали. Он дает необходимую механическую мощность для передачи магнитного потока , передаваемого через полюса.

Полюса

В основном используются для удержания обмоток возбуждения. Обычно эти обмотки намотаны на полюса, и они подключаются последовательно, в противном случае - параллельно обмоткам якоря . Кроме того, полюса будут соединяться по направлению к ярму с помощью метода сварки, в противном случае с помощью винтов.

Полюсный башмак

Полюсный башмак в основном используется для распределения магнитного потока, а также для предотвращения падения катушки возбуждения.

Коммутатор

Коммутатор работает как выпрямитель для изменения переменного напряжения на постоянного напряжения внутри обмотки якоря на щетках. Он разработан с медным сегментом, и каждый медный сегмент защищен друг от друга с помощью листов слюды . Он расположен на валу станка.

Коммутатор в генераторе постоянного тока
Функция коммутатора генератора постоянного тока

Основная функция коммутатора в генераторе постоянного тока состоит в изменении переменного тока на постоянный.Он действует как реверсивный переключатель, и его роль в генераторе обсуждается ниже.

ЭДС, наводимая в катушке якоря генератора, является переменной. Таким образом, ток внутри катушки якоря также может быть переменным. Этот ток можно реверсировать через коммутатор в точный момент, когда катушка якоря пересекает магнитную несмещенную ось. Таким образом, нагрузка достигает постоянного или однонаправленного тока.

Коммутатор гарантирует, что ток от генератора всегда будет течь в одном направлении.Щетки будут обеспечивать качественные электрические соединения между генератором и нагрузкой, перемещаясь по коммутатору.

Щетки

С помощью щеток можно обеспечить электрические соединения между коммутатором , а также с внешней цепью нагрузки.

Принцип работы

Принцип работы генератора постоянного тока основан на законах Фарадея электромагнитной индукции . Когда проводник находится в нестабильном магнитном поле, внутри проводника индуцируется электродвижущая сила.Величина наведенной ЭДС может быть измерена с помощью уравнения электродвижущей силы генератора .

Если проводник находится на замкнутой полосе, индуцируемый ток будет течь по ней. В этом генераторе катушки возбуждения создают электромагнитное поле, а проводники якоря превращаются в поле. Следовательно, в проводниках якоря будет генерироваться электромагнитно индуцированная электродвижущая сила (ЭДС). Путь наведенного тока будет определяться правилом правой руки Флеминга.

Уравнение ЭДС генератора постоянного тока

Уравнение ЭДС генератора постоянного тока согласно законам электромагнитной индукции Фарадея равно Eg = PØZN / 60 A

Где Φ - это

поток или полюс в пределах Webber

'Z '- общее количество проводов якоря

' P '- количество полюсов в генераторе

' A '- количество параллельных дорожек внутри якоря

' N '- вращение якоря в об / мин (обороты в минуту)

'E' - индуцированное e.mf в любой параллельной полосе внутри якоря

'Eg' - генерируемая ЭДС в любой из параллельных полос

'N ​​/ 60' - количество оборотов в секунду

Время одного поворота будет dt = 60 / N sec

Типы генераторов постоянного тока

Классификация генераторов постоянного тока может быть сделана по двум наиболее важным категориям, а именно: отдельно возбужденные, а также самовозбуждающиеся.

Типы генераторов постоянного тока
С раздельным возбуждением

В типах с раздельным возбуждением катушки возбуждения усиливаются от автономного внешнего источника постоянного тока.

Самовозбуждение

В самовозбуждающемся типе катушки возбуждения усиливаются за счет генерируемого тока генератором. Генерация первой электродвижущей силы будет происходить из-за ее выдающегося магнетизма внутри полюсов поля.

Произведенная электродвижущая сила вызовет подачу части тока в катушки возбуждения, что, следовательно, увеличит поток поля, а также генерацию электродвижущей силы. Кроме того, эти типы генераторов постоянного тока можно разделить на три типа, а именно: с последовательной обмоткой, шунтирующей обмоткой и составной обмоткой.

