Генератор постоянного напряжения: устройство и принцип действия агрегата.

устройство и принцип действия агрегата.

18.05.2015 / Генератор

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.

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.

[blockquote_gray]Есть несколько методов для решения вопроса: как подключить генератор к сети дома. Можно использовать перекидной или реверсивный рубильник, или же устанавливать агрегат с автоматической системой запуска.

Как находить возможные неисправности генераторов и чинить их — подскажет подробная инструкция.[/blockquote_gray]

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. [attention type=red]Количество токосъемных секторов на коллекторе всегда в два раза больше, чем обмоток якоря.[/attention]

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.

[attention type=yellow]Также на корпусе предусматривается место для крепления токосъемных щеток. [/attention]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.

[blockquote_gray]Для выбора оптимальной температуры жала инструмента вполне возможно сделать регулятор мощности для паяльника своими руками. При этом существует несколько схем сборки, у которых есть свои преимущества и недостатки.

С принципами работы симисторов познакомит эта статья. Как на таких полупроводниках собрать регулятор мощности, можно узнать тут.[/blockquote_gray]

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). [attention type=green]Такие электрические машины применяются в том случае, если требуется ограничить ток короткого замыкания в нагрузке. Например, в мобильных сварочных агрегатах.

[/attention]
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

Высокочастотные источники питания и генераторы: Генераторы постоянного тока (DC)

Вернуться к: Высокочастотные источники питания и генераторы

Генераторы постоянного тока (DC)

Позвонить для запроса цены

Уведомить меня

Задайте вопрос по этому товару

Описание

Генераторы постоянного тока (DC)

Обеспечивают до 1000 Вт мощности и 3 кВ постоянного напряжения (DC) на выходе при подаче переменного напряжения в диапазоне от 180 В до 252 В и частотах 50/60 Гц. Идеальны для реактивного PVD напыления и нанесения твердых покрытий в промыѿленности.

Входные характеристики:

• Входное напряжение (переменный ток): 90132 В или 180252 В; 50/60 Гц.
• Входной переменный ток: 12,5 А при 115 В; 6,25 А при 230 В.

Выходные характеристики:

• Выходная мощность: 1000 Вт (непрерывно).
• Выходное напряжение: до 3 кВ (отрицательное или положительное).
• Пульсация на выходе: < 1% (по просьбе доступна более низкая величина).
• Стабилизация напряжения: 0.1%.
• Полярности: положительная, отрицательная.

Общие технические характеристики:

• Монтаж: Стандартная 19″ EIA стойка с 3,5″ передней панелью;
• Выходные разъёмы: MHV-разъём.
• Охлаждение: принудительное воздушное охлаждение.
• Окружающая температура/влажность: 0-40 0С, 10-80% влажности.
• Размеры (В x Ш x Г): 9 x 48,3 x 43,2 (см).
• Вес: 8 кг.

Современное поколение ВЧ-генераторов компании Comdel создана на основе S-технологии – новой стабилизирующей технологией, которая сильно уменьшает взаимодействие плазменной камеры и согласующей схемы с генератором. S-Технология исключает колебания или самозапирания которые могут возникнуть во время процесса отладки или при изменении условий процессов. Эта повыѿенная стабильность, уменьѿает время развития процесса, улучѿая, при этом, процесс воспроизводимости. Так как колебания могут повредить согласующую схему и ВЧ-генератор, S-технология увеличивает срок службы этих компонентов и значительно повыѿается надежность всей системы.

Традиционные ВЧ системы полагаются на согласующие устройства, которые модифицируют полное сопротивление электрической цепи для того чтобы генератор мог сохранять стабильную производительность. Эта система прекрасно работает в стабильных, хорошо понятных условиях процесса. В процессах натекания газа давление камер и уровень мощности меняются, и электрическая система, состоящая из плазмы, согласующего устройства и генератора разбалансироваться. В результате возникает флуктуация которая изменяться быстрее, чем согласующее устройство может успевать отслеживать. Эта флуктуация может повредить согласующее устройство и ВЧ-генератор, а также, привести к неправильной обработке пластины.

Заменив электрическую конфигурацию усилителей в новейших генераторах, компания Сomdel создала буферную зону между плазмой в камере и генератором. Запатентованная стабилизирующая технология Comdel снимает нагрузку с согласующей устройства, создавая при этом, наиболее стабильную и надежную плазму. Эта стабильная плазма не зависит более от конкретной электрической конфигурации цепи “генератор – плазма”. Со стабилизирующей S-технологией, вы можете рассчитывать на стабильную поставку ВЧ-мощности для лучшего процесса воспроизводимости от загрузки к загрузке и от установки к установке.

