Генератор индукторный принцип работы: Лабораторная работа 42

Содержание

Лабораторная работа 42

исследование
рабочих характеристик

индукторного
генератора

Рис.42.1.
Схематический вид индукторного
генератора:

1-статор;
2-ротор

1.
Цель работы

Ознакомление с
принципом работы и конструкцией
электромашинных преобразователей
частоты индукторного типа и исследование
рабочих характеристик индукторного
генератора.

2.
Необходимые теоретические сведения

Электромашинные
преобразователи частоты нашли широкое
применение в качестве источников питания
установок индукционного нагрева,
работающих на повышенно-средних частотах
0,5 – 10 кГц. Следует отметить однако, что
в последние десятилетия идет процесс
замены этих преобразователей
полупроводниковыми, в частности,
тиристорными преобразователями частоты,
обладающими целым рядом преимуществ.

Конструктивно
электромашинный преобразователь частоты
состоит из двух основных частей:
индукторного генератора и приводного
электродвигателя. В качестве приводных
двигателей могут быть как асинхронные,
так и синхронные (для мощных
преобразователей). Индукторный генератор,
как и синхронный, возбуждается постоянным
током. Однако, если у синхронных машин
обмотки возбуждения и рабочие обмотки
переменного тока перемещаются относительно
друг друга при вращении ротора, то в
индукторных машинах изменение взаимосвязи
между обмотками происходит за счет
вращения ферромагнитной массы ротора.
При этом на роторе никаких обмоток нет
или, по крайней мере, размещение их на
роторе необязательно [3].

2.1. Принцип работы индукторного генератора

Статором индукторного
генератора является его внешняя
неподвижная часть, в пазах которой
расположены обмотка переменного тока
РО и обмотка возбуждения ОВ. Обмотка
возбуждения питается постоянным током.
Внутреннюю вращающуюся часть генератора
называют ротором и ему придается зубчатая
форма, аналогичная форме ротора
обыкновенной синхронной машины
(рис.42.1). Полузакрытые пазы статора имеют
шаг, равный половине зубцового деления
ротора, то есть на каждое зубцовое
деление ротора приходится два зубцовых
деления статора.

Если по обмотке
возбуждения протекает постоянный ток,
то в магнитной цепи генератора возникнет
магнитный поток. Независимо от положения
ротора большая часть потока будет всегда
проходить через зубцы ротора, и только
незначительная часть пройдет по пазам.

Если ротор
неподвижен, то в магнитной цепи будет
существовать постоянный магнитный
поток, никакой переменной ЭДС не
возникнет.

При вращении ротора
положение его зубцов по отношению к
зубцам статора будет меняться. На
рис.42.2 показаны четыре позиции взаимного
расположения зубцовых зон ротора и
статора при вращении ротора.

Рис.42.2.
Взаимное расположение зубцовых зон
ротора и статора

при
перемещении ротора (I
– IV
позиции)

В позиции I
каждый зубец статора С1, С3 и С5 точно
находится против зубца ротора Р1, Р2, Р3,
а зубцы статора С2, С4, С6 – против впадины
на роторе. Весь магнитный поток
концентрируется в воздушном зазоре
между зубцами.

В позиции II
все зубцы статора находятся в одинаковом
положении относительно зубцов ротора.
Магнитный поток разделен равномерно
между ними.

В позиции III
ротор повернулся на один полюсный шаг
статора (зубец плюс впадина статора или
зубец плюс ½ впадины ротора). Зубцы
статора С1, С3, С5, которые имели в позиции
I
наибольшую плотность потока, сейчас
его не имеют, а зубцы С2, С4 и С6 – наоборот.

Позиция IV
повторяет позицию I.
В позиции I
и IV
проводники статорной обмотки 1, 3, 5 имеют
максимум плотности магнитного потока
в зубцах С1, С3, С5 слева, а обмотки 2, 4, 6 –
справа (по направлению вращения). В
позиции III
они меняются местами. Следовательно,
при перемещении ротора обмотки статора
пересекаются изменяющимся от максимума
до минимума магнитным потоком, и в них
возбуждается ЭДС. При этом, когда поток
в обмотках увеличивается (при переходе
витков 1, 3 и 5 из позиции I
в позицию III),
ЭДС в них возбуждается в одном направлении,
а когда исчезает – в обратном. Таким
образом, за время перемещения ротора
на один полюсный шаг (зубец плюс впадина
ротора) в каждом проводнике статорной
обмотки произойдет полный цикл изменения
напряжения. В связи с тем, что число
полюсных шагов ротора равно числу его
зубцов, частота получаемого напряжения
будет равна

,
Гц,

где
Z
– число зубцов ротора; п
– частота вращения, об/мин.

При одинаковом
числе зубцов на роторе и одинаковой
скорости вращения частота у индукторного
генератора вдвое выше, чем у обыкновенной
синхронной машины.

Бесконтактные индукторные генераторы. Принцип работы

Переменная ЭДС индуктиру­ется в неподвижных катушках фазных обмоток 3 при пересечении витков изменяющимся электромагнитным полем, которое создается вращением шестилучевой звездочки ротора 4, намагниченной одно­именными полюсами обмоткой возбуждения 5. Обмотка возбуждения намотана на стальную втулку 7, закрепленную на крышке 6 генератора так, что лучи звездочки движутся у торца катушки возбужде­ния. Обмотка возбуждения питается постоянным током через клем­мы «Ш» и «М».

Катушки с одинаковой по фазе ЭДС со­единены между собой последовательно. Фазы включены между собой в «треугольник» На автомобильных генераторах широко применяют включение фаз в «звезду»: концы всех фаз соединяют вместе в общую нулевую точ­ку, которую иногда выводят отдельным (нулевым) проводом или изо­лируют в генераторе, а начала трех фаз подводят к выпрямителю.