  • При последовательной намотке обмотка возбуждения и обмотка якоря соединены последовательно друг с другом.
  • При шунтовой обмотке обмотка возбуждения и обмотка якоря подключены параллельно друг другу.
  • Составная обмотка представляет собой смесь последовательной и параллельной обмоток.
КПД генератора постоянного тока

Генераторы постоянного тока очень надежны с показателями КПД 85-95%

Учтите, что выходной сигнал генератора равен VI

Входной сигнал генератора равен VI + Потери

Вход = VI + I2aRa + Wc

Если ток возбуждения шунта незначителен, то Ia = I (примерно)

После этого n = VI / (VI + Ia2Ra + wc) = 1 / (1 + Ira / V + wc / VI)

Для наивысшего КПД d / dt (Ira / V + wc / VI) = 0 в противном случае I2ra = wc

Следовательно, КПД будет максимальным, когда переменные потери эквивалентны постоянным потерям

Ток нагрузки, эквивалентный наивысшему КПД, равен I2ra = wc в противном случае I = √wc / ra

Потери в генераторе постоянного тока

На рынке доступны различные типы машин, в которых общая входная энергия не может быть преобразована в выходную из-за потерь входной энергии.В генераторах этого типа могут возникать разные потери.

Потери в меди

Потери в меди в якоре (Ia2Ra), где ток якоря равен «Ia», а сопротивление якоря - «Ra». Для генераторов, таких как шунтирующие, потери в меди эквивалентны Ish3Rsh, что почти стабильно. Для генераторов с последовательной обмоткой потери в меди в поле эквивалентны Ise2 Rse, что также почти стабильно. Для генераторов, таких как составная обмотка, потери в меди в поле аналогичны Icomp2 Rcomp, которые также почти стабильны.При полной нагрузке потери в меди происходят на 20-30% из-за контакта с щеткой.

Сердечник или железо, или магнитные потери

Классификация потерь в сердечнике может быть сделана на два типа, например, гистерезис и вихревой ток

Гистерезисные потери

Эти потери в основном возникают из-за переворота сердечника якоря. Каждая часть сердечника ротора проходит под двумя полюсами, такими как север и юг поочередно, и соответственно достигает полярности S и N. Когда ядро ​​подает напряжение ниже одного набора полюсов, ядро ​​завершает одну серию смены частоты.Пожалуйста, обратитесь к этой ссылке, чтобы узнать больше о том, что такое гистерезисные потери: факторы и их применение

Потери на вихревые токи

Сердечник якоря сокращает магнитный поток на протяжении всего своего вращения, и ЭДС может быть индуцирована внутри сердечника за пределами сердечника в зависимости от Согласно законам электромагнитной индукции, эта ЭДС чрезвычайно мала, однако она создает большой ток на поверхности сердечника. Этот огромный ток известен как вихревой ток, тогда как потери называются потерями на вихревые токи.

Потери в сердечнике стабильны для составных и шунтирующих генераторов, потому что их токи возбуждения почти стабильны. Эти потери в основном происходят от 20% до 30% при полной нагрузке.

Механические потери

Механические потери могут быть определены как потери на трение вращающегося якоря в воздухе или потери от ветра. Потери на трение в основном возникают от 10% до 20% потерь полной нагрузки на подшипниках и коммутаторе.

Паразитные потери

Паразитные потери в основном возникают из-за сочетания потерь в сердечнике и механических потерь.Эти потери также называются вращательными потерями.

Разница между генераторами переменного и постоянного тока

Прежде чем мы сможем обсудить разницу между генераторами переменного и постоянного тока, мы должны знать концепцию генераторов. Как правило, генераторы делятся на два типа, например, переменного и постоянного тока. Основная функция этих генераторов - изменение мощности с механической на электрическую. Генератор переменного тока генерирует переменный ток, тогда как генератор постоянного тока генерирует постоянную энергию.

Оба генератора используют закон Фарадея для выработки электроэнергии.Этот закон гласит, что когда проводник перемещается в магнитном поле, он разрезает магнитные силовые линии, чтобы стимулировать ЭДС или электромагнитную силу внутри проводника. Величина этой наведенной ЭДС в основном зависит от связи сил магнитной линии через проводник. Как только цепь проводника замкнута, ЭДС может вызвать протекание тока. Основными частями генератора постоянного тока являются магнитное поле и проводники, которые движутся в магнитном поле.

