Typy generatorów prądu stałego

Typy generatorów DC

• Generatorzy DC z magnesami trwałymi – cewki pola są wzbudzane przez magnesy trwałe

• Generatorzy DC z zewnętrznym wzbudzeniem – cewki pola są wzbudzane przez zewnętrzne źródło

• Generatorzy DC z samowzbudzeniem – cewki pola są wzbudzane przez sam generator

Generator z samowzbudzeniem

Generator DC z samowzbudzeniem używa własnego wyjścia do zasilania swoich cewek pola, które mogą być skonfigurowane jako szeregowe, równoległe lub zespolone.

Trzy typy generatorów DC z samowzbudzeniem to:

• Generatory ze zwinięciem szeregowym

• Generatory ze zwinięciem równoległym

• Generatory ze zwinięciem zespolonym

Generator DC z magnesami trwałymi 

Gdy strumień magnetyczny w obwodzie magnetycznym jest tworzony za pomocą magnesów trwałych, nazywamy to generatorem DC z magnesami trwałymi.

Składa się on z armatury i jednego lub wielu magnesów trwałych umieszczonych wokół armatury. Ten typ generatora DC nie generuje dużej mocy. Dlatego rzadko spotykany jest w zastosowaniach przemysłowych. Zwykle stosowany jest w małych aplikacjach – takich jak dynamo w motocyklach.

Generator DC z zewnętrznym wzbudzeniem

Są to generatory, których magnesy pola są wzbudzane przez zewnętrzne źródło DC, takie jak bateria.

Schemat obwodu generatora DC z zewnętrznym wzbudzeniem przedstawiony jest na poniższym rysunku. Symbole poniżej oznaczają:

Ia = prąd armatury

IL = prąd obciążenia

V = napięcie końcowe

Eg = wytworzona siła elektromotoryczna (SEM)

Generatorzy DC z samowzbudzeniem

Generatorzy DC z samowzbudzeniem: te generatory wzbudzają własne magnesy pola przy użyciu prądu, który generują. Cewki pola w tych maszynach są bezpośrednio połączone z armaturą.

Ze względu na magnetyzm residualny, w polach zawsze obecny jest jakiś strumień magnetyczny. Gdy armatura jest obracana, indukowane jest pewne SEM. Stąd powstaje pewien prąd indukowany. Ten mały prąd płynie przez cewkę pola oraz obciążenie, co wzmacnia strumień magnetyczny w polach.

Gdy strumień pola zostanie wzmocniony, powstanie większe SEM armatury, co spowoduje dalszy wzrost prądu przez pole. Ten zwiększy się prąd pola dalej podnosi SEM armatury, a ten kumulatywny proces trwa, dopóki wzbudzenie nie osiągnie nominalnej wartości.

W zależności od położenia cewek pola, generatorzy DC z samowzbudzeniem mogą być klasyfikowane jako:

• Generatory ze zwinięciem szeregowym

• Generatory ze zwinięciem równoległym

• Generatory ze zwinięciem zespolonym

Generator ze zwinięciem szeregowym

W tej konfiguracji, cewki pola są połączone szeregowo z przewodnikami armatury, co wzmacnia przepływ prądu w całym generatroze.

Cały prąd płynie przez cewki pola oraz obciążenie. Ponieważ cewka pola szeregowego przeprowadza pełny prąd obciążenia, jest zaprojektowana z relatywnie niewielką liczbą zwojów grubego drutu. Opor elektryczny cewki pola szeregowego jest więc bardzo niski (około 0,5Ω).

Oto:

Rsc = opór cewki pola szeregowego

Isc = prąd płynący przez cewkę pola szeregową

Ra = opór armatury

Ia = prąd armatury

IL = prąd obciążenia

V = napięcie końcowe

Eg = wytworzona siła elektromotoryczna

Generator DC ze zwinięciem zespolonym długim szeregowym

Generatory DC ze zwinięciem zespolonym długim szeregowym to generatory, w których cewka pola równoległa jest połączona równolegle z cewką pola szeregową i armaturą, jak pokazano na poniższym rysunku.

Dynamika zwiniecia zespolonego

 W tych generatorach dominujące pole równoległe jest wspierane przez pole szeregowe, prowadząc do tego, co nazywamy konfiguracją zespoloną kumulacyjną.

 Z drugiej strony, jeśli pole szeregowe przeciwstawia się polu równoległemu, generator nazywany jest różnicowo zwinętym.