Принцип работы генератора постоянного тока



DimonVideo » 18:49 9 фев 2021 » Разное

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. 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. 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. 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. 1. Полная. Постоянная ЭДС пропорциональна напряжению.

  2. 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.