Основные различия между генераторами переменного и постоянного тока - одна из самых важных электрических тем.Эти различия могут помочь студентам изучить эту тему, но перед этим следует знать о генераторах переменного тока, а также генераторах постоянного тока во всех деталях, чтобы различия были очень просты для понимания. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о разнице между генератором переменного и постоянного тока.

Характеристики

Характеристику генератора постоянного тока можно определить как графическое представление между двумя отдельными величинами. Этот график покажет установившиеся характеристики, которые объясняют основную взаимосвязь между напряжением на клеммах, нагрузкой и возбуждением через этот график.Ниже рассмотрены наиболее важные характеристики этого генератора.

Характеристики намагничивания

Характеристики намагничивания обеспечивают разность производимого напряжения в противном случае напряжение холостого хода через ток возбуждения при стабильной скорости. Этот вид характеристики также известен как характеристика холостого хода разомкнутой цепи.

Внутренние характеристики

Внутренние характеристики генератора постоянного тока могут быть нанесены на график между током нагрузки и генерируемым напряжением.

Внешние характеристики или характеристики нагрузки

Характеристики нагрузки или внешнего типа обеспечивают основные взаимосвязи между током нагрузки и напряжением на клеммах при стабильной скорости.

Преимущества

Преимущества генератора постоянного тока a включают следующее.

  • Генераторы постоянного тока генерируют большую мощность.
  • Терминальная нагрузка этих генераторов высока.
  • Генераторы постоянного тока конструируются очень просто.
  • Они используются для генерации неравномерной выходной мощности.
  • Они полностью соответствуют 85-95% рейтингу эффективности.
  • Они дают надежный результат.
  • Они легкие и компактные.

Недостатки

К недостаткам генератора постоянного тока можно отнести следующее.

  • Генератор постоянного тока не может использоваться с трансформатором
  • Эффективность этого генератора низкая из-за множества потерь, таких как медные, механические, вихревые и т. Д.
  • Падение напряжения может происходить на больших расстояниях
  • Он использует разъемное кольцо коммутатор, поэтому он усложнит конструкцию машины
  • Дорогой
  • Высокие затраты на обслуживание
  • Искры будут генерироваться при выработке энергии
  • Больше энергии будет потеряно при передаче

Применения генераторов постоянного тока

Применение различных типов постоянного тока генераторы включают следующее.

  • Генератор постоянного тока с раздельным возбуждением используется для повышения напряжения, а также для гальваники . Он используется для питания и освещения с помощью регулятора поля .
  • Генератор постоянного тока с самовозбуждением или шунтирующий генератор постоянного тока используется как для питания, так и для обычного освещения с использованием регулятора. Может использоваться для аккумуляторного освещения.
  • Генератор постоянного тока серии используется в дуговых лампах для освещения, генератора стабильного тока и бустера.
  • Составной генератор постоянного тока используется для обеспечения источника питания для сварочных аппаратов постоянного тока.
  • Составной генератор постоянного тока уровня используется для электроснабжения общежитий, коттеджей, офисов и т. Д.
  • Генератор постоянного тока над составной частью используется для компенсации падения напряжения в фидерах.

Таким образом, это все про генератор постоянного тока . Наконец, исходя из приведенной выше информации, мы можем сделать вывод, что основные преимущества генераторов постоянного тока включают простую конструкцию и дизайн, легкость параллельной работы и проблемы стабильности системы в меньшей степени, чем генераторы переменного тока.Вот вам вопрос, каковы недостатки генераторов постоянного тока?

