Принцип работы генератора постоянного тока.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 9Следующая ⇒

Если к обмотке статора подвести постоянный ток( один из 4 способов), то между разноименными полюсами потечёт постоянный магнитный поток. И если вращать подвижную часть посторонним источником (хоть рукой), то в проводниках обмотки якоря будет наводиться ЭДС(направление определяется по правилу правой руки). При этом внешняя электрическая цепь, присоединённая с помощью щёток к коллектору, получит постоянный ток. Т.е машина преобразует механическую энергию в электрическую. Причина появления тока во внешней цепи является ЭДС в обмотке якоря.

Направление ЭДС и тока в обмотке якоря у генератора всегда совпадает. Но момент приводного двигателя и электромагнитный момент генератора направлены встречно, у генератора электромагнитный момент называется тормозным.

E +

- для генератора

I +

Принцип работы двигателя.

Если к обмотке главных полюсов подвести постоянный ток, то между разноимёнными полюсами потечёт магнитный поток. Если с помощью щёток подать от стороннего источника электрической энергии постоянный ток, который с помощью коллектора преобразуется (инвертируется) в переменный ток для однонаправленного вращения (его обеспечения), то подвижная часть придёт в движение (вращение), (направление силы определяют по правилу левой руки), т.е на валу образуется вращающий электромагнитный момент. Причиной появления тока в якоре здесь является подведённое напряжение, поэтому двигатель всегда работает в режиме противо – ЭДС, а момент является не тормозным, а вращающим.

E +

- для двигателя

I -

Уравнения напряжения (ЭДС):

Для генератора: ∆U

Для двигателя: ∆U, где ∆ - падение напряжения в цепи якоря.

Обмотки якорей машин постоянного тока.

Обмотка – система проводников, определённым образом уложенных на сердечнике якоря(в пазах или на бочке сердечника) и присоединённых к коллектору по определённой схеме.

Элементы обмотки- это секция проводника.

z -число пазов

k - число коллекторных пластин

p – число пар полюсов

y1- первый частичный шаг

y2- второй частичный шаг

y_k- результирующий шаг

В обмотках есть понятие “параллельная ветвь”- это группы секций обмотки якоря, последовательно соединённых между собой, обтекаемых током одного направления, присоединённая к двум разнополярным, рядом находящимся щёткам.

Для ППО (простая петля) :

- всегда и число параллельных ветвей равно числу полюсов

Для ПВО (волновая)

Закон изменения ЭДС в обмотке якоря машины постоянного тока(М=Т)

; ;

Принцип работы элементарного генератора переменного тока.

поток в любое время

Если движение равномерное, то

; ; → ; →

В любой обмотке, при вращении её в постоянном магнитном поле, наводится ЭДС переменного тока. На кольце, где щётки А,В наводится переменное напряжение. Если убрать одно кольцо, а второе разрезать пополам и к ней заизолировать концы, то получим элементарный генератор постоянного тока.

Принцип работы коллектора

Полярность щёток и направление тока внешней цепи в рассмотренном случае являются неизменными, отсекаются отрицательные полуволны. Объясняется это тем, что в тот момент, когда ток в витке 1-1’ меняет своё направление(сравните 2 и 4), происходит смена коллекторных пластин под щётками, т.е под щёткой А всегда находится пластина(ламель), соединённая с проводником, расположенная под северным полюсом, а В-под южным полюсом. Но ток во внешней цепи пока ещё пульсирующий, с большим коэффициентом пульсации. Его можно уменьшить, применив обмотку из нескольких

равномерно расположенных витков и соответственно с увеличенным числом коллекторных пластин(6 витков-12 пластин). При числе коллекторных пластин 16-25 и больше, под щётками практически постоянная кривая тока (рис 5).

В случае работы машины двигателем, при повороте якоря на 180 градусов, сила, действующая на проводник с током, помещённый в магнитное поле не изменит своё направление, хотя проводники якоря поменяются местами и окажутся по полюсами другой полярности. Объясняется это тем, что благодаря коллектору, одновременно с переходом проводника обмотки якоря из зоны действия одного в зону действия другого в нём меняется и направление тока.

Значение коллектора и щёток ДПТ:

Изменяют направление тока в проводниках обмотки якоря(ОЯ) при переходе из зоны магнитного поля одной полярности в зону действия другой полярности.

Таким образом, электромагнитное поле может быть создано на основе закона электромагнитной индукции лишь в том случае, если в её якоре(ОЯ) наводится переменная ЭДС.