Какая часть индукционного генератора подвижная?

По конструкции можно выделить

Какая часть индукционного генератора подвижная?

Генераторы

  • генераторы с неподвижными магнитными полюсами и вращающимся якорем;
  • генераторы с вращающимися магнитными полюсами и неподвижным статором. Получили наибольшее распространение, так как благодаря неподвижности статорной обмотки отпадает необходимость снимать с ротора большой ток высокого напряжения с использованием скользящих контактов (щёток) и контактных колец.

Подвижнаячасть генератора называется ротор,а неподвижная — статор.

Статорсобирается изотдельных железных листов, изолированных другот друга. На внутренней поверхностистатора имеются пазы, кудавкладываются провода якорнойобмотки генератора.

Роторизготавливается обычно из сплошногожелеза, полюсные наконечники магнитныхполюсов роторасобираются из листового железа.

Насердечники полюсов посажены катушкивозбуждения, питаемые постоянным током.Постоянный ток подводится с помощьющёток к контактным кольцам, расположеннымна валу генератора.

По способу возбуждения генераторы переменного тока делятся на

  • генераторы, обмотки возбуждения которых питаются постоянным током от постороннего источника электрической энергии, например от аккумуляторной батареи (генераторы с независимым возбуждением).
  • генераторы, обмотки возбуждения которых питаются от постороннего генератора постоянного тока малой мощности (возбудителя), сидящего на одном валу с обслуживаемым им генератором.
  • генераторы, обмотки возбуждения которых питаются выпрямленным током самих же генераторов (генераторы с самовозбуждением). См также бесщёточный синхронный генератор.
  • генераторы с возбуждением от постоянных магнитов.
  • Принцип действия генератора основан на законе электромагнитной индукции — индуцировании электродвижущей силы в прямоугольном контуре (проволочной рамке), находящейся в однородном вращающемся магнитном поле. Или наоборот, прямоугольный контур вращается в однородном неподвижном магнитном поле.
  • Допустим, что однородное магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом вращается вокруг своей оси в проводящем контуре (проволочной рамке) с равномерной угловой скоростью . Две равные порознь вертикальные стороны контура (см. рисунок) являются активными, так как их пересекают магнитные линии магнитного поля. Две равные порознь горизонтальные стороны контура — не активные, так как магнитные линии магнитного поля их не пересекают, магнитные линии скользят вдоль горизонтальных сторон, электродвижущая сила в них не образуется.

Генератор переменного тока

Внастоящее время имеется много различныхтипов индукционных генераторов.Но все они состоят из одних и тех нееосновных частей. Это, во-первых,электромагнит или постоянный магнит,создающий магнитное поле, и, во-вторых,обмотка, в которой индуцируетсяпеременная ЭДС -электро движущая сила (в рассмотренноймодели генератора это вращающаясярамка).

Так как ЭДС, наводимые впоследовательно соединенных витках,складываются, то амплитуда ЭДС индукциив рамке пропорциональна числу витковв ней. Она пропорциональна также амплитудепеременного магнитного потока (Фm = BS)через каждый виток.Принцип действиягенератора переменного тока следующая.Для получения большого магнитногопотока в генераторах применяют специальнуюмагнитную систему, состоящую из двухсердечников, сделанных из электротехническойстали.

Обмотки, создающие магнитноеполе, размещены в пазах одного изсердечников, а обмотки, в которыхиндуцируется ЭДС, — в пазах другого. Одиниз сердечников (обычно внутренний)вместе со своей обмоткой вращаетсявокруг горизонтальной или вертикальнойоси. Поэтому он называется ротором.Неподвижный сердечник с его обмоткойназывают статором. Зазор между сердечникамистатора и ротора делают как можно меньшимдля увеличения потока магнитнойиндукции.

В изображенной на рисункемодели генератора вращается проволочнаярамка, которая является ротором (правда,без железного сердечника). Магнитноеполе создает неподвижный постоянныймагнит. Разумеется, можно было быпоступить и наоборот: вращать магнит,а рамку оставить неподвижной.В большихпромышленных генераторах вращаетсяименно электромагнит, который являетсяротором, в то время как обмотки, в которыхнаводится ЭДС, уложены в пазах статораи остаются неподвижными.

Читайте также  Как устроен генератор автомобиля?