Выпрямление переменного тока в автотракторных генераторах осуществляется кремниевыми полупроводниковыми диодами (венти­лями). Диоды для встроенных в автотракторные генераторы выпрямите­лей выпускаются двух типов — прямой и обратной полярности. У дио­да прямой полярности (VI, V2, V3 на рисунке) катодным выводом является корпус, а анодный вывод пропущен через изолятор. Эти диоды проводят ток от анодного вывода к корпусу. У диодов обрат­ной полярности с корпусом соединен анод, а катод выведен через изолятор. Диоды обратной полярности проводят ток от корпуса к выводу. Диоды прямой и обратной полярности не взаимозаменяемы. Диоды прямой полярности (серии ВА) помечены на корпусе красной краской, а обратной полярности — черной.

Схемы трехфазного индукторного генератора

 

Рис. Схемы трехфазного индукторного генератора

Принцип работы индукторного генератора — Студопедия

Статором индукторного генератора является его внешняя неподвижная часть, в пазах которой расположены обмотка переменного тока РО и обмотка возбуждения ОВ. Обмотка возбуждения питается постоянным током. Внутреннюю вращающуюся часть генератора называют ротором и ему придается зубчатая форма, аналогичная форме ротора обыкновенной синхронной машины (рис.42.1). Полузакрытые пазы статора имеют шаг, равный половине зубцового деления ротора, то есть на каждое зубцовое деление ротора приходится два зубцовых деления статора.

Если по обмотке возбуждения протекает постоянный ток, то в магнитной цепи генератора возникнет магнитный поток. Независимо от положения ротора большая часть потока будет всегда проходить через зубцы ротора, и только незначительная часть пройдет по пазам.

Если ротор неподвижен, то в магнитной цепи будет существовать постоянный магнитный поток, никакой переменной ЭДС не возникнет.

При вращении ротора положение его зубцов по отношению к зубцам статора будет меняться. На рис.42.2 показаны четыре позиции взаимного расположения зубцовых зон ротора и статора при вращении ротора.

Рис.42.2. Взаимное расположение зубцовых зон ротора и статора

при перемещении ротора (I – IV позиции)

1. Частота ЭДС, наведенной в статорной обмотке генератора, независимо от конфигурации зубцовой зоны, определяется только числом зубцов ротора и его скоростью вращения.

2. Масса однополярных генераторов больше для одной и той же мощности, частоты и скорости вращения ротора.



3. Потокосцепление обмотки статора в большинстве исполнений изменяется только по величине, без изменения знака, хотя могут быть случаи, когда оно изменяется как по величине, так и по знаку, например, у генераторов с пульсирующим потоком.

4. Вследствие наличия массивных участков магнитной цепи переходные процессы в однополярных генераторах протекают медленнее, чем в разноименнополюсных генераторах.

5. Независимо от вида исполнения индукторные генераторы создают большой шум, что требует установки электромашинных преобразователей в отдельные помещения.

Принцип работы индукционного генератора

Если над сердечником с надетой на него катушкой будет вращаться постоянный магнит, то магнитное поле вокруг катушки будет непрерывно меняться и вследствие явление электромагнитной индукции в ней будет возникать переменный индукционный ток. На этом принципе работает индукционный генератор переменного тока, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую.

Рис. 24.6.

Схема индукционного генератора переменного тока, применяемого на велосипедах, изображена на рисунке 24.5. При вращении восьмиполюсного постоянного магнита — ротора 1 в обмотке статора 2 возникает ЭДС. Присоединенная к концам 3 и 4 обмотки, электрическая лампочка 5 находится под напряжением.

На рисунке 24.6 показан поперечный разрез промышленного генератора. Неподвижная часть генератора, т. е. статор 1, представляет собой станину, набранную из листов магнитомягкой электротехнической стали. На статоре имеется обмотка из толстого медного провода.

Вращающаяся часть генератора — ротор 2 представляет собой электромагнит, обмотка 3 которого питается от специального генератора постоянного тока — возбудителя.

При вращении ротора магнитное поле, пронизывающее обмотку статора, периодически меняется, за счет чего в ней индуцируется переменная ЭДС индукции.

На тепловых электростанциях для вращения ротора используются паровые турбины.
На гидроэлектростанциях для вращения ротора используются сравнительно тихоходные водяные турбины. Поэтому для получения переменного электрического тока частотой 50 Гц применяют генераторы с роторами, имеющими большое число пар полюсов.

Переменный ток обладает рядом свойств, аналогичных свойствам постоянного тока, однако некоторые его свойства отличны от свойств постоянного тока.

Так, протекая по проводникам, переменный ток их нагревает (как и постоянный). Это свойство используется в электронагревательных приборах и электрических лампах накаливания.

Вокруг проводников, по которым проходит переменный ток, обязательно существует магнитное поле, но оно, как и ток, переменно. У электромагнита, питаемого переменным током от сети, 50 раз в одну секунду меняется полярность концов магнитопровода (сердечника).

Нетрудно убедиться, что коллекторный двигатель с последовательным возбуждением может работать при питании его переменным током. Такие двигатели используются во многих бытовых приборах (пылесос, соковыжималка, вентилятор и др.). Действительно, при изменении полярности полюсов индуктора одновременно меняется направление тока в якоре, поэтому якорь продолжит вращение в том же направлении.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каков принцип работы индукционного генератора?
2. Какие свойства переменного тока вы знаете?
3. Каковы устройства индукционного турбо- и гидрогенератора? Объясните по рисункам.

4. Почему у ротора турбогенератора одна пара полюсов, а у гидрогенератора — много?

Термин «генерация» в электротехнику пришел из латинского языка. Он обозначает «рождение». Применительно к энергетике можно сказать, что генераторами называют технические устройства, занимающиеся выработкой электроэнергии.

При этом надо оговориться, что производить электрический ток можно за счет преобразования различных видов энергии, например:

тепловой и других.

Исторически сложилось так, что генераторами называют конструкции, которые преобразуют кинетическую энергию вращения в электричество.

По виду вырабатываемой электроэнергии генераторы бывают:

1. постоянного тока;

Принцип работы простейшего генератора

Физические законы, которые позволяют создавать современные электрические установки для выработки электроэнергии за счет преобразований механической энергии, открыты учеными Эрстедом и Фарадеем.

В конструкции любого генератора реализуется принцип электромагнитной индукции, когда происходит наводка электрического тока в замкнутой рамке за счет пересечения ее вращающимся магнитным полем, которое создается постоянными магнитами в упрощенных моделях бытового использования или обмотками возбуждения на промышленных изделиях повышенных мощностей.

