Под генератором постоянного тока подразумевается оборудование, преобразующее механическую энергию в электрическую движением проводников в магнитном поле. Способ выработки электроэнергии зависит от исходного источника питания. Оборудование классифицируется на самовозбуждающееся и независимое. В первом случае питание агрегата происходит «от себя». Во втором под влиянием внешнего ресурса.
Агрегат способен вырабатывать электроэнергию постоянно или «по требованию». По аналогичной градации делятся дизель электростанции 100 в Новосибирске, которые активно используются в промышленности и быту как основной, резервный ил аварийный источник питания.
Назначение
Функционал генератора действует по закону магнитной индукции. Замкнутый контур помещается между полюсами установленного магнита. Во время вращения магнитный поток пересекается. В момент контакта двух сред формируется ЭДС, активность которой усиливается в периоды сокращения расстояния между проводником и полюсами. При подключении к коллектору в этот момент нагрузки образуется электрическая цепь с последующей выработкой напряжения. Ток передается конечным потребителям, энергоснабжение восстанавливается.
Классификация
В бытовых и промышленных условиях используется два вида конструкции:
- - с самостоятельным возбуждением;
- - с независимым возбуждением.
К первой категории относятся конфигурации со следующим соединением якорных обмоток:
- 1. Параллельные. Напряжение подается зажимам без зависимости от общих колебаний подаваемой нагрузки. Ток регулируется реостатом посредством замыкания обмотки. Если убрать звено замыкания «на себя», при разрыве электрической цепи резко возрастает ЭДС с риском разрушения изоляции. Реостат преобразует избыток тока в тепловую энергию, чем защищает двигатель генератора от разрушения.
- 2. Последовательные. Обмотка генерирует напряжение равное по значению напряжению станции. На холостом ходу возбуждение обмоток не фиксируется. Генерация электроэнергии осуществляется при подключении внешнего источника питания.
- 3. Смешанные. Сложная инженерная конструкция, состоящая из 2 катушек. Одна подключается параллельно обмотке вместе с реостатом, контролирующим уровень номинального тока. Вторая – последовательно.
Категория автономного оборудования определяется количеством одновременно подключенных потребителей и особенностями эксплуатации.
Особенности
Эффективность работы генератора, вырабатывающего постоянный ток, определяется следующими параметрами:
- - холостой ход;
- - внешние составляющие;
- - регулировка тока.
Основным показателем считают внешние параметры, определяющие зависимость между напряжением и нагрузкой.
Назначение якоря
Конструкция предназначена для выработки вращательной электродвижущей силы. Как только подключается внешняя нагрузка, обмотка вырабатывает электромагнитное поле, вызывая сопротивление между статором и ротором. Наибольшая активность сформированного поля отмечена в местах пересечения якорем магнитных полюсов. При увеличении расстояния эффект ослабевает.
Мощность
Генератор вырабатывает два типа мощности:
- 1. Полная. Постоянная ЭДС пропорциональна напряжению.
- 2. Полезная. Передается цепи.
Дополнительно рассчитывается КПД, показатели которого на холостом ходу доходят до отметки 90%.
Сегодня наиболее популярны станции, вырабатывающие переменный ток. Однако существуют сферы, где оборудование постоянного напряжения нельзя ничем заменить. Ярким примером выступает тяговый генератор ж/д транспорта. Несмотря на внедрение способов преобразования переменного тока полупроводниковыми механизмами, выйти на максимальную производительность аналогами на текущий момент не представляется возможным.