.Генератор постоянного тока

- детали, работа, уравнение ЭДС, типы, применение

    • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
    • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
      • BNAT
      • Классы
        • Класс 1 - 3
        • Класс 4-5
        • Класс 6-10
        • Класс 110003 CBSE
          • Книги NCERT
            • Книги NCERT для класса 5
            • Книги NCERT, класс 6
            • Книги NCERT для класса 7
            • Книги NCERT для класса 8
            • Книги NCERT для класса 9
            • Книги NCERT для класса 10
            • NCERT Книги для класса 11
            • NCERT Книги для класса 12
          • NCERT Exemplar
            • NCERT Exemplar Class 8
            • NCERT Exemplar Class 9
            • NCERT Exemplar Class 10
            • NCERT Exemplar Class 11
            • 9plar
            • RS Aggarwal
              • RS Aggarwal Решения класса 12
              • RS Aggarwal Class 11 Solutions
              • RS Aggarwal Решения класса 10
              • Решения RS Aggarwal класса 9
              • Решения RS Aggarwal класса 8
              • Решения RS Aggarwal класса 7
              • Решения RS Aggarwal класса 6
            • RD Sharma
              • RD Sharma Class 6 Решения
              • RD Sharma Class 7 Решения
              • Решения RD Sharma класса 8
              • Решения RD Sharma класса 9
              • Решения RD Sharma класса 10
              • Решения RD Sharma класса 11
              • Решения RD Sharma Class 12
            • PHYSICS
              • Механика
              • Оптика
              • Термодинамика
              • Электромагнетизм
            • ХИМИЯ
              • Органическая химия
              • Неорганическая химия
              • Периодическая таблица
            • MATHS
              • Статистика
              • Числа
              • Числа Пифагора Тр Игонометрические функции
              • Взаимосвязи и функции
              • Последовательности и серии
              • Таблицы умножения
              • Детерминанты и матрицы
              • Прибыль и убыток
              • Полиномиальные уравнения
              • Разделение фракций
            • Microology
        • FORMULAS
          • Математические формулы
          • Алгебраические формулы
          • Тригонометрические формулы
          • Геометрические формулы
        • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
          • Математические калькуляторы
          • 000E
          • 000
          • 000
          • 000 Калькуляторы
          • 000 Образцы документов для класса 6
          • Образцы документов CBSE для класса 7
          • Образцы документов CBSE для класса 8
          • Образцы документов CBSE для класса 9
          • Образцы документов CBSE для класса 10
          • Образцы документов CBSE для класса 1 1
          • Образцы документов CBSE для класса 12
        • Вопросники предыдущего года CBSE
          • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
          • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
        • HC Verma Solutions
          • HC Verma Solutions Класс 11 Физика
          • HC Verma Solutions Класс 12 Физика
        • Решения Лакмира Сингха
          • Решения Лахмира Сингха класса 9
          • Решения Лахмира Сингха класса 10
          • Решения Лакмира Сингха класса 8
        • 9000 Класс
        9000BSE 9000 Примечания3 2 6 Примечания CBSE
      • Примечания CBSE класса 7
      • Примечания
      • Примечания CBSE класса 8
      • Примечания CBSE класса 9
      • Примечания CBSE класса 10
      • Примечания CBSE класса 11
      • Примечания 12 CBSE
    • Примечания к редакции 9000 CBSE 9000 Примечания к редакции класса 9
    • CBSE Примечания к редакции класса 10
    • CBSE Примечания к редакции класса 11
    • Примечания к редакции класса 12 CBSE
  • Дополнительные вопросы CBSE
    • Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
    • Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
    • Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
    • Дополнительные вопросы по науке
    • CBSE Вопросы
    • CBSE Class 10 Дополнительные вопросы по математике
    • CBSE Class 10 Science Extra questions
  • CBSE Class
    • Class 3
    • Class 4
    • Class 5
    • Class 6
    • Class 7
    • Class 8 Класс 9
    • Класс 10
    • Класс 11
    • Класс 12
  • Учебные решения
  • Решения NCERT
    • Решения NCERT для класса 11
      • Решения NCERT для класса 11 по физике
      • Решения NCERT для класса 11 Химия
