Penjana ialah mesin elektrik yang menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik. Prinsip operasi penjana elektrik adalah berdasarkan penggunaan fenomena tersebut aruhan elektromagnet, iaitu seperti berikut. Jika dalam medan magnet magnet kekal gerakkan konduktor supaya ia melintasi fluks magnet, maka satu daya gerak elektrik (emf) akan timbul dalam konduktor, dipanggil induction emf (Induksi daripada perkataan Latin inductio - guidance, motivation), atau emf teraruh . Daya gerak elektrik juga berlaku apabila konduktor kekal pegun dan magnet bergerak. Fenomena berlakunya emf teraruh. dalam konduktor dipanggil aruhan elektromagnet. Jika konduktor di mana emf teraruh disambungkan kepada tertutup litar elektrik, kemudian di bawah pengaruh emf. arus akan mengalir melalui litar, dipanggil arus aruhan.
Telah terbukti secara eksperimen bahawa magnitud emf teraruh yang berlaku dalam konduktor apabila ia bergerak dalam medan magnet meningkat dengan peningkatan aruhan. medan magnet, panjang konduktor dan kelajuan pergerakannya. Induced e.m.f. berlaku hanya apabila konduktor melintasi medan magnet. Apabila konduktor bergerak sepanjang magnet talian kuasa e.m.f. tidak diinduksi di dalamnya. Arah emf teraruh dan arus paling mudah ditentukan oleh peraturan tangan kanan(Rajah 1): jika tapak tangan kanan dipegang supaya garis medan magnet memasukinya, bengkokkan ibu jari akan menunjukkan arah pergerakan konduktor, maka jari-jari lanjutan yang tinggal akan menunjukkan arah tindakan emf teraruh. dan arah arus dalam konduktor. Garis medan magnet diarahkan dari kutub utara magnet ke selatan.
nasi. 1. Penentuan arah emf teraruh. mengikut peraturan tangan kanan
mempunyai idea umum mengenai aruhan elektromagnet, pertimbangkan prinsip operasi penjana paling mudah (Rajah 2). Konduktor dalam bentuk bingkai yang diperbuat daripada dawai tembaga dipasang pada paksi dan diletakkan dalam medan magnet. Hujung bingkai dilekatkan pada dua bahagian (semirings) satu cincin yang diasingkan antara satu sama lain. Plat kenalan (berus) menggelongsor di sepanjang cincin ini. Cincin sedemikian, yang terdiri daripada separa cincin terlindung, dipanggil komutator, dan setiap separa cincin dipanggil plat komutator. Berus pada komutator mesti disusun sedemikian rupa sehingga, apabila bingkai berputar, ia serentak bergerak dari satu cincin separuh ke yang lain tepat pada saat-saat ggl teraruh pada setiap sisi bingkai adalah sifar, iaitu apabila bingkai melepasi milik anda kedudukan mendatar.
nasi. 2. Penjana paling mudah DC
Dengan bantuan pengumpul, emf pembolehubah teraruh dalam bingkai dibetulkan, dan arus dalam arah yang tetap dicipta dalam litar luaran.
Dengan menyambungkan litar luaran ke plat sesentuh dengan alat pengukur elektrik yang merekodkan nilai arus teraruh, kami akan memastikan bahawa peranti berkenaan sememangnya penjana arus terus.
Pada bila-bila masa t emf. E (Rajah 3), yang timbul di bahagian kerja L bingkai, adalah bertentangan dengan arah emf yang timbul di bahagian kerja B. Arah emf. pada setiap sisi bingkai boleh ditentukan dengan mudah menggunakan peraturan sebelah kanan. Emf teraruh oleh keseluruhan bingkai adalah sama dengan jumlah ggl yang timbul pada setiap sisi kerjanya. Magnitud emf dalam bingkai sentiasa berubah. Pada masa apabila bingkai itu sesuai dengannya kedudukan menegak, bilangan talian kuasa yang dilintasi oleh konduktor dalam 1 s akan lebih besar dan emf maksimum akan teraruh dalam bingkai. Apabila bingkai melepasi kedudukan mendatar, bahagian kerjanya meluncur di sepanjang garis daya tanpa bersilang, dan e.m.f. tidak didorong. Semasa tempoh pergerakan sisi B bingkai ke kutub selatan magnet (Rajah 3, a, b), arus di dalamnya diarahkan ke arah kami. Arus ini melalui separuh cincin, berus 2, meter ke berus / dan sisi A bingkai. Di bahagian bingkai ini, arus teraruh ke arah yang jauh dari kita. awak nilai tertinggi e.m.f. dalam bingkai mencapai apabila sisinya terletak terus di bawah tiang (Rajah 3, b).