Рецензии

Еще нет отзывов об этом товаре.

Генераторы постоянного тока – Polar Power

Низкие эксплуатационные расходы и высокая надежность

• Уникальная конструкция генератора переменного тока позволяет нам вращать двигатель на низких оборотах, тем самым продлевая срок службы двигателя.
• Регулятор напряжения имеет двухступенчатую автоматическую регулировку частоты вращения двигателя. При высоких требованиях к электрической нагрузке регулятор через внешний соленоид автоматически увеличивает обороты двигателя; при малых нагрузках обороты двигателя автоматически уменьшаются.
• Генератор переменного тока Polar Power PMHH не имеет: подшипников, муфт, щеток, контактных колец и вращающихся полей. Детали генератора не изнашиваются.
• Весь блок генератора пропитан в вакууме и закален с полиэфирным покрытием. Это изолирует все металлические поверхности от коррозии. Устойчивость к соляному туману чрезвычайно высока.
• Внутри генератора отсутствуют электронные компоненты (диоды и т. д.) и электрические соединения. Внутри генератора нет ничего, что могло бы закоротить или вибрировать.
• Генератор практически невозможно повредить электрически. Выходы могут быть закорочены на несколько минут без повреждений.
• Генератор имеет термозащиту; датчик на коромысле может предупредить оператора о высокой температуре. Если не предпринимать никаких действий, регулятор автоматически снижает выходной ток, чтобы генератор мог работать с меньшим охлаждением.
• Выходной ток контролируется регулятором напряжения через датчик тока. Регулятор напряжения имеет регулируемое ограничение тока на выходе. Перегрузить генератор практически невозможно.
• Генератор Polar Power PMHH должен иметь среднее время безотказной работы более 100 000 часов. Комплект диодного моста удален от генератора переменного тока и установлен на большом радиаторе для охлаждения. Регулятор напряжения имеет защиту от молнии и перенапряжения как на входе, так и на выходе. Все электронные компоненты регулятора напряжения работают менее чем на 50 % от их номинальных значений.
• Единственным нормальным износом генератора переменного тока является истирание, вызванное циркуляцией воздуха вокруг катушки статора, и этот эффект ограничен. Генератор переменного тока Polar Power PMHH из-за его высокой эффективности не требует охлаждающего вентилятора. Воздух, перемещаемый над статором за счет роторного эффекта, имеет малую скорость. Это выгодно в песчаных и пыльных средах.
• Двигатель защищен от: перегрева, низкого давления масла, превышения скорости и избыточного запуска (во время запуска). Имеется блокировка, защищающая двигатель от срабатывания стартера при работающем двигателе.
• Двухступенчатые циклонные воздушные фильтры используются на воздухозаборнике двигателя, чтобы свести к минимуму замену картриджа с воздушной средой.
• Ротор генератора динамически сбалансирован для увеличения срока службы подшипников двигателя.
• Топливо фильтруется в соответствии со строгими стандартами для отделения воды и твердых частиц перед подачей в двигатель.
• В системе предусмотрен низкий уровень электромагнитных помех. Нет ни щеток, ни контактных колец. Катушка возбуждения изолирована от шины быстрыми диодами и емкостью. Регулятор напряжения не стробирует катушку возбуждения при включении и выключении. Пропорциональное управление снижает противоЭДС, создаваемую катушкой возбуждения. Соленоиды остановки подачи топлива и двухскоростные соленоиды ослабляются для пиков напряжения в результате включения и выключения катушки возбуждения соленоидов.

Дизель

5,5 кВт

• · Макс. непрерывная мощность: 5,5 кВт при 2900 об/мин 8 В постоянного тока)
• · 2-цилиндровый дизель , с водяным охлаждением
• · Срок службы двигателя: от 8 000 до 12 000 часов.
• · Очень легкий вес

Подробнее.

6 кВт

• · Максимальная непрерывная мощность: 6 кВт при 2900 об/мин
• · 100 А при 54 В постоянного тока (200 А при 28 В постоянного тока)
• · 2-цилиндровый дизельный двигатель с водяным охлаждением
• · Срок службы двигателя: от 1 000 до 8 000 часов.
• · Очень легкий вес

Подробнее.

6–12 кВт

• · Максимальная непрерывная мощность: 12 кВт при 3100 об/мин
• · Доступно для всех напряжений от 24 до 500 В пост. тока

  3660044 · 3-цилиндровый дизельный двигатель с водяным охлаждением

• · Срок службы двигателя: от 10 000 до 16 000 часов.
• · Очень легкий вес

Подробнее.