      • Решения NCERT для биологии класса 11
      • Решение NCERT s Для класса 11 по математике
      • NCERT Solutions Class 11 Accountancy
      • NCERT Solutions Class 11 Business Studies
      • NCERT Solutions Class 11 Economics
      • NCERT Solutions Class 11 Statistics
      • NCERT Solutions Class 11 Commerce
    • NCERT Solutions for Class 12
      • Решения NCERT для физики класса 12
      • Решения NCERT для химии класса 12
      • Решения NCERT для биологии класса 12
      • Решения NCERT для математики класса 12
      • Решения NCERT, класс 12, бухгалтерский учет
      • Решения NCERT, класс 12, бизнес-исследования
      • NCERT Solutions Class 12 Economics
      • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
      • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
      • NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
      • NCERT Solutions Class 12 Commerce
      • NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
    • NCERT Solut Ионы Для класса 4
      • Решения NCERT для математики класса 4
      • Решения NCERT для класса 4 EVS
    • Решения NCERT для класса 5
      • Решения NCERT для математики класса 5
      • Решения NCERT для класса 5 EVS
    • Решения NCERT для класса 6
      • Решения NCERT для математики класса 6
      • Решения NCERT для науки класса 6
      • Решения NCERT для класса 6 по социальным наукам
      • Решения NCERT для класса 6 Английский язык
    • Решения NCERT для класса 7
      • Решения NCERT для математики класса 7
      • Решения NCERT для науки класса 7
      • Решения NCERT для социальных наук класса 7
      • Решения NCERT для класса 7 Английский язык
    • Решения NCERT для класса 8
      • Решения NCERT для математики класса 8
      • Решения NCERT для науки 8 класса
      • Решения NCERT для социальных наук 8 класса ce
      • Решения NCERT для класса 8 Английский
    • Решения NCERT для класса 9
      • Решения NCERT для класса 9 по социальным наукам
    • Решения NCERT для математики класса 9
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
      • Решения NCERT для математики класса 9, глава 2
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9, глава 3
      • Решения NCERT для математики класса 9, глава 4
      • Решения NCERT для математики класса 9, глава 5
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9, глава 6
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 7
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9 Глава 8
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 9
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 10
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9 Глава 11
      • Решения
      • NCERT для математики класса 9 Глава 12
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9 Глава 13
      • NCER Решения T для математики класса 9 Глава 14
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
    • Решения NCERT для науки класса 9
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 3
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 4
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 5
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 6
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 7
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 8
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 9
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 10
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 12
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 11
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 13
      • Решения NCERT
      • для науки класса 9 Глава 14
      • Решения NCERT для класса 9 по науке Глава 15
    • Решения NCERT для класса 10
      • Решения NCERT для класса 10 по социальным наукам
    • Решения NCERT для математики класса 10
      • Решения NCERT для класса 10 по математике Глава 1
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 2
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 3
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 4
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 5
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 6
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 7
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 8
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 9
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 10
      • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 11
      • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 12
      • Решения NCERT для математики класса 10 Глава ter 13