Дело в том, чтоподводить ток к ротору или отводить егоиз обмотки ротора во внешнюю цепьприходится при помощи скользящихконтактов. Для этого ротор снабжаетсяконтактными кольцами, присоединеннымик концам его обмотки. 

Рис.1.Структурная схема генератора переменноготока.

Неподвижныепластины — щетки — прижаты к кольцам иосуществляют связь обмотки ротора свнешней цепью. Сила тока в обмоткахэлектромагнита, создающего магнитноеполе, значительно меньше силы тока,отдаваемого генератором во внешнююцепь. Поэтому генерируемый ток удобнееснимать с неподвижных обмоток, а черезскользящие контакты подводить сравнительнослабый ток к вращающемуся электромагниту.

Этот ток вырабатываетсяотдельным генератором постоянного тока(возбудителем), расположенным на томлевее валу (В настоящее время постоянныйток в обмотку ротора чаще всего подаютиз статорной обмотки этого же генераторачерез выпрямитель). Вмаломощных генераторах магнитное полесоздается вращающимся постоянныммагнитом. В таком случае кольца и щеткивообще не нужны.

Появление ЭДС внеподвижных обмотках статора объясняетсявозникновением в них вихревогоэлектрического поля, порожденногоизменением магнитного потока привращении ротора.Современный генераторэлектрического тока — это внушительноесооружение из медных проводов, изоляционныхматериалов и стальных конструкций. Приразмерах в несколько метров важнейшиедетали генераторов изготовляются сточностью до миллиметра.

Нигде в природенет такого сочетания движущихся частей,которые могли бы порождать электрическуюэнергию столь же непрерывно и экономично.

Находясьв беспорядочном тепловом движении,часть электронов достигает поверхностиметалла. Далеко не все из них могутпересечь поверхность металла и перейтив окружающую среду. На электроны,приближающиеся к поверхности, начинаютдействовать электрические силы,втягивающих их обратно в металл. Уповерхности металла образуется дваслоя разноименных электрических зарядов,на преодоление которых электрономтратится определенная энергия.

Длявыхода же электронов за пределы металлаони должны обладать достаточным запасомкинетической энергии, еще и по преодолениюзадерживающей их в металле силы. Подобнаяработа носит название работывыхода.Она является характеристическойвеличиной, и для каждого металла онасвоя. Как уже было сказано тормозящеедействие, которое оказывает металл напокидающий его электрон, не заканчиваетсяна момент пересечения электроном границыметалла.

В результате выхода электроноказывается положительно заряженным.Отдаляясь же от металла, он перемещаетсяв тормозящем электрическом поле.

Прикомнатной температуре только немногиеэлектроны металла обладают запасомэнергии, достаточным для выхода изметалла. Поэтому в этих условиях эмиссияэлектронов практически не заметна.Увеличить число электронов, покидающихметалл, можно путем сообщения электронамдополнительной энергии или уменьшенияработы выхода из металлов. На практикеиспользуют оба эти средства.

Дополнительнаяэнергия Q сообщается электронам путемнагрева катода, что вызывает возрастаниетока электронной эмиссии (Рис.1). Еслинагреть катод (1) до температуры (ТК)равной 1100 — 2500°К, то с поверхности металлакатода начнут вылетать электроны внаправлении анода (Рис.1), имеющего болеенизкую температуру (ТА) равную 700-1100°К.Если внешняя цепь ТЭмГ замкнута, тоэлектроны с анода, через внешнюю нагрузку(R) вернутся на катод. Направленноедвижение электронов будет продолжатьсядо тех пор, пока между катодом и анодомбудет поддерживаться разность температур(ΔТ). ΔТ = ТК — ТА

Источник: https://studfile.net/preview/5336245/

Какая часть индукционного генератора подвижная — Все об электричестве

Какая часть индукционного генератора подвижная?

Генератор постоянного тока – это электрическая машина, производящая напряжение постоянной величины.

За этим вполне банальным определением кроется очень сложное устройство, являющееся практически совершенством технической мысли. Ведь с момента изобретения в конце XIX века устройство генератора постоянного тока не претерпело существенных изменений.

Никакая энергия не возникает просто так, ниоткуда. Она — всегда порождение другой силы. Это касается и электрического тока. Чтобы он возник, нужно магнитное поле, позволяющее использовать эффект электромагнитной индукции — возбуждение ЭДС во вращающемся проводнике.