nasi. 3. Gambar rajah operasi penjana DC
Dengan putaran lanjut bingkai, emf. berkurangan di dalamnya dan selepas satu perempat pusingan menjadi sama dengan sifar (Rajah 3, c). Pada masa ini, berus bergerak dari satu cincin separuh ke cincin yang lain. Oleh itu, semasa separuh pertama revolusi bingkai, setiap separuh cincin komutator bersentuhan dengan hanya satu berus. Arus melalui litar luar dalam satu arah dari berus 2 ke berus 1. Kami akan terus memutarkan bingkai. Daya gerak elektrik dalam bingkai mula meningkat semula, kerana bahagian kerjanya akan melintasi garisan daya magnet. Walau bagaimanapun, arah emf. diterbalikkan kerana konduktor melintasi fluks magnet ke arah yang bertentangan. Arus teraruh di sisi A bingkai kini diarahkan ke arah kami. Tetapi disebabkan fakta bahawa bingkai berputar dengan komutator, cincin separuh yang disambungkan ke sisi A bingkai kini tidak bersentuhan dengan berus 1, tetapi dengan berus 2 (Rajah 3, d) dan arus dalam yang sama arah melalui litar luar seperti pada masa separuh pertama revolusi. Akibatnya, pengumpul membetulkan arus, iaitu, ia memastikan laluan arus teraruh dalam litar luaran dalam satu arah. Menjelang akhir suku terakhir revolusi (Rajah 3, e), bingkai kembali ke kedudukan asalnya (lihat Rajah 3, a), selepas itu keseluruhan proses menukar arus dalam litar diulang.
Oleh itu, antara berus 2 dan 1 terdapat emf malar dalam arah, dan arus melalui litar luaran sentiasa mengalir dalam satu arah - dari berus 2 hingga berus 1. Walaupun arus ini kekal malar dalam arah, ia berubah dalam magnitud, t e. berdenyut. Arus jenis ini boleh dikatakan sukar untuk digunakan.
Mari kita pertimbangkan bagaimana untuk mendapatkan arus dengan riak kecil, iaitu arus yang nilainya berubah sedikit semasa operasi penjana. Mari kita bayangkan penjana yang terdiri daripada dua pusingan yang terletak berserenjang antara satu sama lain (Rajah 4). Permulaan dan penghujung setiap pusingan disambungkan kepada komutator, kini terdiri daripada empat plat komutator.
Rajah.4. Penjana DC dengan dua pusingan
Apabila lilitan ini berputar dalam medan magnet, emf timbul di dalamnya. Walau bagaimanapun, emf teraruh dalam setiap pusingan. tidak mencapai nilai sifar dan maksimum mereka secara serentak, tetapi kemudian satu sama lain untuk satu masa yang sepadan dengan putaran lilitan sebanyak suku pusingan penuh, iaitu sebanyak 90°. Dalam kedudukan yang ditunjukkan dalam Rajah 4, emf maksimum bersamaan dengan Emax timbul pada giliran 1. Terdapat 2 e dalam satu giliran. d.s. tidak teraruh, kerana bahagian kerjanya meluncur di sepanjang garis medan magnet tanpa melintasinya. Nilai emf bagi lilitan ditunjukkan dalam Rajah 5. Apabila pusingan berpusing, emf pusingan 1 berkurangan. Apabila pusingan bertukar 1/8 daripada pusingan, e.m.f. pusingan 1 akan menjadi sama dengan Emin. Pada masa ini, berus bergerak ke pasangan plat pengumpul kedua yang disambungkan ke pusingan 2. Pusingan 2 telah pun berpusing 1/8 pusingan, melintasi garisan medan magnet dan satu emf teraruh di dalamnya, sama dengan nilai yang sama Em. Dengan putaran seterusnya lilitan, emf. giliran 2 meningkat kepada nilai tertinggi Emah. Oleh itu, berus sentiasa disambungkan ke selekoh, di mana emf diinduksi dengan nilai dari Emin ke Emax.
Rajah.5. Keluk denyutan daya gerak elektrik penjana dua pusingan
Arus dalam litar luar penjana timbul akibat tindakan jumlah emf. Oleh itu, ia mengalir secara berterusan dan hanya dalam satu arah. Arus, seperti sebelum ini, akan berdenyut, tetapi denyutan adalah lebih kurang daripada dengan satu pusingan, sejak emf. penjana tidak berkurangan kepada sifar.
