Який генератор постійного струму називається генератором з паралельним збудженням?

Електрична машина постійного струму з паралельним збудженням – машина, обмотка збудження якої вмикається паралельно до обмотки якоря (рис. 5.19,б). Кеш

Що таке зовнішня характеристика генератора?

Зовнішня характеристика - це залежність напруги від величини струму навантаження при постійній швидкості обертання якоря й опорі регулювального реостата. Запустити генератор і при відключеному навантаженні встановити струм збудження IВ = 2А (при цьому U  10 В).

Як працює генератор постійного струму?

Дія генератора постійного струму ґрунтується на явищі електромагнітної індукції: збудженні змінної електрорушійної сили (ЕРС) в обвитці ротора (якоря), під час його обертання в основному магнітному полі, створюваному обвиткою збудження на полюсах.

Електричний генератор — Вікіпедія Електричний генератор — пристрій, призначений для перетворення енергії механічного руху на енергію електричного струму, здебільшого з використанням принципу електромагнітної індукції. Електричний генератор є електричною машиною з дією, протилежною роботі електродвигуна. … See more

Генератор постійного струму

Генера́тор пості́йного стру́му — електрична машина постійного струму (генератор, що виробляє напругу постійної величини), яка перетворює механічну енергію на електричну.

Дія генератора постійного струму ґрунтується на явищі електромагнітної індукції: збудженні змінної електрорушійної сили (ЕРС) в обвитці ротора (якоря), під час його обертання в основному магнітному полі, створюваному обвиткою збудження на полюсах. Обвитка ротора з'єднана з колектором (механічним перетворювачем змінної ЕРС на постійну напругу), по пластинах якого ковзають контактні щітки, які почергово приєднують обвитку до зовнішнього електричного кола. Розрізняють генератори постійного струму з незалежним збудженням (від стороннього джерела струму) та із залежним збудженням (самозбудженням), зумовленим залишковим магнетизмом у станині й полюсах. Потужність генераторів постійного струму — від кількох ват до десятків тисяч кіловат, напруга — від одиниць до сотень і тисяч вольт. ККД їх, за повного навантаження — від 0,7 (малопотужні генератори) до 0,96 — генератори великої потужності. Генератори постійного струму застосовують для живлення електродвигунів постійного струму, у зварювальних пристроях, електричних установках літаків, тепловозів, автомобілів, у пристроях автоматики (мікрогенератори постійного струму), для електролізу тощо.

Зміст

Спосіб роботи генератора постійного струму [ ред. | ред. код ]

Якщо до кінців петлі провідника, всередині якої обертається постійний магніт, приєднати навантаження, то в ній потече змінний струм. Станеться це через те, що полюси магніту міняються місцями. На цьому явищі засновано принцип роботи генераторів змінного струму, які є братами-близнюками машин постійного струму.

Вся хитрість, завдяки якій отримується струм котрий не змінює напрямку, полягає в тому, щоби встигати перемикати точки приєднання навантаження з тією ж швидкістю, з якою обертається магніт. Здійснити це завдання може тільки комутатор — особливий пристрій, котрий складається з декількох струмопровідних секторів, розділених діелектричними пластинами. Він закріплюється на якорі електричної машини і обертається синхронно з ним.

Знімання електричної енергії з якоря здійснюється щітками — здебільшого підпружиненими шматочками графіту, який має високу електропровідність і низький коефіцієнт тертя ковзання. В ту мить, коли струмопровідні сектори колектора міняються місцями, індукована ЕРС стає нульовою, але змінити знак вона не встигає, оскільки щітку вже передано струмознімальному сектору, приєднаному до іншого кінця провідника.

У підсумку, на виході пристрою виходить пульсова напруга однієї величини. Щоб згладити пульсацію напруги, використовується кілька якірних обмоток. Чим їх більше, тим менше кидки напруги на виході генератора. Кількість струмознімальних секторів на колекторі завжди вдвічі більше, ніж обмоток якоря.

Знімання виробленої напруги з обмотки якоря, а не статора, є корінною відмінністю машини постійного струму від генератора змінного струму. Це ж зумовило і їх істотну ваду: втрати на тертя між щітками і колектором, іскріння та нагрівання.

Будова [ ред. | ред. код ]

Як і будь-яка електрична машина, генератор постійного струму, складається з якоря і статора.

Якір збирається зі сталевих пластин з поглибленнями, в які вкладаються обвитки. Їх кінці приєднуються до колектора, який складається з мідних пластин, розділених діелектриком. Колектор, якір з обвитками і вал електричної машини, після складання стають єдиним цілим.

Статор генератора є одночасно і його корпусом, на внутрішній поверхні якого закріплюється кілька пар постійних або електричних магнітів. Зазвичай використовуються електричні, осердя яких можуть бути відлиті разом з корпусом (для машин малої потужності) або набрані з металевих пластин.

Також на корпусі передбачається місце для кріплення струмознімальних щіток. Залежно від кількості полюсів магнітів на статорі, змінюється і кількість графітових елементів. Скільки пар полюсів, стільки-ж і щіток.

