Читать доклад по физике: "Бесколлекторный генератор постоянного тока" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Бесколлекторный генератор постоянного тока Широко известны генераторы и электродвигатели постоянного тока, якоря которых снабжены коллекторами и содержат совокупность обмоток, связанных с коллекторами. При этом якорь вращается относительно магнитного поля, создаваемого магнитной системой статора, выполненной на основе постоянных магнитов или электромагнитов. При подаче постоянного тока через коллектор к обмоткам якоря устройство работает как двигатель, а при вращении якоря от постороннего вращающего устройства (турбина, дизельный двигатель и т.д.) устройство работает как электрогенератор постоянного тока [1-2].

Принцип действия генератора основан на законе электромагнитной индукции - индуцировании электродвижущей силы в прямоугольном контуре (проволочной рамке), находящейся в однородном вращающемся магнитном поле.

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 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, и электродвижущая сила в них не образуется.

В каждой из активных сторон контура индуцируется электродвижущая сила, величина которой определяется по формулам: е1 = В l v sin ω t, е2 = В l v sin (ω t + π) = - В l v sin ω t, где е1 и е2 - мгновенные значения электродвижущих сил, индуцированных в активных сторонах контура, в вольтах; В-магнитная индукция магнитного поля в вольт-секундах на квадратный метр (Тесла); l - длина каждой из активных сторон контура в метрах; v = ω R - линейная скорость, с которой магнитные линии магнитного поля движутся по окружности радиусом R в метрах в секунду; ω - угловая скорость вращения рамки, t - время в секундах; ω t и ω t + π - углы, под которыми магнитные линии пересекают активные стороны контура. Так как электродвижущие силы, индуцированные в активных сторонах контура, действуют согласно друг с другом, то результирующая электродвижущая сила, индуцируемая в контуре, будет равна е = 2 В l v sin ω t, то есть индуцированная электродвижущая сила в контуре изменяется по синусоидальному зако-ну. При этом в реальных генераторах постоянного тока роль коллектора эквивалентна выпрямителю переменного тока с подключением к нагрузке последовательности рамок, размещаемых на якоре генератора.

При подаче постоянного тока к коллектору якоря такое устройство работает как электродвигатель постоянного тока (обращённый режим электрогенератора) [3].

Существенным недостатком известных мотор-генераторов постоянного тока является использование в них малонадёжного узла - вращающегося с якорем коллектора со щётками, скользящими по вращающейся поверхности коллектора, поскольку это приводит к искрению при переключениях тока с одной оппозитной пары ламелей кол-лектора на соседнюю по ходу вращения якоря оппозитную пару ламелей, и, как следствие этого, - к износу как щёток, так и самого коллектора, ослаблению прижима щёток к кол-лектору при износе щёток. Это снижает надёжность и срок безотказной работы известных коллекторных

Похожие работы