При вращении рамки изменяется величина магнитного потока.

Электродвижущая сила, наводимая в витке, зависит от скорости изменения магнитного потока, пронизывающего рамку в замкнутом контуре S, и прямо пропорциональна его значению. Чем быстрее осуществляется вращение ротора, тем выше величина вырабатываемого напряжения.

Для того чтобы создать замкнутый контур и отвести с него электрический ток, потребовалось создать коллектор и щеточный узел, обеспечивающий постоянный контакт между вращающейся рамкой и стационарно расположенной частью схемы.

За счет конструкции подпружиненных щеток, прижимающихся к коллекторным пластинам, происходит передача электрического тока на выходные клеммы, а с них дальше он поступает в сеть потребителя.

Принцип работы простейшего генератора постоянного тока

При вращении рамки вокруг оси ее левая и правая половинки циклически проходят около южного или северного полюса магнитов. В них каждый раз происходит смена направлений токов на противоположное так, что у каждого полюса они протекают в одну сторону.

Для того чтобы в выходной цепи создавался постоянный ток, на коллекторном узле создано полукольцо для каждой половинки обмотки. Прилегающие к кольцу щетки снимают потенциал только своего знака: положительный или отрицательный.

Поскольку полукольцо вращающейся рамки разомкнуто, то в нем создаются моменты, когда ток достигает максимального значения или отсутствует. Чтобы поддерживать не только направление, но и постоянную величину вырабатываемого напряжения, рамку изготавливают по специально подготовленной технологии:

у нее используют не один виток, а несколько — в зависимости от величины запланированного напряжения;

число рамок не ограничивается одним экземпляром: их стараются сделать достаточным количеством для оптимального поддержания перепадов напряжения на одном уровне.

У генератора постоянного тока обмотки ротора располагают в пазах магнитопровода. Это позволяет сокращать потери наводимого электромагнитного поля.

Конструктивные особенности генераторов постоянного тока

Основными элементами устройства являются:

внешняя силовая рама;

коммутационный узел со щётками.

Корпус изготавливают из стальных сплавов или чугуна для придания механической прочности общей конструкции. Дополнительной задачей корпуса является передача магнитного потока между полюсами.

Полюса магнитов крепят к корпусу шпильками или болтами. На них монтируют обмотку.

Статор , называемый еще ярмом или остовом, изготавливают из ферромагнитных материалов. На нем размещают обмотку катушки возбуждения. Сердечник статора оснащен магнитными полюсами, образующими его магнитное силовое поле.

Ротор имеет синоним: якорь. Его магнитопровод состоит из шихтованных пластин, снижающих образование вихревых токов и повышающих КПД. В пазы сердечника заложены обмотки ротора и/или самовозбуждения.

Коммутационный узел со щетками может иметь разное количество полюсов, но оно всегда кратно двум. Материалом щеток обычно используют графит. Коллекторные пластины изготавливают из меди, как наиболее оптимального металла, подходящего по электрическим свойствам проводимости тока.

Благодаря использованию коммутатора на выходных клеммах генератора постоянного тока образуется сигнал пульсирующего вида.

Основные типы конструкций генераторов постоянного тока

По типу питания обмотки возбуждения различают устройства:

1. с самовозбуждением;

2. работающие на основе независимого включения.

Первые изделия могут:

использовать постоянные магниты;

или работать от внешних источников, например, аккумуляторных батарей, ветряной установки…

Генераторы с независимым включением работают от собственной обмотки, которая может быть подключена:

шунтами или параллельным возбуждением.

Один из вариантов подобного подключения показан на схеме.

Примером генератора постоянного тока может служить конструкция, которая раньше часто применялась на автомобильной технике. Ее устройство такое же, как у асинхронного двигателя.

Подобные коллекторные конструкции способны работать в режиме двигателя или генератора одновременно. За счет этого они получили распространение в существующих гибридных автомобилях.

Процесс образования якорной реакции

Она возникает в режиме холостого хода при неправильной настройке усилия прижатия щеток, создающее неоптимальный режим их трения. Это может привести к снижению магнитных полей или возникновению пожара из-за повышенного образования искр.

Способами ее снижения являются:

компенсации магнитных полей за счет подключения дополнительных полюсов;

настройка сдвига положения коллекторных щеток.

Преимущества генераторов постоянного тока

отсутствие потерь на гистерезис и образование вихревых токов;

работа в экстремальных условиях;

пониженный вес и маленькие габариты.

Принцип работы простейшего генератора переменного тока

Внутри этой конструкции используются все те же детали, что и у предыдущего аналога:

коллекторный узел со щетками для отвода тока.

Основное отличие заключается в устройстве коллекторного узла, который создан так, что при вращении рамки через щетки постоянно создается контакт со своей половинкой рамки без циклической смены их положения.

За счет этого ток, сменяющийся по законам гармоники в каждой половинке, полностью без изменений передается на щетки и далее через них в схему потребителя.

Естественно, что рамка создана намоткой не из одного витка, а рассчитанного их количества для достижения оптимального напряжения.

Таким образом, принцип работы генераторов постоянного и переменного тока общий, а отличия конструкции заключаются в изготовлении:

коллекторного узла вращающегося ротора;

конфигурации обмоток на роторе.

Конструктивные особенности промышленных генераторов переменного тока

Рассмотрим основные части промышленного индукционного генератора, у которого ротор получает вращательное движение от рядом расположенной турбины. В конструкцию статора включен электромагнит (хотя магнитное поле может создаваться набором постоянных магнитов) и обмотка ротора с определённым числом витков.

Внутри каждого витка индуктируется электродвижущая сила, которая последовательно складывается в каждом из них и образует на выходных зажимах суммарное значение напряжения, выдаваемого на схему питания подключенных потребителей.

Чтобы повысить на выходе генератора амплитуду ЭДС используют специальную конструкцию магнитной системы, выполненную из двух магнитопроводов за счет применения специальных сортов электротехнической стали в виде шихтованных пластин с пазами. Внутри их смонтированы обмотки.

В корпусе генератора расположен сердечник статора с пазами для размещения обмотки, создающей магнитное поле.