Принцип работы генератора постоянного тока

Если к концам петли проводника, внутри которой вращается постоянный магнит, подключить нагрузку, то в ней потечет переменный ток. Произойдет это потому, что полюса магнита меняются местами. На этом эффекте основан принцип работы генераторов переменного тока, являющихся братьями-близнецами машин постоянного напряжения.

Читайте также  Генератор без топлива своими руками

Вся хитрость, благодаря которой получаемый ток не меняет направления, заключается в том, чтобы успевать коммутировать точки подключения нагрузки с той же скоростью, с какой вращается магнит. Осуществить эту задачу может только коллектор – особое устройство, состоящее из нескольких токопроводящих секторов, разделенных диэлектрическими пластинами. Оно закрепляется на якоре электрической машины и вращается синхронно с ним.

Съем электрической энергии с якоря осуществляется щетками – кусочками графита, имеющего высокую электропроводность и низкий коэффициент трения скольжения. В тот момент, когда токопроводящие сектора коллектора меняются местами, индуцируемая ЭДС становится нулевой, но изменить знак она не успевает, поскольку щетка передана токосъемному сектору, подключенному к другому концу проводника.

В результате, на выходе устройства получается пульсирующее напряжение одной величины. Чтобы сгладить пульсацию напряжения используется несколько якорных обмоток. Чем их больше, тем меньше броски напряжения на выходе генератора.

Количество токосъемных секторов на коллекторе всегда в два раза больше, чем обмоток якоря.

Съем генерируемого напряжения с обмотки якоря, а не статора, является коренным отличием машины постоянного тока от переменного. Это же предопределило и их существенный недостаток: потери на трение между щетками и коллектором, искрение и нагрев.

Выясняем, как устроен агрегат

Как любая электрическая машина, генератор постоянного тока состоит из якоря и статора.

Якорь собирается из стальных пластин с углублениями, в которые укладываются обмотки. Их концы подсоединяются к коллектору, состоящему из медных пластин, разделенных диэлектриком. Коллектор, якорь с обмотками и вал электрической машины после сборки становятся единым целым.

Статор генератора является одновременно и его корпусом, на внутренней поверхности которого закрепляется несколько пар постоянных или электрических магнитов. Обычно используются электрические, сердечники которых могут быть отлиты вместе с корпусом (для машин малой мощности) или набраны из металлических пластин.

Также на корпусе предусматривается место для крепления токосъемных щеток.

В зависимости от количества полюсов магнитов на статоре меняется и количество графитовых элементов. Сколько пар полюсов, столько и щеток.

Типы подключения электрических магнитов статора

Генераторы постоянного тока различаются по типу подключения электрических магнитов статора. Они могут быть:

  • с независимым возбуждением;
  • параллельным;
  • последовательным.

При независимом возбуждении электрические магниты статора подключаются к автономному источнику постоянного тока. Обычно это делается через реостат. Достоинством такой схемы является возможность регулировки генерируемой электрической мощности в широких пределах. Недостатком – необходимость иметь дополнительный источник питания.

Остальные два способа являются частными случаями самовозбуждения генератора, которое возможно при небольшом остаточном магнетизме статора. При параллельной работе генератора постоянного тока электромагниты статора питаются частью генерируемого напряжения. Это самая распространенная схема.

При последовательном возбуждении цепь электромагнитов включается последовательно с нагрузочной цепью якоря. Величина тока, протекающего по электромагнитам, существенно зависит от нагрузки генератора. Поэтому такая схема используется только для подключения тяговых двигателей постоянного тока, которые при торможении переходят в режим генерации.

Применяется и смешанная схема подключения обмотки возбуждения – параллельно-последовательная. Для этого на каждом полюсе электромагнита должно быть две изолированные обмотки (включаемая последовательно обычно состоит всего из двух–трех витков).

Такие электрические машины применяются в том случае, если требуется ограничить ток короткого замыкания в нагрузке. Например, в мобильных сварочных агрегатах.

Читайте также  Бестопливный генератор на магнитах своими руками

Наличие коллекторно-щеточного узла существенно усложняет конструкцию электрической машины. Кроме того, передача генерируемой энергии через него осуществляется с большими потерями и физическими нагрузками. Поэтому, там где это возможно, машины постоянного тока заменяют асинхронными генераторами с выпрямительным мостом. Таковы, например, все автомобильные источники электроэнергии.

