DC 발전기의 구축

DC 발전기 정의

DC 발전기는 기계 에너지를 직류(DC) 전기로 변환하는 전기 장치로 정의됩니다. 이는 전도체가 자기장을 통과할 때 전도체 내에서 전위차가 발생하고, 이를 폐회로에 연결하면 전류가 흐르게 되는 전자유도 원칙에 따라 작동합니다.

DC 발전기 구조

요크

요크는 일반적으로 발전기의 크기와 무게에 따라 주철이나 주강으로 제작됩니다.

요크 용도

이것은 발전기의 자기극을 고정시키고 기계를 보호하는 역할을 합니다.

이는 필드 와인딩에 의해 생성된 자기 유량을 전달합니다.

자기극 및 필드 와인딩

자기극과 필드 와인딩은 DC 발전기의 정지 부품으로서 기계 내에서 주요 자기장을 생성합니다. 이들은 요크의 내부와 외부에 볼트로 고정됩니다.

수직 막대는 라미네이트 강철이나 단일 주철 또는 강철로 만들어집니다. 라미네이션은 자기극에서 에디 전류 손실을 줄입니다. 극은 요크로부터 안쪽으로 돌출되어 있습니다.

아머처

아머처는 자기장에 의해 아머처 와인딩에서 전동력이 유도되는 DC 발전기의 회전 부분으로 정의됩니다. 이는 극 사이에서 회전하는 축에 장착됩니다.

아머처 코어는 그 외부 표면에 홈이 있는 라미네이트 강철로 만들어집니다. 이러한 홈은 아머처 도체가 서로와 코어로부터 절연되도록 사용됩니다. 라미네이션은 코어에서 에디 전류 손실을 줄입니다.

아머처 와인딩은 특정 패턴으로 연결된 여러 개의 절연 구리 선 또는 테이프 코일로 형성됩니다. 아머처 와인딩에는 두 가지 유형이 있습니다: 랩 와인딩과 웨이브폼 와인딩.

랩 와인딩: 이 종류의 와인딩에서는 각 코일 끝이 인접한 커뮤테이터 세그먼트와 아머처의 같은 쪽에 있는 다른 코일 끝에 연결됩니다.

웨이브폼 와인딩: 이 종류의 와인딩에서는 각 코일 끝이 커뮤테이터 세그먼트로부터 한 극 거리만큼 떨어진 커뮤테이터 세그먼트와 아머처의 반대쪽에 있는 다른 코일 끝에 연결됩니다.

커뮤테이터

커뮤테이터는 아머처 와인딩에서 유도된 교류 전동력을 하중 단자 양단의 직류 전압으로 변환하는 기계 장치입니다. 이는 DC 전력 생성을 위한 정류기 역할을 합니다.

커뮤테이터는 서로와 축으로부터 미카 시트로 절연된 경질 또는 연질 구리의 клиньями образованными сегментами. Каждый сегмент подключен к арматурному проводнику через рисер или коннектор.

커뮤테이터 세그먼트는 축상에 원통형으로 배열되어 축과 함께 회전합니다. 세그먼트의 수는 아머처 와인딩의 코일 수에 따라 달라집니다.

전기 브러시

브러시는 커뮤테이터 세그먼트에서 전류를 수집하여 외부 회로로 전송하는 탄소 또는 그래파이트 블록으로 만들어집니다. 또한 발전기의 정지부와 회전부 사이의 전기 접촉을 제공합니다.

브러시는 요크 또는 베어링 브래킷에 부착된 직사각형 상자인 브러시 브래킷에 수납됩니다. 브러시 홀더에는 브러시가 적절한 압력으로 커뮤테이터에 눌릴 수 있도록 스프링이 장착되어 있습니다. 브러시는 아머처 도체에서 유도된 전동력의 방향이 바뀌는 위치, 즉 중립 영역 또는 기하학적 중립축(GNA)에 배치해야 합니다.

베어링

베어링은 발전기의 회전 축을 지지하고 축과 정지 부품 사이의 마찰을 줄이는 데 사용됩니다. 또한 축이 매끄럽고 균등하게 회전할 수 있게 합니다.

소형 발전기의 경우 마찰이 적고 효율이 높은 볼 베어링이 사용됩니다. 대형 발전기의 경우 중량과 충격을 견딜 수 있는 롤러 베어링이 사용됩니다.

베어링은 발전기의 원활한 작동과 장수명을 위해 적절히 윤활되어야 합니다. 윤활은 오일 링, 오일 목욕, 그리스 컵 또는 강제 윤활 시스템을 통해 수행될 수 있습니다.

작동 원리

아머처가 자기장에서 회전할 때, Faraday의 전자유도 법칙에 따라 도체에 전동력이 유도됩니다.

DC 발전기 유형

개별 권유형 DC 발전기: 이 유형에서는 흥분 코일이 배터리나 다른 DC 발전기와 같은 독립적인 외부 DC 전원으로 흥분됩니다.

자기 흥분형 DC 발전기: 이 유형에서는 초기 자화 후 잔류 자기를 통해 자신의 생성 전압으로 흥분 코일이 흥분됩니다. 세부 유형으로는 시리즈 와인딩, 분할 와인딩, 복합 와인딩이 있습니다.

영구자석 DC 발전기: 이 유형에서는 자기장 코일이 없고, 일정한 자기 유량을 제공하는 영구자석이 있습니다.

응용

• 자동차, 인버터, 태양광 패널의 배터리 충전.

• 전기 자동차, 열차, 크레인의 견인 모터 전원.

• アーク溶接機、電鍍設備、電解過程の電源。

• AC 전송이 불가능하거나 경제적이지 않은 원거리 지역에 전력을 공급.

• AC 기계와 회로의 테스트 전력 공급.

결론

DC 발전기는 전자유도를 통해 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하는 중요한 장치입니다. 이는 요크, 극, 필드 와인딩, 아머처, 커뮤테이터, 브러시, 베어링 등 여러 구성 요소로 이루어져 있으며, 이들 구성 요소가 협력하여 직류를 생성합니다. DC 발전기는 흥분 방법에 따라 다양한 유형으로 나눌 수 있습니다. DC 발전기는 배터리 충전, 견인, 용접, 전기 도금, 전해, 원거리 전력 공급 등 다양한 분야에서 다양하게 활용됩니다.