Вращающийся на подшипниках ротор тоже имеет магнитопровод с пазами, внутри которых смонтирована обмотка, получающая индуцируемую ЭДС. Обычно для размещения оси вращения выбирается горизонтальное направление, хотя, встречаются конструкции генераторов с вертикальным расположением и соответствующей конструкцией подшипников.

Между статором и ротором всегда создается зазор, необходимый для обеспечения вращения и исключения заклинивания. Но, в то же время в нем происходит потеря энергии магнитной индукции. Поэтому его стараются делать минимально возможным, оптимально учитывая оба этих требования.

Расположенный на одном валу с ротором возбудитель является электрогенератором постоянного тока, обладающим относительно небольшой мощностью. Его назначение: питать электроэнергией обмотки силового генератора в состоянии независимого возбуждения.

Подобные возбудители применяют чаще всего с конструкциями турбинных или гидравлических электрогенераторов при создании основного либо резервного способа возбуждения.

На картинке промышленного генератора показано расположение коллекторных колец и щеток для съема токов с конструкции вращающегося ротора. Этот узел при работе испытывает постоянные механические и электрические нагрузки. Для их преодоления создается сложная конструкция, которая при эксплуатации требует периодических осмотров и выполнения профилактических мероприятий.

Чтобы снизить создаваемые эксплуатационные затраты применяется другая, альтернативная технология, при которой тоже используется взаимодействие между вращающимися электромагнитными полями. Только на роторе располагают постоянные или электрические магниты, а напряжение снимают со стационарно расположенной обмотки.

При создании подобной схемы такую конструкцию могут называть термином «альтернатор». Она применяется в синхронных генераторах: высокочастотных, автомобильных, на тепловозах и судах, установках электрических станций энергетики для производства электроэнергии.

Особенности синхронных генераторов

Название и отличительный признак действия заключен в создании жесткой связи между частотой переменной электродвижущей силы, наводимой в статорной обмотке «f» и вращением ротора.

В статоре вмонтирована трехфазная обмотка, а на роторе — электромагнит с сердечником и обмоткой возбуждения, запитанной от цепей постоянного тока через щеточный коллекторный узел.

Ротор приводится во вращение от источника механической энергии — приводного двигателя с одинаковой скоростью. Его магнитное поле совершает такое же движение.

В обмотках статора наводятся одинаковые по величине, но сдвинутые на 120 градусов по направлению электродвижущие силы, создающие трехфазную симметричную систему.

При подключении на концы обмоток цепей потребителей в схеме начинают действовать токи фаз, которые образуют магнитное поле, вращающееся точно так же: синхронно.

Форма выходного сигнала наводимой ЭДС зависит только от закона распределения вектора магнитной индукции внутри зазора между полюсами ротора и пластинами статора. Поэтому добиваются создания такой конструкции, когда величина индукции меняется по синусоидальному закону.

Когда зазор имеет постоянную характеристику, то вектор магнитной индукции внутри зазора создается по форме трапеции, как показано на графике линий 1.

Если же форму краев на полюсах исправить на косоугольную с изменением зазора до максимального значения, то можно добиться синусоидальной формы распределения, как показано линией 2. Этим приемом и пользуются на практике.

Схемы возбуждения синхронных генераторов

Магнитодвижущая сила, возникающая на обмотке возбуждения «ОВ» ротора, создает его магнитное поле. Для этого существуют разные конструкции возбудителей постоянного тока, основанные на:

1. контактном методе;

2. бесконтактном способе.

В первом случае используется отдельный генератор, называемый возбудителем «В». Его обмотка возбуждения питается от дополнительного генератора по принципу параллельного возбуждения, именуемого подвозбудителем «ПВ».

Все роторы размещаются на общем валу. За счет этого они вращаются совершенно одинаково. Реостаты r1 и r2 служат для регулирования токов в схемах возбудителя и подвозбудителя.

При бесконтактном способе отсутствуют контактные кольца ротора. Прямо на нем монтируют трехфазную обмотку возбудителя. Она синхронно вращается с ротором и передает через совместно вращающийся выпрямитель электрический постоянный ток непосредственно на обмотку возбудителя «В».

Разновидностями бесконтактной схемы являются:

1. система самовозбуждения от собственной обмотки статора;

2. автоматизированная схема.

При первом методе напряжение от обмоток статора поступает на понижающий трансформатор, а затем — полупроводниковый выпрямитель «ПП», вырабатывающий постоянный ток.

У этого способа первоначальное возбуждение создается за счет явления остаточного магнетизма.

Автоматическая схема создания самовозбуждения включает использование:

трансформатора напряжения ТН;

автоматизированного регулятора возбуждения АВР;

трансформатора тока ТТ;

выпрямительного трансформатора ВТ;

тиристорного преобразователя ТП;

блока защиты БЗ.

Особенности асинхронных генераторов

Принципиальное отличие этих конструкций состоит в отсутствие жесткой связи между частотами вращения ротора (nr) и индуцируемой в обмотке ЭДС (n). Между ними всегда существует разница, которую называют «скольжением». Ее обозначают латинской буквой «S» и выражают формулой S=(n-nr)/n.

При подключении нагрузки на генератор создается тормозной момент для вращения ротора. Он влияет на частоту вырабатываемой ЭДС, создает отрицательное скольжение.

Конструкцию ротора у асинхронных генераторов изготавливают:

Асинхронные генераторы могут иметь:

1. независимое возбуждение;

В первом случае используется внешний источник переменного напряжения, а во втором — полупроводниковые преобразователи или конденсаторы в первичной, вторичной или обоих видах схем.

Таким образом, генераторы переменного и постоянного тока имеют много общих черт в принципах построения, но отличаются конструктивным исполнением определённых элементов.

Индукционный генератор переменного тока. В индукционных генераторах переменного тока механическая энергия превращается в электрическую. Индукционный генератор состоит из двух частей: подвижной, которая называется ротором, и неподвижной, которая называется статором. Действие генератора основано на явлении электромагнитной индукции. Индукционные генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении. В настоящее время имеется много типов индукционных генераторов, но все они состоят из одних и тех же основных частей. Это, во-первых, электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и, во-вторых, обмотка, состоящая из последовательно соединенных витков, в которых индуцируется переменная электродвижущая сила. Так как электродвижущие силы, наводимые в последовательно соединенных витках, складываются, то амплитуда электродвижущей силы индукции в обмотке пропорциональна числу витков в ней.