Устройство и принцип работы генератора постоянного тока на видео

Источник: http://elektrik24.net/elektrooborudovanie/generator/postoyannogo-toka.html

Что такое генератор переменного тока и какие типы генераторов существуют

Любой генератор переменного тока представляет собой устройство электрического типа, предназначенное для преобразования механической энергии в электроэнергию с переменными токовыми величинами.

В большинстве современных генераторов используется традиционный принцип действия вращающегося магнитного поля.

Электрический генератор переменного тока

Выделяется пара основных видов электрических генераторов, имеющих конструкционные отличия, представленные:

  1. Устройствами, имеющими неподвижную часть в виде статора и вращающийся элемент, который представлен магнитными полюсами. Данный тип популярен у потребителей и очень активно эксплуатируется благодаря наличию неподвижной обмоточной части, не требующей снимать избыточную нагрузку электрической сети.
  2. Устройствами электрического типа, имеющими вращающийся якорь и магнитные неподвижные полюса.

Таким образом, в конструкцию генератора любого типа входят две наиболее важные части: подвижная и неподвижная, а также некоторые связующие элементы, представленные щетками и проводными соединениями.

Электрогенераторами переменного тока производится как активная энергия, так и реактивная, передающаяся и распределяемая по электросетям.

Электрические генераторы ПТ, наряду с трансформаторами, рассчитаны на определенные номинальные токовые величины и достаточное количество номинального напряжения, зависящие от конструкционных особенностей такой машины, а также типоразмеры рабочих частей и связующих элементов.

Типы генераторов переменного тока

Существует несколько типов машин или установок, предназначенных для преобразования неэлектрического вида энергии в электроэнергию.

Самые популярные виды представлены:

  • компактным преобразователем Стирлинга, имеющим линейный генератор ПТ;
  • однофазным генератором ПТ;
  • двухфазным генератором ПТ;
  • трехфазным генератором ПТ;
  • генератором ПТ на 380 Вольт без наличия двигателя;
  • стандартным генератором ПТ на 220 Вольт;
  • генератором ПТ на тиристоре;
  • синхронным генератором ПТ;
  • индукционным;
  • переносными.

Генератор переменного тока ЭГВ – 32 У1

В зависимости от конструкционных особенностей выделяются устройства, имеющие:

  1. неподвижные магнитные полюса и вращающийся якорь;
  2. вращающиеся магнитные полюса и неподвижный статор.

В зависимости от способа возбуждения:

  • с обмотками возбуждения, питающимися постоянными токовыми величинами с использованием посторонних источников электроэнергии, включая аккумуляторные батареи;
  • с обмотками возбуждения, питающимися с использованием сторонних генераторов ПТ, которые отличаются маломощными токами с одного вала;
  • с обмотками самовозбуждения, питающимися выпрямленными токовыми величинами;
  • с возбуждением, получаемым в процессе функционирования магнитных элементов постоянного типа.

В зависимости от типа соединения фазной обмотки:

  1. не обладающая практическим значением система Тесла;
  2. подсоединение типа «Звезда»;
  3. подсоединение типа «Треугольник»;
  4. подсоединение типа «Славянка».

Последний вариант сочетает в себе шесть обмоточных элементов типа «Звезда» и одну обмотку «Треугольник» на каждом статоре.

С конструктивной точки зрения могут быть выделены преобразующие энергию устройства или машины электрического типа, имеющие явно и неявно выраженные полюса.

Устройство

Конструкция и внутреннее устройство преобразователя одного вида энергии в другой может иметь существенные отличия. Самыми распространенными являются автомобильные генераторы ПТ, представленные следующими основными конструктивными элементами:

  • двухкрышечной корпусной частью со специальными вентиляционными отверстиями;
  • роторной однообмоточной электромагнитной частью, вращаемой посредством шкива в паре подшипников;
  • двумя медными кольцами и графитовыми щетками, подающими ток на роторную часть;
  • регулирующей релейной частью, отвечающей за выдачу генераторного напряжения в оптимальных пределах.

Источник: https://contur-sb.com/kakaya-chast-induktsionnogo-generatora-podvizhnaya/