Dengan meningkatkan bilangan konduktor (pusingan) penjana dan, dengan itu, bilangan plat pengumpul, adalah mungkin untuk membuat riak semasa sangat kecil, iaitu, nilai semasa akan menjadi hampir malar. Sebagai contoh, sudah dengan 20 plat pengumpul ayunan emf. penjana tidak akan melebihi 1% daripada nilai purata. Dalam litar luaran kita memperoleh arus yang hampir malar dalam magnitud.
Pada masa yang sama, mudah untuk melihat bahawa penjana yang ditunjukkan dalam Rajah 4 juga mempunyai kelemahan yang sangat ketara. Pada bila-bila masa tertentu, litar luaran disambungkan melalui berus kepada hanya satu pusingan penjana. Pusingan kedua pada masa yang sama tidak digunakan sama sekali. Daya gerak elektrik yang teraruh dalam satu pusingan adalah sangat kecil, yang bermaksud kuasa penjana akan menjadi kecil.
Untuk penggunaan berterusan semua selekoh, ia disambungkan antara satu sama lain secara bersiri. Untuk tujuan yang sama, bilangan plat pengumpul dikurangkan kepada bilangan lilitan penggulungan. Penghujung satu dan permulaan pusingan seterusnya penggulungan disambungkan ke setiap plat pengumpul. Pusingan dalam kes ini ialah sumber bersiri arus elektrik dan membentuk belitan angker penjana. Kini daya gerak elektrik penjana adalah sama dengan jumlah ggl teraruh dalam lilitan yang disambungkan antara berus. Sebagai tambahan kepada siri satu, terdapat skema lain untuk menyambungkan belokan penggulungan. Bilangan pusingan diambil cukup besar untuk diperolehi jumlah yang diperlukan e.m.f. penjana Oleh itu, pengumpul mesin elektrik lokomotif diesel diperolehi dengan sebilangan besar pinggan
Oleh itu, terima kasih kepada bilangan lilitan belitan yang banyak, adalah mungkin bukan sahaja untuk melicinkan voltan dan riak arus, tetapi juga untuk meningkatkan nilai emf yang disebabkan oleh penjana.
Di atas kami menganggap penjana elektrik yang terdiri daripada magnet kekal dan satu atau lebih lilitan di mana arus timbul. Untuk tujuan praktikal, penjana sedemikian tidak sesuai, kerana mustahil untuk mendapatkan kuasa tinggi daripadanya. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa fluks magnet yang dicipta oleh magnet kekal adalah sangat kecil. Di samping itu, ruang antara kutub mewujudkan rintangan yang ketara terhadap fluks magnet. Fluks magnet semakin lemah. Oleh itu, dalam penjana berkuasa, yang termasuk lokomotif diesel, menggunakan elektromagnet yang mencipta fluks pengujaan magnet yang kuat (Rajah 6). Untuk mengurangkan rintangan magnet litar magnet penjana, lilitan belitan diletakkan pada silinder keluli, yang memenuhi hampir keseluruhan ruang antara tiang.
Silinder ini dengan belitan dan pengumpul diletakkan di atasnya dipanggil angker penjana.
nasi. 6. Litar penjana dengan sistem elektromagnet pengujaan dan sauh keluli besar-besaran
Penggulungan pengujaan penjana terletak pada teras tiang utama. Apabila arus melaluinya, medan magnet dicipta, dipanggil medan kutub utama. Apabila litar luar penjana terbuka, garis daya magnet terletak di kutub dan angker secara simetri kepada paksi menegak (Rajah 7, a). Untuk memahami ciri pengendalian mesin elektrik, mari kita perkenalkan konsep neutral geometri dan fizikal.
Neutral geometri ialah garisan yang dilukis melalui pusat angker berserenjang dengan paksi kutub bertentangan ( garisan mendatar 01-01). Neutral fizikal ialah garisan bersyarat yang memisahkan zon pengaruh kutub utara dan selatan pada belitan angker dan berjalan serenjang dengan arah fluks magnet mesin elektrik.
Dalam konduktor penggulungan, yang melalui neutral fizikal apabila angker berputar, emf. tidak teraruh, kerana konduktor tersebut menggelongsor di sepanjang garis daya magnet tanpa melintasinya. Sekiranya tiada arus dalam angker (lihat Rajah 7, a) fizikal neutral n-n bertepatan dengan neutral geometri.