Рис. 6.9

Число силовых линий, пронизывающих каждый виток, непрерывно меняется от максимального значения, когда он расположен поперек поля, до нуля, когда силовые линии скользят вдоль витка. В результате при вращении витка между полюсами магнита через каждые пол-оборота направление тока меняется на противоположное, и в витке появляется переменный ток. Во внешнюю цепь ток отводится при помощи скользящих контактов. Для этого на оси обмотки укреплены контактные кольца, присоединенные к концам обмотки. Неподвижные пластины – щетки – прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки с внешней цепью (рис. 6.9).

Пусть виток провода вpащается в одноpодном магнитном поле с постоянной угловой скоpостью . Магнитный поток, пронизывающий виток, меняется по закону , здесь S – площадь витка. Согласно закону Фаpадея в обмотке наводится электродвижущая сила индукции, которая опpеделяется следующим обpазом:

,

где N – число витков в обмотке. Таким образом, электродвижущая сила индукции в обмотке изменяется по синусоидальному закону и пpопоpциональна числу витков в обмотке и частоте вpащения.

В опыте с вращающейся обмоткой статором является магнит и контакты, между которыми помещена обмотка. В больших промышленных генераторах вращается электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых наводится электродвижущая сила, уложены в пазах статора и остаются неподвижными. На тепловых электростанциях для вращения ротора используются паровые турбины. Турбины, в свою очередь, приводятся во вращение струями водяного пара, полученного в огромных паровых котлах за счет сжигания угля или газа (теплоэлектростанции) или распада вещества (атомные электростанции). На гидроэлектростанциях для вращения ротора используются водяные турбины, которые вращаются водой, падающей с большой высоты.

Электрогенераторы играют важнейшую роль в развитии нашей технологической цивилизации, поскольку позволяют получать энергию в одном месте, а использовать ее в другом. Паровая машина, например, может преобразовывать энергию сгорания угля в полезную работу, но использовать эту энергию можно только там, где установлены угольная топка и паровой котел. Электростанция же может размещаться весьма далеко от потребителей электроэнергии – и, тем не менее, снабжать ею заводы, дома и т.п.

Рассказывают (скорее всего, это всего лишь красивая сказка), будто Фарадей демонстрировал прототип электрогенератора Джону Пилу, канцлеру казначейства Великобритании, и тот спросил ученого: «Хорошо, мистер Фарадей, все это очень интересно, а какой от всего этого толк?».

«Какой толк? – якобы удивился Фарадей. – Да вы знаете, сэр, сколько налогов эта штука со временем будет приносить в казну?!»

Трансформатор.

Трансформатор. Электродвижущая сила мощных генераторов электростанций велика, между тем практическое использование электроэнергии требует чаще всего не очень высоких напряжений, а передача энергии, наоборот, очень высоких.

Для уменьшения потерь на нагревание проводов необходимо уменьшить силу тока в линии передачи, и, следовательно, для сохранения мощности увеличить напряжение. Напряжение, вырабатываемое генераторами (обычно около 20 кВ), повышают до напряжения 75 кВ, 500 кВ и даже до напряжения 1,15 МВ, в зависимости от длины линии электропередачи. Повышая напряжение с 20 до 500 кВ, то есть в 25 раз, уменьшают потери в линии в 625 раз.

Преобразование переменного тока определенной частоты, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потери мощности, осуществляется электромагнитным устройством, не имеющим подвижных частей – электрическим трансформатором. Трансформатор – важный элемент многих электрических приборов и механизмов. Зарядные устройства и игрушечные железные дороги, радиоприемники и телевизоры – всюду трудятся трансформаторы, которые понижают или повышают напряжение. Среди них встречаются как совсем крошечные, не более горошины, так и настоящие колоссы массой в сотни тонн и более.

Рис. 6.10

Трансформатор состоит из магнитопровода, представляющего собой набор пластин, которые обычно изготавливаются из ферромагнитного материала (рис. 6.10). На магнитопроводе располагаются две обмотки – первичная и вторичная. Та из обмоток, которая подключается к источнику переменного напряжения, называется первичной, а та, к которой присоединяют «нагрузку», то есть приборы, потребляющие электроэнергию, называется вторичной. Ферромагнетик увеличивает количество силовых линий магнитного поля приблизительно в 10 000 раз и локализует поток магнитной индукции внутри себя, благодаря чему обмотки трансформатора могут быть пространственно разделены и все же остаются индуктивно связанными.

Действие трансформатора основано на явлениях взаимной индукции и самоиндукции. Индукция между первичной и вторичной обмоткой взаимна, то есть ток, протекающий во вторичной обмотке, индуцирует электродвижущую силу в первичной, точно так же, как первичная обмотка индуцирует электродвижущую силу во вторичной. Более того, поскольку витки первичной обмотки охватывают собственные силовые линии, в них самих возникает электродвижущая сила самоиндукции. Электродвижущая сила самоиндукции наблюдается также и во вторичной обмотке.

Пусть первичная обмотка подсоединяется к источнику переменного тока с электродвижущей силой , поэтому в ней возникает переменный ток , создающий в магнитопроводе трансформатора переменный магнитный поток ?, который сосредотачивается внутри магнитного сердечника и пронизывает все витки первичной и вторичной обмоток.

При отсутствии внешней нагpузки выделяемая в тpансфоpматоpе мощность близка к нулю, то есть близка к нулю сила тока. Применим к первичной цепи закон Ома: сумма электродвижущей силы индукции и напряжения в цепи равна произведению силы тока на сопротивление. Полагая , можно записать: , следовательно, , где Ф – поток пронизывающий каждый виток первичной катушки. В идеальном трансформаторе все силовые линии проходят через все витки обеих обмоток, и поскольку изменяющееся магнитное поле порождает одну и ту же электродвижущую силу в каждом витке, то суммарная электродвижущая сила, индуцируемая в обмотке, пропорциональна полному числу ее витков. Следовательно, .

