Xây dựng máy phát điện một chiều

Định nghĩa máy phát điện một chiều

Máy phát điện một chiều được định nghĩa là thiết bị điện chuyển đổi năng lượng cơ thành điện một chiều (DC). Nó hoạt động theo nguyên lý cảm ứng điện từ, khi một dây dẫn đi qua trường từ, nó tạo ra sự chênh lệch điện thế trong dây dẫn, nếu kết nối với mạch kín, sẽ gây ra dòng điện chảy.

Cấu trúc của máy phát điện một chiều

Khung

Khung thường được làm bằng gang đúc hoặc thép đúc, tùy thuộc vào kích thước và trọng lượng của máy phát.

Sử dụng khung

Nó giữ các cực từ của máy phát ở vị trí cố định và đóng vai trò như một vỏ bảo vệ cho máy.

Nó truyền tải dòng từ thông do cuộn dây từ tạo ra.

Cực từ và cuộn dây từ

Cực từ và cuộn dây từ là các thành phần tĩnh của máy phát điện một chiều tạo ra trường từ chính trong máy. Chúng được bắt vít vào bên trong và bên ngoài khung.

Thanh dọc được làm bằng thép ép hoặc thép đúc rắn. Ép lát giảm tổn thất dòng xoáy trong cực từ. Các cực nhô ra, có nghĩa là chúng nhô vào từ khung.

Rôto

Rôto được định nghĩa là phần quay của máy phát điện một chiều mang cuộn dây rôto, nơi điện thế điện từ được cảm ứng bởi trường từ. Nó được gắn trên trục quay giữa các cực.

Lõi rôto được làm bằng thép ép với các rãnh trên bề mặt ngoài. Các rãnh này được sử dụng để giữ các dây dẫn rôto cách điện với nhau và với lõi. Ép lát giảm tổn thất dòng xoáy trong lõi.

Cuộn dây rôto được tạo thành bằng cách kết nối nhiều cuộn dây đồng hoặc băng cách điện theo một mô hình cụ thể. Có hai loại cuộn dây rôto: cuộn dây bắc cầu và cuộn dây sóng.

Cuộn dây bắc cầu: Trong loại cuộn dây này, mỗi đầu cuộn được kết nối với đoạn thanh chỉnh lưu liền kề và đầu cuộn khác trên cùng một bên của rôto.

Cuộn dây sóng: Trong loại cuộn dây này, mỗi đầu cuộn được kết nối với đoạn thanh chỉnh lưu cách một khoảng cực từ đoạn thanh chỉnh lưu và kết nối với đầu cuộn khác trên bên đối diện của rôto.

Thanh chỉnh lưu

Thanh chỉnh lưu là thiết bị cơ khí chuyển đổi điện thế điện từ xoay chiều được cảm ứng trong cuộn dây rôto thành điện áp một chiều tại cả hai đầu cuối tải. Nó hoạt động như một chỉnh lưu cho việc phát điện một chiều.

Thanh chỉnh lưu bao gồm các đoạn hình锲形的段落似乎被截断了。根据要求，我将继续翻译剩余的部分： ```html

Thanh chỉnh lưu bao gồm các đoạn hình cung bằng đồng cứng hoặc đồng rèn, được cách điện khỏi nhau và khỏi trục bằng các tấm mica. Mỗi đoạn được kết nối với dây dẫn rôto thông qua một đoạn nối hoặc bộ phận kết nối.

Các đoạn thanh chỉnh lưu được sắp xếp theo hình trụ trên trục và quay cùng với trục. Số lượng đoạn phụ thuộc vào số lượng cuộn dây trong cuộn dây rôto.

Chổi than

Chổi than được làm bằng khối cacbon hoặc graphite thu thập dòng điện từ đoạn thanh chỉnh lưu và truyền nó đến mạch ngoại vi. Chúng cũng cung cấp tiếp xúc điện giữa các phần tĩnh và quay của máy phát.

Chổi than được chứa trong các hộp hình chữ nhật gọi là giá đỡ chổi than, được gắn vào khung hoặc giá đỡ ổ bi. Giá đỡ chổi than có lò xo cho phép chổi than được ép vào thanh chỉnh lưu với áp lực phù hợp. Chổi than nên được đặt trên thanh chỉnh lưu ở vị trí mà điện thế điện từ cảm ứng trong dây dẫn rôto thay đổi hướng. Các vị trí này được gọi là vùng trung hòa hoặc trục trung hòa hình học (GNA).

Ổ bi

Ổ bi được sử dụng để hỗ trợ trục quay của máy phát và giảm ma sát giữa trục và các thành phần tĩnh. Chúng cũng cho phép trục quay mượt mà và đều đặn.

Đối với các máy phát nhỏ, ổ bi đũa được sử dụng vì chúng có ma sát thấp và hiệu suất cao. Đối với các máy phát lớn, ổ bi lăn được sử dụng vì chúng có thể chịu được tải nặng và sốc.

Ổ bi phải được bôi trơn đúng cách để đảm bảo hoạt động mượt mà và tuổi thọ dài của máy phát. Bôi trơn có thể được thực hiện thông qua các vòng dầu, bể dầu, cốc mỡ hoặc hệ thống bôi trơn ép.

Nguyên lý hoạt động

Khi rôto quay trong trường từ, nó cảm ứng điện thế điện từ trong dây dẫn theo định luật cảm ứng điện từ Faraday.

Loại máy phát điện một chiều

Máy phát điện một chiều kích thích riêng: Trong loại này, cuộn dây kích thích được kích thích bởi nguồn điện DC độc lập bên ngoài, chẳng hạn như pin hoặc máy phát điện DC khác.

Máy phát điện một chiều tự kích thích: Trong loại này, cuộn dây kích thích được kích thích bởi điện áp tự sinh sau khi khởi động từ từ tính còn lại. Có ba loại phụ: cuộn dây mắc nối tiếp, cuộn dây mắc song song và cuộn dây mắc phức hợp.

Máy phát điện một chiều nam châm vĩnh cửu: Trong loại này, không có cuộn dây từ, nhưng có nam châm vĩnh cửu cung cấp dòng từ thông liên tục.

Ứng dụng

• Sạc pin cho ô tô, bộ nghịch đảo và bảng năng lượng mặt trời.

• Cung cấp điện cho động cơ kéo cho ô tô điện, tàu hỏa và cần cẩu.

• Cung cấp điện cho máy hàn hồ quang, thiết bị điện phân và quá trình điện phân.

• Cung cấp điện cho các khu vực xa xôi nơi truyền tải AC không khả thi hoặc kinh tế.

• Cung cấp điện cho việc kiểm tra máy và mạch AC.

Kết luận

Máy phát điện một chiều là thiết bị quan trọng để chuyển đổi năng lượng cơ thành năng lượng điện bằng cảm ứng điện từ. Nó có nhiều thành phần, như khung, cực, cuộn dây từ, rôto, thanh chỉnh lưu, chổi than và ổ bi, làm việc cùng nhau để tạo ra dòng điện một chiều. Máy phát điện một chiều có thể được phân loại thành các loại khác nhau theo phương pháp kích thích. Máy phát điện một chiều có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như sạc pin, kéo, hàn, điện phân, điện phân và cung cấp điện cho các khu vực xa xôi.