Rajah.7. Reaksi anchor.
a ialah fluks magnet kutub utama; b - fluks magnet yang dicipta oleh penggulungan angker; c ialah jumlah fluks magnet bagi penjana yang dimuatkan
Apabila litar luar mesin elektrik ditutup, arus akan mengalir melalui belitan angker. Seluruh angker dalam kes ini akan menjadi elektromagnet yang kuat, yang terdiri daripada teras keluli dan penggulungan yang melaluinya arus. Akibatnya, sebagai tambahan kepada fluks kutub, terdapat fluks magnet kedua dalam penjana yang dimuatkan, dipanggil fluks angker (Rajah 7, b). Fluks magnet angker diarahkan berserenjang dengan fluks kutub utama. Kedua-dua fluks magnet menindih antara satu sama lain dan membentuk jumlah, atau paduan, medan yang ditunjukkan dalam Rajah 7, c. Arah medan magnet penjana akibat tindakan medan angker dianjak ke arah putaran angker. Neutral fizikal juga beralih ke arah yang sama, yang dalam kes ini menduduki kedudukan n1-n1.
Kesan medan magnet angker pada medan kutub dipanggil tindak balas angker. Tindak balas angker memberi kesan negatif terhadap operasi penjana. Berus M-M elektrik mesin mesti sentiasa dipasang ke arah neutral fizikal. Oleh itu, adalah perlu untuk mengalihkan berus penjana berbanding neutral geometri dengan sudut P tertentu (Rajah 7, c), kerana jika tidak percikan kuat berlaku di antara berus dan komutator. Percikan menyebabkan hangus pada permukaan komutator dan berus serta melumpuhkannya. Semakin besar arus angker, semakin kuat tindak balas angker, semakin besar sudut berus mesti digerakkan. Dengan perubahan yang kerap dalam beban penjana lokomotif, kedudukan berusnya perlu ditukar hampir secara berterusan.
Tindak balas angker bukan sahaja mengalihkan medan magnet kutub utama, tetapi juga melemahkan sebahagiannya, yang membawa kepada penurunan dalam pelepasan yang disebabkan oleh penjana. d.s.
Untuk melemahkan tindak balas angker dalam penjana, tiang tambahan dipasang di antara tiang utama, dan kadangkala untuk tujuan yang sama lilitan pampasan diletakkan pada kepingan tiang tiang utama. Tiang tambahan mencipta medan magnet tambahan, yang di kawasan di mana berus dipasang diarahkan ke medan angker, akibatnya kesannya dinetralkan (Rajah 8).
nasi. 8. Litar penjana dengan tiang tambahan
Walau bagaimanapun, ini tidak terhad kepada pengaruh positif tiang tambahan untuk operasi penjana. Selepas melalui neutral penjana, arah arus dalam setiap pusingan belitan (lihat Rajah 7) dengan cepat berubah kepada sebaliknya. Dalam neutral, gegelung dihubung pintas oleh berus. Giliran sedemikian dipanggil berulang-alik (Komutasi daripada perkataan Latin commutatio - perubahan, perubahan). Dalam pusingan ulang alik (bahagian) belitan angker disebabkan oleh sangat perubahan cepat arah arus, timbul emf yang agak besar. aruhan diri dan aruhan bersama, yang dipanggil emf reaktif. e.m.f ini. dalam bahagian pensuisan dipertingkatkan oleh tindakan fluks magnet angker yang mereka silang. Tindakan emf reaktif. membawa kepada percikan kuat berus. Kutub tambahan dikira supaya fluks magnetnya lebih besar sedikit daripada fluks magnet angker. Disebabkan ini, emf tambahan teraruh di bahagian pensuisan. e.m.f baharu mempunyai arah yang bertentangan dengan emf reaktif dan memadamkannya, menghalang percikan kuat.
Medan magnet angker berubah dengan beban (arus) penjana, jadi untuk meneutralkannya perlu menukar medan peranti pampasan. Belitan kutub tambahan disambung secara bersiri dengan belitan angker, dan keseluruhan arus angker melaluinya. Apabila arus penjana meningkat, fluks magnet angker meningkat, tetapi pada masa yang sama fluks magnet pampasan kutub tambahan juga meningkat.
