Konstruksie van 'n DC-generator
Definisie van DC-generator
'n DC-generator word gedefinieer as 'n elektriese toestel wat meganiese energie omskep na direkte stroom (DC) elektrisiteit. Dit werk volgens die beginsel van elektromagnetiese induksie, wanneer 'n geleider deur 'n magneetveld beweeg, skep dit 'n potensiaalverskil in die geleider, wat, indien aan 'n geslote sirkel gekoppel, 'n stroom laat vloei.
Struktuur van DC-generator
Yoke
Die yoke word gewoonlik van gegose ys of gegose staal vervaardig, afhangende van die grootte en gewig van die generator.
Gebruik van yoke
Dit hou die magneetpolusse van die generator op plek en dien as 'n beskermende oorbedekking vir die masjien.
Dit dra die magneetvlak wat deur die veldwinding geproduseer word.
Magneetpolusse en veldwindings
Die magneetpolusse en veldwindings is die statiese komponente van 'n DC-generator wat die hoofmagneetveld in die masjien genereer. Hulle word met bout aan die binnekant en buitekant van die yoke bevestig.
Die vertikale stang is gemaak van gelamineerde staal of soliede gegose ys of staal. Laminering verminder omloopstroomverlies in die magneetpolusse. Die polusse is uitsteekselvormig, wat beteken dat hulle inwaarts uit die yoke uitsteek.
Armature
Die armature word gedefinieer as die roterende deel van 'n DC-generator wat die armaturewinding dra waarin die elektromotoriese krag deur die magneetveld geïnduseer word. Dit word op 'n as gemonteer wat tussen die polusse roteer.
Die armature kern is gemaak van gelamineerde staal met groeves op sy buite-oppervlak. Hierdie sleuwe word gebruik om die armaturegeleiders van mekaar en van die kern te insuleer. Laminering verminder omloopstroomverlies in die kern.
Armaturewinding word gevorm deur verskeie spoels van geïnsuleerde koperdraad of band in 'n spesifieke patroon te verbind. Daar is twee tipes armaturewinding: lapwinding en golfvormige winding.
Lapwinding: By hierdie tipe winding word elke spoel-einde aan 'n aangrensende kommunikatorsegment en 'n ander spoel-einde aan dieselfde kant van die armature verbind.
Golfvormige winding: By hierdie tipe winding word elke spoel-einde aan 'n kommunikatorsegment verbonden wat een poolafstand weg is van die kommunikatorsegment en aan 'n ander spoel-einde aan die teenoorgestelde kant van die armature.
Kommunikator
'n Kommunikator is 'n meganiese toestel wat die AC-elektromotoriese krag wat in die armaturewinding geïnduseer word, omskep na DC-spanning aan beide eindes van die belastingterminal. Dit funksioneer as 'n rektifiseerder vir DC-kragopwekking.
Die kommunikator bestaan uit wigvormige segmente van hardgetrokken of valgesmeede koper wat van mekaar en van die as geïnsuleer word deur mika velletjies. Elke segment word via 'n riser of verbonder aan die armaturegeleider verbind.
Die kommunikatorsegmente is in 'n silindriese vorm op die as gerangskik en roteer saam met die as. Die aantal segmente hang af van die aantal spoels in die armaturewinding.
Elektriese borstel
Borstels word gemaak van kool- of grafietblokke wat stroom van die kommunikatorsegment kollekteer en dit aan 'n eksterne sirkel oordra. Hulle verskaf ook elektriese kontak tussen die statiese en roterende dele van die generator.
Borstels word in reghoekige boksies, bekend as borstelbrakets, gehuis, wat aan 'n yoke of lagerbracket bevestig word. Die borstelhouer het 'n veer wat die borstel met passende druk teen die kommunikator kan druk. Die borstel moet op die kommunikator plaas word waar die geïnduseerde elektromotoriese krag in die armaturegeleider sy rigting verander. Hierdie posisies word nutrale zones of geometriese nutrale asse (GNA) genoem.
Lager
Lagers word gebruik om die roterende as van die generator te ondersteun en wrywing tussen die as en die statiese komponente te verminder. Dit laat ook toe dat die as glad en eweredig roteer.
Vir klein generators word bal-lagers gebruik omdat hulle lae wrywing en hoë effektiwiteit het. Vir groot generators word rol-lagers gebruik omdat hulle swaar laste en skokke kan verdra.
Lagers moet regtig gesmeerd word om gladde werking en 'n lang leeftyd van die generator te verseker. Smering kan deur olie-ring, olie-bade, vetbeker of gedwonge smeringstelsels gedoen word.
Werkprinsip
Wanneer die armature in 'n magneetveld roteer, induseer dit 'n elektromotoriese krag in die geleider volgens Faraday se wet van elektromagnetiese induksie.
Tipe DC-generator
Individueel opgewekte DC-generator: By hierdie tipe word die opwettingsspoel opgewekt deur 'n onafhanklike eksterne DC-kragbron, soos 'n batterij of 'n ander DC-generator.
Self-opgewekte DC-generator: By hierdie tipe word die opwettingsspoel deur sy eie opgewekte spanning opgewekt nadat die aanvanklike magnetisering deur residuele magnetisme plaasgevind het. Daar is drie subtipes: reeks-winding, verdeelde winding en saamgestelde winding.
Permanentmagneet DC-generator: By hierdie tipe is daar geen magneetveldspoel nie, maar 'n permanentmagneet wat 'n konstante magneetvlak verskaf.
Toepassing
Laai batterye vir motors, omvangers en sonpaneel.
Voorsien krag aan trekspansiemotors vir elektriese motors, treine en kraane.
Kragvoorsiening vir boogsmeltmasjiene, elektroplateerapparatuur en elektrolitiese prosesse.
Verskaf krag aan afgeleë areas waar AC-oorbrenging nie prakties of ekonomies is nie.
Voorsien krag aan proef-AC-masjiene en -sirkels.
Konklusie
'n DC-generator is 'n belangrike toestel vir die omskakeling van meganiese energie na elektriese energie deur elektromagnetiese induksie. Dit het verskeie komponente, soos 'n yoke, pool, veldwinding, armature, kommunikator, borstel en lager, wat saamwerk om direkte stroom te produseer. DC-generators kan in verskillende tipes ingedeel word volgens hul opwettingsmetode. DC-generators het 'n verskeidenheid toepassings in verskillende velde soos batterylading, trekspan, las, elektroplateer, elektrolitiese prosesse en afgeleë kragvoorsiening.