15 кВт

• · Макс. непрерывная мощность: 18 кВт при 2800 об/мин
• · Доступно для всех напряжений от 48 до 500 В пост. 3-цилиндровый дизельный двигатель с водяным охлаждением
• · Срок службы двигателя: от 10 000 до 16 000 часов.
• · Очень легкий вес

Подробнее.

20 кВт

• · Макс. непрерывная мощность: 20 кВт при 2900 об/мин
• · Доступно для всех напряжений от 48 до 500 В пост. 4-цилиндровый дизельный двигатель с водяным охлаждением
• · Срок службы двигателя: от 10 000 до 16 000 часов.
• · Очень легкий вес

Подробнее.

26 кВт

• · Макс. непрерывная мощность: 26 кВт при 2600 об/мин
• · Все напряжения от 48 до 500 В пост. 43 · Срок службы двигателя : от 12 000 до 20 000 часов.
• · Очень легкий вес

Подробнее.

СНГ и ПГ

6 – 15 кВт

• · Максимальная непрерывная мощность: 15 кВт при 3200 об/мин
• · Все напряжения от 24 до 500 В постоянного тока
• · 3-цилиндровый двигатель с водяным охлаждением
• · Срок службы двигателя: от 30 000 до 40 000 часов.
• · Очень легкий вес

Подробнее.

Генератор постоянного тока

Генератор постоянного тока
Следующий: Двигатель переменного тока Вверх: Магнитная индукция Предыдущий: Генератор переменного тока Наиболее распространенные электроприборы ( например , электрические лампочки и электрические нагревательные элементы) отлично работают от сети переменного тока.

Однако есть некоторые ситуации, в которых питание постоянного тока предпочтительнее. Например, небольшие электрические двигатели (, например, , те, что питают миксеры и пылесосы) очень хорошо работают на переменном токе электричество, но очень большие электродвигатели ( например , те которые питают поезда метро) обычно намного лучше работают на электричестве постоянного тока. Давайте исследовать, как можно генерировать электричество постоянного тока.

Рис. 41: Коллектор с разъемным кольцом.

Простой генератор постоянного тока состоит из тех же основных элементов, что и простой Генератор переменного тока: т.е. , многовитковая катушка, равномерно вращающаяся в магнитном поле. Основное различие между генератором постоянного тока и генератором переменного тока заключается в способом, которым вращающаяся катушка подключена к внешней цепи содержащие нагрузку.

В генераторе переменного тока оба конца катушки соединены для отдельных токосъемных колец, которые вращаются вместе с катушкой и соединены с внешний контур через проволочные щетки. Таким образом, ЭДС видимая по внешней цепи всегда такая же, как и ЭДС генерируются вокруг вращающегося катушка. В генераторе постоянного тока два конца катушки прикреплены к разным половинам. одинарного разрезного кольца, которое вращается вместе с катушкой. Разрезное кольцо подключено к внешний контур с помощью металлических щеток – см. рис. 41. Это сочетание вращающегося разрезного кольца и неподвижных металлических щеток. называется коммутатор . Цель коммутатора состоит в том, чтобы гарантировать, что ЭДС видно по внешней цепи равна ЭДС генерируются вокруг вращающегося катушки для

половина периода вращения, но равна минус этой ЭДС для другая половина (поскольку связь между внешней цепью и вращающимся катушка реверсируется коммутатором каждые полпериода вращения). положения металлических щеток можно отрегулировать таким образом, чтобы соединение между вращающаяся катушка и внешняя цепь меняются местами всякий раз, когда ЭДС генерируемое вокруг катушки проходит через ноль. В этом особом случае ЭДС, наблюдаемая во внешней цепи, просто

(218)

На рис. 42 показано построен как функция время по приведенной выше формуле. Изменение ЭДС со временем равно очень похож на генератор переменного тока, за исключением того, что всякий раз, когда генератор переменного тока будет производить отрицательную ЭДС коммутатора в генераторе постоянного тока реверсирует полярность катушки по отношению к внешней цепи, чтобы отрицательный половина сигнала переменного тока инвертируется и становится положительным. Результат – ухабистый прямая ЭДС, которая возрастает и опускается, но никогда не меняет направление. Этот тип пульсирующую ЭДС можно сгладить, используя более одной катушки, вращающейся вокруг той же оси или другими электрическими методами, чтобы дать хорошую имитацию постоянный ток от аккумулятора. генератор в автомобиле ( т.