Penggulungan pampasan memungkinkan untuk meningkatkan lagi pengagihan fluks magnet dalam mesin elektrik. Oleh itu, dari Rajah 7 adalah mudah untuk melihat bahawa akibat daripada tindakan tindak balas angker, fluks magnet kutub utama menjadi tidak sekata - di satu sisi tiang ia bertambah kuat, dan di sisi lain ia melemah. Ini membawa kepada beban yang tidak sekata pada belitan angker, beberapa selekoh akan terlebih beban, dan keadaan kerja berus akan menjadi lebih teruk.
Dengan cara penggulungan pampasan yang terletak pada kutub utama, herotan fluks magnet terus di bawah kutub utama dihapuskan. Walau bagaimanapun, penggunaan serentak tiang tambahan dan penggulungan pampasan dengan ketara merumitkan reka bentuk mesin elektrik. Sekiranya mungkin untuk mencapai operasi mesin elektrik yang memuaskan melalui penggunaan tiang tambahan, maka mereka cuba untuk tidak menggunakan penggulungan pampasan. Belitan pampasan ditemui aplikasi praktikal hanya dalam mesin elektrik yang berkuasa.
Angka berikut menunjukkan penjana G-21 pada 12 V, 0.22 kW, 1450 -7000 rpm.
berkenalan dengan peranti, prinsip operasi, mod operasi utama penjana arus terus dengan pengujaan bebas;
memperoleh kemahiran praktikal dalam memulakan, mengendalikan dan menghentikan penjana DC;
secara eksperimen mengesahkan maklumat teori tentang ciri-ciri penjana arus terus.
Prinsip teori asas
Mesin elektrik DC boleh beroperasi dalam mod penjana dan dalam mod motor, i.e. mempunyai sifat keterbalikan.
penjana DC - ia elektrik mesin yang direka untuk menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik arus terus.
Motor DC-mesin elektrik yang direka untuk menukar tenaga elektrik arus terus kepada tenaga mekanikal.
Pandangan umum mesin elektrik DC ditunjukkan dalam Rajah. 1.
Reka bentuk mesin elektrik DC
Seperti mana-mana mesin elektrik lain, mesin DC terdiri daripada bahagian pegun - pemegun dan bahagian berputar - pemutar 1 menjalankan fungsi sauh, kerana EMF teraruh dalam belitannya.
Dalam stator mesin terdapat penggulungan pengujaan yang mencipta fluks magnet yang diperlukan F. Stator terdiri daripada bingkai silinder 2 (tuang keluli, paip keluli atau keluli lembaran yang dikimpal), yang mana 3 dan tambahan 4 tiang utama dengan belitan medan dipasang. Hujung stator ditutup dengan perisai galas 5. Galas ditekan ke dalamnya dan lengan silang berus dengan berus 6 dikuatkan.
Angker terdiri daripada pakej silinder (diperbuat daripada kepingan bervarnis keluli elektrik untuk melemahkan arus pusar). Sebuah belitan disambungkan kepada pengumpul 7; semua ini dipasang pada aci angker.
Prinsip operasi
Yang paling mudah kereta elektrik boleh diwakili sebagai gegelung berputar dalam medan magnet (Rajah 2, A,b). Hujung gegelung dibawa keluar ke dua plat pengumpul. Berus tetap ditekan pada plat komutator, yang mana litar luaran disambungkan.
Prinsip operasi mesin elektrik adalah berdasarkan fenomena aruhan elektromagnet. Mari kita pertimbangkan prinsip operasi mesin elektrik dalam mod penjana. Biarkan gegelung dipacu ke putaran oleh motor pemacu luaran (PD). Gegelung melintasi medan magnet, dan mengikut undang-undang aruhan elektromagnet, emf berubah-ubah teraruh di dalamnya , arah yang ditentukan oleh peraturan tangan kanan. Jika litar luaran ditutup, maka arus akan mengalir melaluinya, diarahkan dari berus bawah ke pengguna dan darinya ke berus atas. Berus bawah ternyata terminal positif penjana, dan berus atas ternyata terminal negatif. Apabila pusingan diputar sebanyak 180 0, konduktor dari zon satu kutub bergerak ke zon kutub yang lain dan arah EMF di dalamnya berubah ke arah yang bertentangan. Pada masa yang sama, plat komutator atas bersentuhan dengan berus bawah, dan plat bawah bersentuhan dengan berus atas arah arus dalam litar luaran tidak berubah. Oleh itu, plat pengumpul bukan sahaja menyediakan sambungan antara gegelung berputar dan litar luaran, tetapi juga bertindak sebagai peranti pensuisan, i.e. adalah penerus mekanikal yang paling mudah.