Коэффициент трансформации напряжения равен отношению напpяжения во вторичной цепи к напряжению в первичной цепи. Для амплитудных значений напряжений на обмотках можно записать:

.

Таким образом, коэффициент трансформации определяется как отношение числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки. Если коэффициент , трансформатор будет повышающим, а если – понижающим.

Написанные выше соотношения, строго говоря, применимы только к идеальному трансформатору, в котором нет рассеяния магнитного потока и отсутствуют потери энергии на джоулево тепло. Эти потери могут быть связаны с наличием активного сопротивления самих обмоток и возникновением индукционных токов (токов Фуко) в сердечнике.

Токи Фуко.

Токи Фуко. Индукционные токи могут возникать также в сплошных массивных проводниках. При этом замкнутая цепь индукционного тока образуется в толще самого проводника при его движении в магнитном поле или под влиянием переменного магнитного поля. Эти токи названы по имени французского физика Ж.Б.Л. Фуко, который в 1855 г. обнаружил нагревание ферромагнитных сердечников электрических машин и других металлических тел в переменном магнитном поле и объяснил этот эффект возбуждением индукционных токов. Эти токи в настоящее время называются вихревыми токами или токами Фуко.

Если железный сердечник находится в переменном магнитном поле, то в нем под действием индукционного электрического поля наводятся внутренние вихревые токи – токи Фуко, ведущие к его нагреванию. Так как электродвижущая сила индукции всегда пропорциональна частоте колебаний магнитного поля, а сопротивление массивных проводников мало, то при высокой частоте в проводниках будет выделяться, согласно закону Джоуля–Ленца, большое количество тепла.

Во многих случаях токи Фуко бывают нежелательными, поэтому приходится принимать специальные меры для их уменьшения. В частности, эти токи вызывают нагревание ферромагнитных сердечников трансформаторов и металлических частей электрических машин. Для снижения потерь электрической энергии из-за возникновения вихревых токов сердечники трансформаторов изготавливают не из сплошного куска ферромагнетика, а из отдельных металлических пластин, изолированных друг от друга диэлектрической прослойкой.

Рис. 6.11

Вихревые токи широко используются для плавки металлов в так называемых индукционных печах (рис. 6.11), для нагревания и плавления металлических заготовок, получения особо чистых сплавов и соединений металлов. Для этого металлическую заготовку помещают в индукционную печь (соленоид, по которому пропускают переменный ток). Тогда, согласно закону электромагнитной индукции, внутри металла возникают индукционные токи, которые разогревают металл и могут его расплавить. Создавая в печи вакуум и применяя левитационный нагрев (в этом случае силы электромагнитного поля не только разогревают металл, но и удерживают его в подвешенном состоянии вне контакта с поверхностью камеры), получают особо чистые металлы и сплавы.

Индукторный генератор — это… Что такое Индукторный генератор?



Индукторный генератор
        электрическая машина переменного тока, у которой изменение магнитного потока, пронизывающего обмотки статора, вызывается перемещением ферромагнитного зубчатого ротора. Поток возбуждения создаётся обмоткой, питаемой постоянным током. Обмотка возбуждения и рабочая обмотка неподвижно располагаются на статоре. Различают И. г. с пульсирующим полем, в которых магнитное поле, изменяясь по величине (пульсируя), не меняет своей полярности, и генераторы, в которых магнитное поле меняется и по величине, и по направлению. И. г. первого типа выполняются как однофазными, так и трёхфазными; частота генерируемого тока достигает 10 кгц. И. г. второго типа выполняются только однофазными; частота от 10 до 20 кгц. И. г. всегда спарен с приводным двигателем и применяется главным образом для преобразования частоты электрического тока (см. также Генератор повышенной частоты).

        

         Лит.: Шаров В. С., Электромашинные индукторные генераторы, М.—Л., 1961; Алексеева М. М., Машинные генераторы повышенной частоты, Л., 1967.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
1969—1978.

  • Индуктор телефонный
  • Индукторы

Смотреть что такое «Индукторный генератор» в других словарях:

  • индукторный генератор — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN inductor generatorinductor alternator …   Справочник технического переводчика

  • индукторный генератор — Синхронный генератор, у которого нормальная составляющая магнитной индукции в каждой точке активной поверхности якоря меняется только по величине, не меняя знака …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • Генератор повышенной частоты —         электромашинный, электрическая машина, преимущественно однофазная, генерирующая ток в диапазоне частот от 100 до 10000 гц (иногда выше) и применяющаяся главным образом в качестве источника питания установок индукционного нагрева металлов …   Большая советская энциклопедия

  • ИНДУКТОРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА — синхронная электрическая машина, у к рой обмотки якоря и возбуждения расположены на статоре; ротор имеет ряд равномерно располож. по окружности выступов без обмотки. Индукторный генератор И. э. м. для генерирования одно или многофазного перем.… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Микроэлектромашина —         электрическая машина мощностью от долей вт до нескольких сотен вт, с частотой вращения вала (ротора) до 30 000 об/мин. Различают М. постоянного и переменного тока и универсальные. М. могут иметь различное конструктивное исполнение в… …   Большая советская энциклопедия

  • ГИ- — генератор индукторный в маркировке Источник: http://www.ssep.ru/product/3/ Пример использования ГИ 160 6 …   Словарь сокращений и аббревиатур

Индукторные машины

§ 7.4. ИНДУКТОРНЫЕ МАШИНЫ

Генераторы. В индукторных машинах используют принцип генерирования переменного тока, основанный на действии зубцовых гармонических. На статоре индукторного генератора (рис. 7.8) расположены обмотка возбуждения и обмотка якоря, в которой индуцируется переменная ЭДС. Обмотка возбуждения питается постоянным током и создает неподвижное относительно статора магнитное поле. Роторы индукторных генераторов всех типов выполняют без обмоток с большим количеством зубцов. Отсутствие обмотки возбуждения на роторе, а следовательно, и скользящих контактов для подвода к ней тока, существенно повышает надежность индукторных генераторов по сравнению с синхронными генераторами нормального исполнения. Кроме того, индукторные генераторы позволяют получать токи повышенной частоты (400 — 30 000 Гц), а в синхронных генераторах нормального исполнения, частота которых f1 = рn2/60, это затруднительно (увеличение частоты вращения их ротора ограничено его механической прочностью, а значительное увеличение числа полюсов 2р невозможно по условиям размещения обмоток),