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 14
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 15
    • Решения NCERT для науки класса 10
      • Решения NCERT для класса 10, наука, глава 1
      • Решения NCERT для класса 10 Наука, глава 2
      • Решения NCERT для класса 10, глава 3
      • Решения NCERT для класса 10, глава 4
      • Решения NCERT для класса 10, глава 5
      • Решения NCERT для класса 10, глава 6
      • Решения NCERT для класса 10 Наука, глава 7
      • Решения NCERT для класса 10, глава 8
      • Решения NCERT для класса 10, глава 9
      • Решения NCERT для класса 10, глава 10
      • Решения NCERT для класса 10, глава 11
      • Решения NCERT для класса 10 Наука Глава 12
      • Решения NCERT для класса 10 Наука Глава 13
      • NCERT S Решения для класса 10 по науке Глава 14
      • Решения NCERT для класса 10 по науке Глава 15
      • Решения NCERT для класса 10 по науке Глава 16
    • Программа NCERT
    • NCERT
  • Commerce
    • Class 11 Commerce Syllabus
      • Учебный план класса 11
      • Учебный план бизнес-класса 11 класса
      • Учебный план экономического факультета 11
    • Учебный план по коммерции класса 12
      • Учебный план класса 12
      • Учебный план по бизнесу 12 класса
      • Учебный план
      • Класс 12 Образцы документов для коммерции
        • Образцы документов для коммерции класса 11
        • Образцы документов для коммерции класса 12
      • TS Grewal Solutions
        • TS Grewal Solutions Class 12 Accountancy
        • TS Grewal Solutions Class 11 Accountancy
      • Отчет о движении денежных средств 9 0004
      • Что такое предпринимательство
      • Защита потребителей
      • Что такое основные средства
      • Что такое баланс
      • Что такое фискальный дефицит
      • Что такое акции
      • Разница между продажами и маркетингом
      9100003
    • Образцы документов ICSE
    • Вопросы ICSE
    • ML Aggarwal Solutions
      • ML Aggarwal Solutions Class 10 Maths
      • ML Aggarwal Solutions Class 9 Maths
      • ML Aggarwal Solutions Class 8 Maths
      • ML Aggarwal Solutions Class 7 Maths Решения Математика класса 6
    • Решения Селины
      • Решения Селины для класса 8
      • Решения Селины для класса 10
      • Решение Селины для класса 9
    • Решения Фрэнка
      • Решения Фрэнка для математики класса 10
      • Франк Решения для математики 9 класса
      9000 4
    • ICSE Class
      • ICSE Class 6
      • ICSE Class 7
      • ICSE Class 8
      • ICSE Class 9
      • ICSE Class 10
      • ISC Class 11
      • ISC Class 12
  • IC
    • 900 Экзамен IAS
    • Экзамен государственной службы
    • Программа UPSC
    • Бесплатная подготовка к IAS
    • Текущие события
    • Список статей IAS
    • Пробный тест IAS 2019
      • Пробный тест IAS 2019 1
      • Пробный тест IAS4
      2
    • Комиссия по государственной службе
      • Экзамен KPSC KAS
      • Экзамен UPPSC PCS
      • Экзамен MPSC
      • Экзамен RPSC RAS ​​
      • TNPSC Group 1
      • APPSC Group 1
      • Экзамен BPSC
      • Экзамен WPSC
      • Экзамен WPSC
      • Экзамен GPSC
    • Вопросник UPSC 2019
      • Ответный ключ UPSC 2019
    • 900 10 Коучинг IAS
      • Коучинг IAS Бангалор
      • Коучинг IAS Дели
      • Коучинг IAS Ченнаи
      • Коучинг IAS Хайдарабад
      • Коучинг IAS Мумбаи
  • JEE4
  • 9000 JEE 9000 JEE 9000 Advanced
  • Образец статьи JEE
  • Вопросник JEE
  • Биномиальная теорема
  • Статьи JEE
  • Квадратичное уравнение
  • Вопросы JEE
  • NEET
    • BYJU'S NEET Programibility
    • NEET Документы
    • Подготовка к NEET
    • Учебная программа NEET
    • Поддержка
      • Разрешение жалоб
      • Служба поддержки
      • Центр поддержки
  • Государственные советы
    • GSEB
      • GSEB
        • План GSEB
        • Образец статьи GSEB
        • Книги GSEB
      • MSBSHSE
        • Программа MSBSHSE
        • Учебники MSBSHSE
        • Образцы статей MSBSHSE
        • Вопросы MSBSHSE
        3
      • MSBSHSE
      • 9000 Sybab 9000 APC4
      • APC4
    • APC4
    • Учебный план 1-го года
    • AP Учебный план 2-го года
  • Учебный план MP
    • Учебный план MP Board
    • Образцы материалов доски MP
    • Учебники MP Board
  • Assam Board
    • Учебник Assam4 Board
      • Учебник Assam4 Board
      • Образцы документов Совета Ассама
    • BSEB
      • Учебник Совета Бихара
      • Учебники Совета Бихара
      • Вопросы Совета директоров
      • Документы Совета Бихара
    • Бихарская доска
    • 000 Odisha
        5
    9 0004 .

