Konstrukcija DC generatora

Definicija DC generatora

DC generator definiran je kao električni uređaj koji pretvara mehaničku energiju u struju napona pravog toka (DC). Radi na principu elektromagnetske indukcije, kada vodilj prolazi kroz magnetsko polje, stvara se razlika potencijala u vodilju, koja, ako je spojena s zatvorenom vezom, uzrokuje protok struje.

Struktura DC generatora

Joke

Joka obično izrađena je od litane čelike ili litane čelične ovisno o veličini i težini generatora.

Upotreba joke

Drži magnete generatora na mjestu i djeluje kao zaštitni poklopac stroja.

Nositelj je magnetskog toka proizvedenog od strane polja namotaje.

Magnetski polovi i namotaji polja

Magnetski polovi i namotaji polja su statički dijelovi DC generatora koji generiraju glavno magnetsko polje u stroju. Prijepnuti su unutar i van joki.

Vertikalna štapina izrađena je od lamine stanjivog čelika ili čvrstog litanih čelika. Lamina reduciraju gubitke cirkularnih struja u magnetskim polovima. Polovi su istaknuti, što znači da se ističu unutrašnjosti od joke.

Zavojilo

Zavojilo definirano je kao rotirajući dio DC generatora koji nosi armaturu namotanu kojom se inducira electromotorna sila magnetskim poljem. Postavljen je na os koja rotira između polova.

Jezgra zavojila izrađena je od laminih čelika s ravnim površinama na svojoj vanjskoj strani. Ove štape su koristene za držanje armature vodiča izoliranih jedan od drugog i od jezgre. Lamina reduciraju gubitke cirkularnih struja u jezgri.

Namotaja zavojila formirana je povezivanjem nekoliko bobina izoliranih bakrenih žica ili traka u određeni uzorak. Postoje dva tipa namotaje zavojila: lap namotaja i valoviti namotaj.

Lap namotaj: U ovom tipu namotaja, svaki kraj bobine povezan je s susjednim segmentom komutatora i drugim krajem bobine na istoj strani zavojila.

Valoviti namotaj: U ovom tipu namotaja, svaki kraj bobine povezan je s segmentom komutatora koji je udaljen za jednu poludaljinu od segmenta komutatora i povezan s drugim krajem bobine na suprotnoj strani zavojila.

Komutator

Komutator je mehanički uređaj koji pretvara induciranu AC electromotornu silu u armaturi u DC napon na krajevima opterećivačkog terminala. Djeluje kao usmjerivač za proizvodnju DC struje.

Komutator sastoji se od klipastihih segmenata tvrdog lisnog ili otapanog bakra koji su izolirani jedan od drugog i od osi miki listićima. Svaki segment povezan je s armaturom vodičem putem risera ili spajanja.

Segmeni komutatora raspoređeni su u cilindričnom obliku oko ose i vrte se s osi. Broj segmenata ovisi o broju bobina u armaturi namotanju.

Električna štapa

Štape izrađene su od blokova ugljičnog grafitnog materijala koji prikuplja struju sa segmenta komutatora i prenosi je na vanjsku vezu. Također pružaju električni kontakt između statičnih i rotirajućih dijelova generatora.

Štape smještene su u pravokutne kutije nazvane okvirima štapa, koji su pričvršćeni na joku ili nosaču ležajnice. Okvir štapa ima oprugu koja omogućuje da štapa bude pritisnut na komutator s odgovarajućim pritiskom. Štapa treba postaviti na komutator gdje se inducirana electromotorna sila u armaturi vodiču mijenja smjer. Ta mjesta su neutralne zone ili geometrijske neutralne ose (GNA).

Ležaj

Ležaji koriste se za podršku rotirajuće ose generatora i smanjenje trenja između ose i statičnih komponenti. Također omogućuju da se os vrati gladko i ravnomjerno.

Za male generatore koriste se loptasti ležaji jer imaju nisko trenje i visoku učinkovitost. Za velike generatore koriste se valjkasti ležaji jer mogu podnijeti teške opterećenja i udarce.

Ležaji moraju biti pravilno smeđeni kako bi se osigurala gladka radnja i dugotrajnost generatora. Smeđenje može se provesti kroz ulja prstenove, kupa ulja, mastne čaše ili sisteme prisilnog smeđenja.

Princip rada

Kada zavojilo vrati u magnetskom polju, inducirana je electromotorna sila u vodiču prema Faradayevom zakonu elektromagnetske indukcije.

Tipovi DC generatora

Individualno uzbuđeni DC generator: U ovom tipu, namotaj uzbuđenja uzbuđen je odvojenim vanjskim izvorom DC struje, poput baterije ili drugog DC generatora.

Samouzbujeni DC generator: U ovom tipu, namotaj uzbuđenja uzbuđen je svojim generiranim naponom nakon početnog magnetiziranja putem ostataka magnetizma. Postoje tri podtipa: serije namotaja, razdvojeni namotaji i kombinirani namotaji.

Stalni magnet DC generator: U ovom tipu, nema magnetskog polja namotaja, ali stalni magnet koji pruža konstantan magnetski tok.

Primjena

• Punjenje baterija za automobile, invertere i solarni panele.

• Snabdijevanje trakcijskih motora za električne automobile, vlakove i grue.

• Snabdijevanje napajanjem za mašine za lukove šav, opreme za elektrolepljenje i elektrolitski procesi.

• Osiguravanje snaga za udaljene područja gdje je prijenos AC struje nepraktičan ili neekonomičan.

• Snabdijevanje napajanjem za testiranje AC strojeva i krugova.

Zaključak

DC generator je važan uređaj za pretvaranje mehaničke energije u električnu energiju putem elektromagnetske indukcije. Ima nekoliko komponenti, poput joke, polova, namotaja polja, zavojila, komutatora, štapa i ležaja, koji zajedno proizvode struju pravog toka. DC generatori mogu se podijeliti na različite tipove prema metodi uzbuđenja. DC generatori imaju mnogo primjena u različitim područjima poput punjenja baterija, trakcije, šavovanja, elektrolepljenja, elektrolize i udaljenog snabdevanja strujom.