Untuk mengurangkan riak dalam penjana DC, bukannya satu gegelung di sekeliling lilitan angker, beberapa belitan jarak sekata diletakkan, yang membentuk belitan angker, dan disambungkan untuk menukar kekutuban emf kepada pengumpul yang terdiri daripada bilangan segmen yang lebih besar. . Oleh itu, EMF dalam litar antara terminal berus tidak lagi berdenyut dengan begitu kuat, i.e. ternyata hampir tetap.
Untuk EMF malar ini, ungkapan berikut adalah sah:
E=Dengan 1 Фn,
di mana Dengan 1 - pekali bergantung pada elemen struktur angker dan bilangan tiang mesin elektrik; F- fluks magnet; n- kekerapan putaran angker.
Apabila mesin beroperasi dalam mod penjana, arus mengalir melalui litar luar tertutup dan pusingan belitan angker i = saya I, arah yang bertepatan dengan arah EMF (lihat Rajah 2, b). Mengikut undang-undang Ampere, interaksi arus i dan medan magnet DALAM mencipta kekuatan f, yang diarahkan serenjang DALAM Dan i. Arah daya f ditentukan oleh peraturan kiri: daya bertindak pada konduktor atas ke kiri, pada konduktor bawah - ke kanan. Sepasang daya ini mencipta tork M vr, diarahkan dalam kes ini lawan jam dan sama
M=Dengan 2 Fsaya saya.
Detik ini menentang tork pemacu, i.e. adalah saat brek.
Arus angker saya saya punca dalam belitan angker dengan rintangan R saya penurunan voltan R saya saya saya , jadi di bawah beban voltan U pada petunjuk berus terdapat kurang daripada EMF, iaitu
U = E – R saya saya saya.
§ 105. PERANTI PENJANA DC
Bahagian pegun dalam mesin DC adalah induktif, iaitu, mencipta medan magnet, dan bahagian berputar teraruh (angker).
Bahagian pegun mesin (Rajah 134, a) terdiri daripada kutub utama 1, kutub tambahan 2 dan bingkai 3. Kutub utama (Rajah 134, b) ialah elektromagnet yang menghasilkan fluks magnet. Ia terdiri daripada teras 4, lilitan pengujaan 7 dan sekeping tiang 8. Tiang dipasang pada bingkai 6 menggunakan bolt 5. Teras tiang dibuang daripada keluli dan mempunyai keratan rentas bujur. Teras tiang ditandakan dengan lilitan gegelung pengujaan daripada wayar kuprum bertebat. Gegelung semua kutub disambung secara bersiri, membentuk belitan pengujaan. Arus yang mengalir melalui belitan medan menghasilkan fluks magnet. Potongan tiang memegang belitan medan pada tiang dan memastikan bahawa medan magnet diagihkan sama rata di bawah tiang. Potongan tiang dibentuk sedemikian rupa sehingga jurang udara antara tiang dan angker adalah sama di sepanjang keseluruhan lengkok tiang. Tiang tambahan juga mempunyai teras dan belitan.
Tiang tambahan dipasang pada titik tengah antara tiang utama, dan bilangannya boleh sama ada nombor yang sama tiang utama, atau separuh daripadanya. Tiang tambahan dipasang pada mesin berkuasa tinggi, dan ia berfungsi untuk mengelakkan percikan api di bawah berus. Dalam mesin berkuasa rendah biasanya tiada tiang tambahan.
Bingkai dibuang daripada keluli dan merupakan rangka mesin Tiang utama dan tambahan dilekatkan pada bingkai, serta perisai sisi dengan galas yang memegang aci mesin di bahagian hujung. Menggunakan bingkai, mesin dipasang pada asas.
Bahagian berputar mesin (angker) (Rajah 135, a) terdiri daripada teras 1, belitan 2 dan pengumpul 3. Teras angker ialah silinder yang dipasang daripada kepingan keluli elektrik. Lembaran diasingkan antara satu sama lain dengan varnis atau kertas untuk mengurangkan kehilangan arus pusar. Kepingan keluli dicap pada mesin mengikut templat; mereka mempunyai alur di mana konduktor belitan angker diletakkan. Saluran udara dibuat dalam badan angker untuk menyejukkan belitan dan teras angker.
Penggulungan angker diperbuat daripada kuprum wayar bertebat atau daripada rod kuprum keratan rentas segi empat tepat. Ia terdiri daripada bahagian yang dibuat pada templat khas dan diletakkan di dalam alur teras angker. Bahagian satu pusingan terdiri daripada dua wayar aktif yang disambungkan antara satu sama lain.