    Конструкция генератора постоянного тока - объяснение его различных частей

    A Генератор постоянного тока - это электрическое устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. Он в основном состоит из трех основных частей: системы магнитного поля, якоря, коллектора и щеточного механизма. Другими частями генератора постоянного тока являются магнитная рама и ярмо, полюсный сердечник и полюсные наконечники, катушки возбуждения или возбуждения, сердечник и обмотки якоря, щетки, концевые корпуса, подшипники и валы.

    Схема основных частей 4-полюсного генератора постоянного тока или машины постоянного тока показана ниже:

    В комплекте:

    Система магнитного поля генератора постоянного тока

    Система магнитного поля - это стационарная или неподвижная часть машины.Он производит основной магнитный поток. Система магнитного поля состоит из мэйнфрейма или ярма, полюсного сердечника и полюсных башмаков и катушек возбуждения или возбуждения. Эти различные части генератора постоянного тока подробно описаны ниже.

    Магнитная рама и ярмо

    Наружная полая цилиндрическая рама, к которой крепятся основные опоры и межполюсные опоры и с помощью которой машина крепится к фундаменту, известна как Хомут. Он изготавливается из стального литья или стального проката для больших машин, а для машин меньшего размера ярмо обычно изготавливается из чугуна.

    Два основных назначения ярма следующие: -

    • Он поддерживает полюсные сердечники и обеспечивает механическую защиту внутренних частей машин.
    • Он обеспечивает путь для магнитного потока с низким сопротивлением.

    Стержень и башмаки

    Полюсный сердечник и полюсные башмаки крепятся к магнитной раме или ярму болтами. Поскольку полюса выступают внутрь, их называют выступающими полюсами. Каждый полюсный сердечник имеет изогнутую поверхность. Обычно сердечник полюса и башмаки изготавливаются из тонких листов литой стали или кованого железа, которые скрепляются друг с другом под действием гидравлического давления.Полюса ламинированы для уменьшения потерь на вихревые токи.

    Рисунок, показывающий полюсный сердечник и полюсный башмак, представлен ниже:

    Сердечник опор служит для следующих целей:

    • Он поддерживает катушки возбуждения или возбуждения.
    • Они более равномерно распределяют магнитный поток по периферии якоря.
    • Увеличивает площадь поперечного сечения магнитопровода, в результате уменьшается сопротивление магнитного пути.

    Катушки возбуждения или возбуждения

    Каждый полюсный сердечник имеет одну или несколько катушек возбуждения (обмоток), размещенных над ним для создания магнитного поля. Эмалированный медный провод используется для создания катушек возбуждения или возбуждения. Катушки наматываются на каркас, а затем размещаются вокруг полюсного сердечника.

    Когда постоянный ток проходит через обмотку возбуждения, он намагничивает полюса, что, в свою очередь, создает магнитный поток. Катушки возбуждения всех полюсов соединены последовательно таким образом, что при протекании через них тока соседние полюса приобретают противоположную полярность.

    Якорь генератора постоянного тока

    Вращающаяся часть машины постоянного тока или генератора постоянного тока называется якорем. Якорь состоит из вала, на котором размещен многослойный цилиндр, называемый сердечником Amature.

    Сердечник якоря

    Сердечник якоря генератора постоянного тока имеет цилиндрическую форму и прикреплен к вращающемуся валу. На внешней периферии якоря имеются канавки или прорези, в которые помещается обмотка якоря, как показано на рисунке ниже:

    Сердечник якоря генератора постоянного тока или машины служит для следующих целей.

    • Помещает проводники в пазы.
    • Он обеспечивает легкий путь для магнитного потока.

    Поскольку якорь является вращающейся частью генератора постоянного тока или машины, в сердечнике происходит реверсирование магнитного потока, следовательно, возникают гистерезисные потери. Кремнистая сталь используется в конструкции сердечника для уменьшения потерь на гистерезис.

    Вращающийся якорь отсекает магнитное поле, из-за чего в нем наводится ЭДС. Эта ЭДС распространяет вихревой ток, который приводит к потере вихревых токов.Таким образом, для уменьшения потерь сердечник якоря ламинирован штамповкой толщиной примерно от 0,3 до 0,5 мм. Каждая пластина изолирована от другой слоем лака.

    Обмотка якоря

    Изолированные жилы вставляются в пазы сердечника якоря. Проводники заклинены, а на сердечник намотаны ленты из стальной проволоки, которые соответствующим образом соединены. Такое расположение проводников называется обмоткой якоря. Обмотка якоря - это сердце машины постоянного тока.

    Обмотка якоря - это место, где происходит преобразование мощности. В случае с генератором постоянного тока здесь механическая энергия преобразуется в электрическую. В зависимости от соединений обмотки подразделяются на два типа, называемые Lap Winding и Wave Winding.

    При намотке внахлест проводники соединяются таким образом, что количество параллельных путей равно количеству полюсов. Таким образом, если машина имеет P полюсов и Z проводников якоря, тогда будет P параллельных путей, каждый путь будет иметь последовательно соединенные Z / P проводники.