В зависимости от расположения обмотки возбуждения индукторные генераторы подразделяют на генераторы с радиальным и осевым возбуждением. При радиальном возбуждении (рис. 7.8, а) обмотка возбуждения создает магнитный поток Фв , проходящий через статор и ротор в радиальном направлении (см. штриховые линии). Обмотка якоря расположена в малых пазах пакета статора, а обмотка возбуждения — в больших пазах. При осевом возбуждении (рис. 7.8, б) магнитный поток Фв замыкается в осевом направлении через ротор (см. штриховую   линию).   Обмотка   якоря   расположена  в   пазах


Рис.  7.8. Устройство индукторного генератора с радиальным и осевым возбуждением: 1 — ротор; 2 — пакет статора; 3 — корпус; 4 — обмотка якоря; 5 — обмотка   возбуждения;   6 —полюсы   статора;   7 — подшипниковый щит; 8 — втулка ротора



Рис. 7.9. Кривые распределения индукции вдоль окружности якоря
в индукторной машине при отсутствии (а) и наличии (б) полюсных
выступов на статоре:
1 — статор; 2 — ротор

сердечника статора, а обмотка возбуждения охватывает втулку ротора. В некоторых конструкциях индукторных машин вместо обмотки возбуждения применяют постоянные магниты, потоки которых замыкаются в радиальном или осевом направлении. Зубчатый ротор индукторного генератора создает в различных точках воздушного зазора магнитное сопротивление, которое зависит от того, что находится под рассматриваемой точкой зазора — зубец или паз ротора. В результате индукция в зазоре распределяется вдоль окружности якоря по кривой (рис. 7.9, а), которая кроме постоянной составляющей Вср содержит еще и переменную составляющую, изменяющуюся от Вmin до Вmax . Зубцам ротора придают такую форму, чтобы переменная составляющая индукции в воздушном зазоре приближалась к синусоидальной. Каждому зубцовому делению ротора соответствует один период изменения индукции от Bmin до Вmax , вследствие чего результирующее магнитное поле машины можно рассматривать как сумму двух полей — постоянного, создаваемого обмоткой возбуждения, и синусоидального с числом полюсов, равным числу зубцов ротора. При вращении ротора постоянное магнитное поле остается неподвижным, а переменное перемещается вместе с зубцами ротора, индуцируя В проводниках обмотки якоря ЭДС, изменяющуюся с частотой f1 = z2n2/60, где z2 — число зубцов ротора,

(7.6)


Е = 4,44f1wа ko6 a Фпm ,

где Фпт = 0,5 (Фп mах — Фп min )- амплитуда переменной составляющей магнитного потока одного полюса.

В обмотке возбуждения переменная ЭДС практически не наводится, так как поток, сцепленный с ней, не изменяется. Если на статоре имеются полюсные выступы, то кривая распределения индукции приобретает более сложную форму (рис. 7.9,б). Но и в этом случае первая гармоническая ее индуцирует в обмотке якоря ЭДС, частота изменения которой пропорциональна числу зубцов z2 ротора.

Обмотку якоря в индукторных генераторах обычно выполняют с шагом, приблизительно равным зубцовому делению ротора; в этом случае ЭДС, индуцированные в двух сторонах каждой катушки, складываются арифметически. Однако в некоторых конструкциях применяют обмотки с шагом, равным нескольким зубцовым делениям. Отдельные катушки обмотки якоря могут соединяться между собой по различным схемам и образовывать различное число фаз в зависимости от числа и шага зубцов ротора.

В трехфазном индукторном генераторе (рис. 7.10) каждой фазе обмотки якоря соответствует одна пара полюсов статора. Обмотка возбуждения создает двухполюсное магнитное поле, т. е. каждый полюс, образованный этой обмоткой, состоит из трех полюсов статора (расщеплен на три части). Зубцы соседних полюсов статора смещены относительно зубцов ротора на 1/6 зубцового деления, поэтому максимум магнитного потока перемещается от одного полюса к другому при повороте ротора на 1/6 зубцового деления. При вращении ротора в



Рис. 7.10. Электромагнитная схема трехфазного индукторного генератора: 1 —1′, 2—2′, 3—3′ — полюсы; 4 — обмотка якоря; 5 — ротор; 6 — обмотка возбуждения

каждой фазе обмотки якоря индуцируется ЭДС с той же частотой f1 , что и в одной фазной машине, но ЭДС соседних фаз сдвинуты во времени на 120°.

Индукторные генераторы имеют более низкий КПД (0,4—0,5), чем синхронные генераторы нормального исполнения; это объясняется значительным увеличением добавочных потерь мощности в стали сердечника и обмотке якоря из-за высокой частоты перемагничивания.

Двигатели. Трех- и двух­фазные индукторные машины широко применяют не только в качестве генераторов, но и в качестве двигателей. Синхронная частота вращения их
n2 = 60f1/z2 , частота вращения магнитного поля статора n1 = 60f1/p. Отношение

называют коэффициентом редукции; он показывает, во сколько раз частота вращения ротора меньше частоты вращения магнитного поля, поэтому индукторные двигатели часто называют редукторными. Редукторные двигатели могут быть трех типов: с электромагнитным возбуждением (на статоре или роторе), с постоянными магнитами или без возбуждения (реактивные). В зависимости от расположения обмотки возбуждения или постоянных магнитов различают двигатели с осевым и радиальным возбуждением.
Принцип действия реактивного индукторного двигателя можно рассмотреть на примере схемы трехфазной индукторной машины (рис. 7.10), полагая, что ее обмотка возбуждения разомкнута. В исходный момент времени ось магнитного потока совпадает с осью полюсов 2-2′, и ротор расположен так, что магнитное сопротивление для потока, замыкающегося по этой оси, является минимальным. Когда ось вращающегося магнитного потока поворачивается и совпадает с осью полюсов 3-3′, на зубцы, расположенные под этими полюсами действует реактивный момент (см. § 7.3). При этом ротор поворачивается на 1/3 зубцового деления против направления вращения поля так, что зубцы на роторе встают против зубцов на


Рис. 7.11.  Устройство редукторного реактивного


двигателя: 1 — пакет статора; 2 — обмотка якоря; 3 — полюсы статора; 4 — ротор

полюсах 3-3′. При дальнейшем вращении магнитного поля происходит вращение ротора, но повороту поля на половину окружности якоря 0,5πDa соответствует поворот ротора всего на одно зубцовое деление πDa /z2. Таким образом, коэффициент редукции

(7.8)

kред = 0,5πDa z2 /(πDa ) = 0,5z2 .