Bahagian tidak boleh mempunyai satu, tetapi banyak giliran. Bahagian sedemikian dipanggil berbilang pusingan. Penggulungan dilindungi dengan teliti dari teras dan diikat di alur dengan baji kayu. Sambungan hadapan diperkukuh dengan jalur keluli. Semua bahagian penggulungan yang diletakkan pada angker disambungkan antara satu sama lain secara bersiri, membentuk litar tertutup. Wayar yang menyambungkan dua bahagian, mengikut satu demi satu mengikut corak penggulungan, disambungkan ke plat pengumpul.
Pengumpul adalah silinder yang terdiri daripada plat individu. Plat pengumpul diperbuat daripada kuprum yang ditarik keras dan terlindung antara satu sama lain dan dari badan dengan gasket mikanit. Untuk melekat pada sesendal, plat komutator dibentuk menjadi dovetail, yang diapit di antara tonjolan pada sesendal dan berbentuk mesin basuh agar sepadan dengan bentuk plat. Mesin basuh dipasang pada sesendal dengan bolt.
Pengumpul adalah bahagian paling kompleks dari segi struktur dan bahagian paling kritikal mesin. Permukaan komutator mesti betul-betul silinder untuk mengelakkan pukulan dan percikan berus.
Untuk menyambungkan belitan angker ke litar luaran, berus tetap diletakkan pada komutator, yang boleh menjadi grafit, karbon-grafit atau gangsa-grafit. Dalam mesin voltan tinggi, berus grafit digunakan, yang mempunyai rintangan sentuhan yang tinggi antara berus dan komutator. voltan rendah- berus gangsa-grafit. Berus diletakkan di dalam pemegang berus khas (Gamb. 135, b). Berus 4, diletakkan di dalam sangkar pemegang berus, ditekan oleh spring 5 ke komutator. Setiap pemegang berus boleh mengandungi beberapa berus yang disambung secara selari.
Pemegang berus dipasang pada bolt berus, yang, seterusnya, dipasang pada traverse. Pemegang berus mempunyai lubang untuk mengikatnya pada pin berus.
Jari berus diasingkan dari traverse dengan pencuci penebat dan sesendal. Bilangan pemegang berus biasanya sama dengan bilangan tiang.
Traverse dipasang pada perisai galas secara kecil dan kuasa sederhana atau dilekatkan pada bingkai dalam mesin berkuasa tinggi. Lintasan boleh diputar dan ini mengubah kedudukan berus berbanding tiang.
Biasanya traverse dipasang pada kedudukan di mana lokasi berus di angkasa bertepatan dengan lokasi titik tengah tiang utama.
Mari kita lihat prinsip operasi penjana DC, jom kenal dia ciri reka bentuk dan prinsip operasi.
Ia berfungsi berdasarkan undang-undang aruhan elektromagnet. Mengikut undang-undang ini, emf teraruh dalam konduktor yang bergerak dalam medan magnet dan melintasi fluks magnet.
Litar magnet di mana fluks magnet ditutup adalah salah satu yang utama bahagian penjana DC.
Magnet Litar penjana DC(ditunjukkan dalam Rajah 1) terdiri daripada bahagian pegun - pemegun (1) dan bahagian berputar - pemutar (4).
Stator ialah badan keluli yang dipasang bahagian mesin lain, termasuk kutub magnet(2). Penggulungan pengujaan (3) dipasang pada kutub magnet, yang dikuasakan oleh arus terus dan mencipta fluks magnet utama Ф0.
Litar magnet penjana DC empat kutub.
Lembaran dari mana litar magnet rotor dipasang: a - dengan alur terbuka, b - dengan alur separa tertutup
Rotor mesin dipasang daripada dicop kepingan keluli dengan alur di sekeliling lilitan dan dengan lubang untuk aci dan pengudaraan. Penggulungan kerja penjana DC dimasukkan ke dalam alur pemutar (5 dalam imej 1). Penggulungan ini disebabkan oleh emf oleh fluks magnet utama. Penggulungan juga dipanggil penggulungan angker, jadi Pemutar penjana DC biasanya dipanggil sauh.
Maknanya penjana emf DC mungkin berubah, tetapi kekutubannya tetap malar. Prinsip operasi penjana DC ditunjukkan dalam Rajah 3.
