Konstrukcija DC generatora

Definicija DC generatora

DC generator se definiše kao električni uređaj koji pretvara mehaničku energiju u nepromenljiv strujni tok (DC). Funkcioniše na principu elektromagnetske indukcije, kada vodilac prođe kroz magnetsko polje, stvara se potencijalna razlika u vodiocu, koja, ako je povezana sa zatvorenom vezom, dovodi do toka struje.

Struktura DC generatora

Joke

Joka je obično izrađena od lijevane čelike ili lijevane čelikove, ovisno o veličini i težini generatora.

Upotreba joke

Drži magnete generatora na mjestu i služi kao zaštitni poklopac za mašinu.

Nosio je magnetski tok proizveden od strane poljne namotaje.

Magnetični polovi i poljna namotaja

Magnetični polovi i poljna namotaja su statički komponenti DC generatora koji generiraju glavno magnetsko polje u mašini. Prikovani su unutar i van joke.

Okomit štap izrađen je od laminiranog čelika ili čvrstog lijevanog čelika. Laminacija smanjuje gubitke struja eddija u magnetskim polovima. Polovi su izbočeni, što znači da se ističu unutrašnje prema joki.

Armatura

Armatura se definiše kao rotirajući dio DC generatora koji nosi armaturnu namotaju u kojoj se indukuje electromotorna sila magnetskim poljem. Montirana je na valjak koji rotira između polova.

Jeziro armature izrađeno je od laminiranog čelika s režbama na njegovoj spoljnoj površini. Ove režbe se koriste za držanje armaturnih vodioca izolovanih jedan od drugog i od jezgra. Laminacija smanjuje gubitke struja eddija u jezgru.

Armaturna namotaja formirana je povezivanjem nekoliko navoja izolovanog bakrenog žica ili trake u određenom obrazcu. Postoje dva tipa armaturne namotaje: lap namotaja i talasna namotaja.

Lap namotaja: U ovom tipu namotaje, svaki kraj navoja povezan je sa susjednim segmentom komutatora i drugim krajem navoja na istoj strani armature.

Talasna namotaja: U ovom tipu namotaje, svaki kraj navoja povezan je sa segmentom komutatora koji je udaljen za jednu poludaljinu od segmenta komutatora i povezan je sa drugim krajem navoja na suprotnoj strani armature.

Komutator

Komutator je mehanički uređaj koji pretvara AC electromotornu silu indukovanu u armaturnoj namotaji u DC napon na oba kraja terminala opterećenja. Djeluje kao pravilnik za proizvodnju DC snage.

Komutator se sastoji od klipastih segmenata tvrdog lisnog ili livenog bakra koji su izolovani jedan od drugog i od valjka miki listićima. Svaki segment povezan je sa armaturnim vodiocem putem risera ili spojnog elementa.

Segmenata komutatora raspoređeni su u cilindričnom obliku oko ose i vrte se sa osi. Broj segmenata zavisi od broja navoja u armaturnoj namotaji.

Električna četkica

Četkice su izrađene od blokova ugljena ili grafitne materije koje prikupljaju struju sa segmenta komutatora i prenose je na spoljnu vezu. Takođe pružaju električni kontakt između statičnih i rotirajućih dijelova generatora.

Četkice su smještene u pravougaone kutije nazvane četkicni okvir, koje su pričvršćene na joku ili ležajni okvir. Četkicni okvir ima oprugu koja omogućava da se četkica pritisne na komutator sa odgovarajućim pritiskom. Četkica treba da bude postavljena na komutatoru gdje se inducirana electromotorna sila u armaturnom vodiocu mijenja svoj smjer. Ovi položaji se nazivaju neutralne zone ili geometrijske neutralne ose (GNA).

Ležaj

Ležaji se koriste za podršku rotirajućeg valjka generatora i smanjenje trenja između valjka i statičnih komponenti. Takođe omogućavaju da se valjak vrte gladko i ravnomjerno.

Za male generatore koriste se kuglasti ležaji jer imaju niski tren i visoku efikasnost. Za velike generatore koriste se valjkasti ležaji jer mogu podneti teške opterećenja i udarce.

Ležaji moraju biti pravilno mazani kako bi se osigurala gladka operacija i dugotrajan rad generatora. Mazanje može se obaviti putem maznih prstenova, maznih kupa, maznih šalicili prisilnih maznih sistema.

Način rada

Kada armatura vrte u magnetskom polju, indukuje se electromotorna sila u vodiocu prema Faradajevom zakonu elektromagnetske indukcije.

Tipovi DC generatora

Individuelno uzbuđeni DC generator: U ovom tipu, namotaja uzbuđenja uzbuđena je odvojenim spoljnjim DC izvorom struje, kao što su baterija ili drugi DC generator.

Samouzbujivi DC generator: U ovom tipu, namotaja uzbuđenja uzbuđena je svojim generisanim naponom nakon početnog magnetiziranja preko ostatak magnetske sile. Postoje tri podtipa: serijalna namotaja, raspolovljena namotaja i kombinovana namotaja.

DC generator sa stalnim magnetom: U ovom tipu, nema magnetske namotaje, već stalni magnet koji pruža konstantan magnetski tok.

Primena

• Punjenje baterija za automobile, invertere i solarni panele.

• Snabdevanje trakcijskih motora za električna vozila, vlakove i kranove.

• Snabdevanje strujom aparata za lukovsko livljenje, opreme za elektrolito i elektrolitski procesi.

• Snabdevanje strujom udaljenih područja gdje AC prenos nije moguć ili ekonomičan.

• Snabdevanje strujom za testiranje AC mašina i sklopova.

Zaključak

DC generator je važan uređaj za pretvaranje mehaničke energije u električnu energiju putem elektromagnetske indukcije. Ima nekoliko komponenti, poput joke, pola, poljne namotaje, armature, komutatora, četkica i ležaja, koji zajedno djeluju kako bi proizveli nepromenljiv strujni tok. DC generatori mogu biti podijeljeni u različite tipove prema metodi uzbuđenja. DC generatori imaju razne primene u različitim područjima, poput punjenja baterija, trakcije, livljenja, elektrolito, elektrolize i udaljenog snabdevanja strujom.