    При намотке внахлест количество щеток равно количеству параллельных путей. Из них половина кистей положительные, а оставшаяся половина - отрицательные.

    В волновой обмотке проводники соединены так, что они разделяются на два параллельных пути независимо от количества полюсов машины. Таким образом, если машина имеет Z проводников якоря, будет только два параллельных пути, каждый из которых имеет последовательно соединенные проводники Z / 2. В этом случае количество щеток равно двум, т.е.е. количество параллельных путей.

    Коммутатор в генераторе постоянного тока

    Коммутатор, который вращается вместе с якорем, имеет цилиндрическую форму и состоит из ряда жестко вытянутых медных стержней или сегментов клиновидной формы, изолированных друг от друга и от вала. Сегменты образуют кольцо вокруг вала якоря. Каждый сегмент коммутатора подключен к концам катушек якоря.

    Это самая важная часть машины постоянного тока, которая служит для следующих целей.

    • Соединяет вращающиеся проводники якоря со стационарной внешней цепью через щетки.
    • Он преобразует наведенный переменный ток в проводнике якоря в однонаправленный ток в цепи внешней нагрузки при работе генератора постоянного тока, тогда как он преобразует переменный крутящий момент в однонаправленный (непрерывный) крутящий момент, создаваемый в якоре при работе двигателя.

    Кисти

    Угольные щетки размещаются или устанавливаются на коммутаторе и с помощью двух или более угольных щеток собирают ток с обмотки якоря.Каждая щетка поддерживается в металлической коробке, называемой щеткодержателем или щеткодержателем . Щетки прижимаются к коммутатору и образуют связующее звено между обмоткой якоря и внешней цепью.

    Давление, оказываемое щетками на коммутатор, можно регулировать и поддерживать на постоянном уровне с помощью пружин. С помощью щеток ток, возникающий в обмотках, передается на коммутатор, а затем во внешнюю цепь.

    Обычно они изготавливаются из высококачественного углерода, поскольку углерод является проводящим материалом и в то же время в порошкообразной форме оказывает смазывающее действие на поверхность коллектора.

    Концевые корпуса

    Концевые кожухи прикреплены к концам основной рамы и обеспечивают поддержку подшипников. Передние кожухи поддерживают узлы подшипников и щеток, тогда как задние кожухи обычно поддерживают только подшипники.

    Подшипники

    Шариковые или роликовые подшипники устанавливаются в концевые корпуса.Подшипники предназначены для уменьшения трения между вращающимися и неподвижными частями машины. Для изготовления подшипников в основном используется высокоуглеродистая сталь, поскольку это очень твердый материал.

    Вал

    Вал изготовлен из мягкой стали с максимальной прочностью на разрыв. Вал используется для передачи механической энергии от машины или к машине. Вращающиеся части, такие как сердечник якоря, коммутатор, охлаждающие вентиляторы и т. Д., Прикреплены к валу шпонками.

    .

    Принцип работы генератора постоянного тока, конструкция, схема

    • Перейти к основному содержанию
    • Перейти к второстепенному меню
    • Перейти к основной боковой панели
    • Перейти к нижнему колонтитулу
    • RS Aggarwal Solutions
      • RS Aggarwal Class 10 Solutions
      • Решения RS Aggarwal, класс 9
      • Решения RS Aggarwal, класс 8
      • Решения RS Aggarwal, класс 7
      • Решения RS Aggarwal, класс 6
    • Решения ICSE
      • Решения ICSE для класса 10
      • Решения ICSE для класса 9
      • Решения ICSE для класса 8
      • Решения ICSE для класса 7
      • Решения ICSE для класса 6
    • Selina Solutions
    • ML Aggarwal Solutions
    • Документы ISC и ICSE
      • Вопросы ICSE за предыдущий год Класс 10
      • Вопросы ISC за предыдущий год
      • Образцы документов ICSE 2020 для класса 10
      • ICSE Образцы бумаги 2020 для класса 9
      • Образцы бумаги ISC 2020 для класса 12
      • Образцы документов ISC 2020 для класса 11
      • ICSE Time Table 2020 Class 10
      • ISC Time Table 2020 Class 12
    • Maths

    A Plus Topper

    Повысьте свои оценки

    • Образцы документов CBSE
    .

    Смотрите также