Fluks magnet dicipta oleh kutub magnet kekal. Mari kita anggap bahawa belitan angker terdiri daripada satu pusingan, hujungnya disambungkan kepada pelbagai cincin separuh yang terlindung antara satu sama lain. Daripada cincin separuh ini terbentuk pengumpul yang berputar bersama-sama dengan pusingan belitan angker. Pada masa yang sama, berus pegun bergerak di sepanjang komutator.
Apabila gegelung berputar dalam medan magnet, emf teraruh di dalamnya: e = B*l*v
- di mana B ialah aruhan magnet, l ialah panjang konduktor, v ialah kelajuan linearnya.
Apabila satah gegelung bertepatan dengan satah garis tengah tiang (gegelung terletak secara menegak), konduktor melintasi fluks magnet maksimum. Pada masa ini, EMF maksimum diinduksi di dalamnya. Dalam kes apabila gegelung mengambil kedudukan mendatar, emf dalam konduktor adalah sifar.
Dalam konduktor, arah EMF ditentukan oleh peraturan tangan kanan (dalam Rajah 3 ia ditunjukkan sebagai anak panah). Apabila, semasa putaran gegelung, konduktor melepasi di bawah kutub lain, arah EMF di dalamnya berubah kepada sebaliknya. Tetapi oleh kerana komutator berputar dengan gegelung, dan berus adalah pegun, konduktor sentiasa disambungkan ke berus atas, yang terletak di bawah kutub utara, emf yang diarahkan dari berus. Akibatnya, kekutuban berus kekal tidak berubah, dan oleh itu kekal tidak berubah ke arah EMF pada berus - e (Rajah 4).
Penjana DC yang paling mudah A.
Perubahan masa EMF penjana arus terus yang paling mudah.
Walaupun fakta bahawa EMF penjana DC yang paling mudah adalah tetap dalam arah, tetapi berbeza dalam nilai. Oleh kerana untuk satu pusingan pusingan, EMF mengambil 2 kali nilai bersamaan dengan sifar dan 2 kali ganda nilai maksimum. Bagi kebanyakan penerima DC, EMF dengan riak yang begitu besar adalah tidak sesuai dan, secara tegasnya, tidak boleh dipanggil tetap.
Untuk mengurangkan riak, belitan angker penjana DC diperbuat daripada bilangan yang besar berpusing (gegelung), dan pengumpul dibuat daripada sejumlah besar plat pengumpul yang diasingkan antara satu sama lain.
Untuk mempertimbangkan dengan lebih terperinci proses melicinkan denyutan, mari kita ambil penggulungan angker cincin sebagai contoh (Rajah 5). Ia terdiri daripada empat gegelung (1, 2, 3, 4), setiap satu dengan dua pusingan. Angker bergerak mengikut arah jam dengan frekuensi n dan dalam konduktor belitan angker, yang terletak pada luar angker, EMF diinduksi (arah pergerakan ditunjukkan oleh anak panah).
Penggulungan angker ialah litar tertutup yang terdiri daripada lilitan yang disambung secara bersiri. Dalam kes ini, belitan angker berbanding berus mewakili dua cabang selari. Dalam Rajah 5a, satu cawangan selari terdiri daripada gegelung 2, yang kedua dari gegelung 4 (dalam gegelung 1 dan 3 tiada EMF teraruh, dan ia disambungkan pada kedua-dua hujung kepada satu berus). Dalam Rajah 5b penambat ditunjukkan dalam kedudukan yang didudukinya selepas 1/8 pusingan. Dalam kedudukan ini, satu cabang selari belitan angker terdiri daripada gegelung bersambung siri 1 dan 2, dan gegelung kedua bersambung siri 3 dan 4.
Skim penjana arus terus paling mudah dengan angker gelang.
Apabila angker berputar berhubung dengan berus, setiap gegelung mempunyai kekutuban malar.
Rajah 6a menunjukkan bagaimana EMF gegelung berubah dari semasa ke semasa apabila angker berputar. EMF pada berus adalah sama dengan EMF setiap cabang selari belitan angker.
Daripada Rajah 5 dapat dilihat bahawa emf cawangan selari adalah sama dengan jumlah emf dua gegelung bersebelahan atau emf satu gegelung:
Akibatnya, denyutan EMF belitan angker berkurangan dengan ketara (Rajah 6b). Ini bermakna dengan menambah bilangan lilitan dan plat pengumpul, anda boleh memperoleh EMF yang hampir malar bagi belitan angker.
Perubahan masa EMF gegelung dan penggulungan angker gelang.