Типи увімкнення електричних магнітів статора [ ред. | ред. код ]

Генератори постійного струму різняться за типом приєднання електричних магнітів статора. Вони можуть бути:

За незалежного збудження, електричні магніти статора приєднуються до окремого джерела постійного струму. Зазвичай це робиться крізь реостат. Перевагою такої схеми, є можливість регулювання генерованої електричної потужності в широких межах. Вадою — потреба мати додаткове джерело живлення.

Інші два способи, є окремими випадками самозбудження генератора, яке можливо за невеликого залишкового магнетизму статора. За паралельного збудження генератора постійного струму, електромагніти статора живляться частиною виробленої напруги. Це найбільш поширена схема.

У разі послідовного збудження коло електромагнітів вмикається послідовно з навантажувальним колом якоря. Величина струму, що протікає електромагнітами, істотно залежить від навантаження генератора. Тож така схема використовується тільки для увімкнення тягових двигунів постійного струму, які при гальмуванні переходять в режим генерації.

Застосовується і змішана схема приєднання обмотки збудження — паралельно-послідовна. Для цього на кожному полюсі електромагніту, повинно бути дві ізольовані обвитки (вмикаються послідовно та зазвичай, складаються всього з двох–трьох витків). Такі електричні машини застосовуються в тому разі, коли треба обмежити струм короткого замикання в навантаженні. Наприклад, у пересувних зварювальних агрегатах.

Наявність колекторно-щіткового вузла, істотно ускладнює будову електричної машини. Крім того, передавання виробленої енергії крізь нього, здійснюється з великими втратами і фізичними навантаженнями. Внаслідок цього, там де це можливо, машини постійного струму замінюють асинхронними генераторами з випрямлячем. Такими, наприклад, є всі автомобільні джерела електроенергії.

Див. також [ ред. | ред. код ]

Джерела [ ред. | ред. код ]

20.Регулювальна характеристика синхронного генератора.

Показує залежність струму збудженні від струму навантаження Із= f(Ia), при U=Uн, n, f, cosφ = const. За регулювальною характеристикою можна судити як необхідно змінювати Із при зміні навантаження,щоб підтримувати Uн.

21.Зміна напруги при навантаженні синхронного генератора.

Номінальна зміна напруги синхр.генератора назив. виражена у відсотках від номінальної напруги зміна напрузи на затискачах окремо працюючого генератора при зміні його навантаження нід номінального до нуля за умови,що частота обертання і її потік збудження залишають незміним. Її називають відсотковим підвищенням напруги

22.Векторна діаграма (Пот’є) неявнополюсного синхронного генератора з врахуванням насичення.

векторні діаграми дозволяють визначити зміну напруги при зміні навантаження,струм збудження,а також побудувати зовнішні та регулювальні характеристики.

Векторна діаграма будується на основі електричного рівняння:

При побудові діаграми відкладаємо і визначають . З характеристики НХ для під кутом 90 у бік випередження.У напрямку Іа відкладають зведену до обмотки збудження МРС якоря амплітуда 1 гармоніки МРС якоря. Ка=1/Кз- коефіцієнт реакції якоря обернений до коефіцієнта форми поля. Знаходимо МРС обмотки збудження. З характ. НХ визначають Ео і відкладають її під кутом 90 до Fз у бік відставання.

23Спрощена векторна діаграма (Пот’є) неявнополюсного синхронного генератора.

векторні діаграми дозволяють визначити зміну напруги при зміні навантаження,струм збудження,а також побудувати зовнішні та регулювальні характеристики .

Рівняння електричного стану матиме вигляд членом часто нехтують. Ео має більше значення ніж за точною діаграмою в якій враховується насичення. Кут θ між векторами U і Ео назив кутом вибігу і він зростає зі збільшенням навантаження.

24.Векторна діаграма (Блонделя) неявнополюсного синхронного генератора з врахуванням насичення.

векторні діаграми дозволяють визначити зміну напруги при зміні навантаження,струм збудження,а також побудувати зовнішні та регулювальні характеристики.

Рівняння електричного стану кола якоря При побудові діаграми відкладаємо і визначають . З ХНХ для . визначають і визначають Ео і .

25.Спрощена векторна діаграма (Блонделя) неявнополюсного синхронного генератора.

векторні діаграми дозволяють визначити зміну напруги при зміні навантаження,струм збудження,а також побудувати зовнішні та регулювальні характеристики .

Рівняння електричного стану матиме вигляд де якщо відомі опори то будуємо векторну діаграму без насичення. Вона дає можливість отримати точні результати. Недолік що вона не враховує вищих гармонік.

26.Втрати і коефіцієнт віддачі синхронного генератора.

Існують механічні втратит,втрати в сталі,в обмотках,додаткові втрати. Механічні втрати містять втрати на вентиляцію і для їх зменшення розроблена воднева і водяна система охолодження в якій охолоджуючим середовищем є вода і водень. Причинами виникнення додаткових втрат є потоки розсіювання у статорі,вищі гармоніки МРС і втрати пов’язані із зубчастістю статора і ротора. Необхідно врахувати втрати у збуднику і під збуднику,якщо вони розташовані на 1 валу.

Коефіцієнт віддачі СМ

Корисна потужність синхронного генератора визначається