В общем случае частота вращения ротора

(7.9)

п2 = п1 /kред = 2•60f1 /(рz2 ).

Обычно 2р = 2 и частота вращения ротора

На рис. 7.11 показана другая разновидность редукторного реактивного двигателя, в котором на статоре нет гребенчатых выступов, а имеются пазы, число которых больше или меньше числа пазов ротора, т. е. зубцовые деления статора и ротора различны. Вращающий момент в таком двигателе возникает по тем же причинам, что и в рассмотренном выше двигателе (см. рис. 7.10). Ротор в редукторном двигателе может вращаться как по направлению, так и против направления вращения магнитного поля статора. Это зависит от соотношения зубцовых делений статора и ротора.

Пуск редукторных двигателей осуществляется с помощью короткозамкнутой обмотки, расположенной на роторе. Если частота вращения низка, а ротор имеет малый момент инерции, то он может втягиваться в синхронизм непосредственно, без каких-либо пусковых приспособлений. Таким способом запускаются двигатели, у которых ротор вращается в сторону, противоположную направлению вращения магнитного поля.

Лабораторная работа № 4 Устройство вентильного генератора индукторного типа.

1.Цель работы.

Изучение устройства
и принципа работы вентильного генератора
индукторного типа.

2.Краткие
сведения.

Существенным
недостатком вентильных генераторов с
клювообразным ротором является наличие
контактного узла, состоящего из
электрощеток и колец, через которые к
вращающейся обмотке возбуждения
подводится ток. Этот узел подвержен
изнашиванию. Пыль, грязь, топливо, масло
и вода, попадая на контактный узел быстро
выводят его из строя. Специальная защита
контактного узла от загрязнения
кардинально не решает проблему и
существенно усложняет конструкцию
генератора. Поэтому более долговечными
являются бесщеточные вентильные
генераторы индукторного типа (рис.
8). Под индукторным генератором понимают
электрическую машину, у которой магнитная
индукция на поверхности статора
изменяется только по величине без
изменения знака.

Рисунок
8. Устройство бесщеточного вентильного
индукторного генератора:

1 – индуктор; 2 – обмотка возбуждения;
3 — ротор; 4 – задняя крышка; 5 – сердечник;
6 – обмотка статора; 7 – передняя крышка
– магнитопровод; 8 – постоянные магниты
в пазах звездочки ротора.

Неподвижная обмотка
возбуждения генератора располагается
на втулке индуктора и крепится к стальной
передней крышке, являющейся магнитопроводом.
Ротор генератора представляет собой
многолучевую стальную звездочку, надетую
на вал. Статор по конструкции, в принципе,
не отличается от статора щеточного
генератора.

15

В трехфазных
индукторных генераторах статор имеет
9 зубцов с обмотками, в пятифазных – 10.
Звездочка ротора снабжена шестью
зубцами, поэтому частота переменного
тока этих генераторов так же в 10 раз
меньше частоты вращения ротора. При
подведении тока к обмотке возбуждения,
магнитный поток замыкается по стальной
крышке, втулке индуктора, магнитопроводам
ротора и статора. Магнитный поток,
проходящий из ротора в статор через
стальные зубцы звездочки велик, а в
промежутках между зубцами мал, так как
проходит в основном по воздуху,
оказывающему прохождению магнитного
потока значительно большее сопротивление,
чем сталь. При вращении ротора напротив
зубца статора устанавливается то зубец
ротора, то впадина между его зубцами.
При этом меняется воздушный зазор между
статором и ротором, а следовательно, и
магнитная проводимость Gδ
(Gδ
– магнитная проводимость воздушного
зазора между статором и ротором). Если
оси зубцов статора и ротора совпадают,
то величина магнитной проводимости
максимальна и магнитный поток в зубцах
статора достигает своей максимальной
величины Фmax.
При повороте ротора на 180 эл. градусов
ось зубца статора совпадает с осью
впадины ротора и магнитный поток
минимален. Следовательно, при вращении
ротора магнитный поток в зубцах статора
изменяется от своей максимальной
величины Фmax
до минимальной Фmin
как это показано на рис. 9. При этом он
имеет постоянную составляющую Ф0
и переменную составляющую Ф~. Постоянная
составляющая магнитного потока не
участвует в наведении ЭДС в катушках
статора, но загружает магнитопровод.

В современных
конструкциях индукторных генераторов
во впадины ротора устанавливают
постоянные магниты. Это заставляет
минимальную величину магнитного потока
Фmin
не только уменьшаться до нуля, но и
изменять свой знак, что приближает
индукторный генератор к альтернативным.
Установка постоянных магнитов во впадине
ротора улучшает использование материалов
и повышает мощность генератора (рис.9).

Известны бесщеточные
генераторы, являющиеся промежуточной
конструкцией между клювообразным
исполнением и индукторным. Это генератор
с укороченными клювами (рис.10), который
можно получить конструктивно, если
раздвинуть клювообразные полюсные
половины ротора так, чтобы они не
перекрывали друг друга и в образовавшуюся
щель пропустить крепления и электрические
провода обмотки возбуждения.

В этом случае
обмотка возбуждения окажется в подвешенном
состоянии над стальной втулкой,
соединяющей полюсные половины. Магнитный
поток при этом имеет неизменное
направление у каждой полюсной половины,
как это характерно для индукторного
генерато-

16

ра, но в целом
магнитный поток, пронизывающий катушки
фаз статора изменяется по направлению.

Рисунок 9. Изменение магнитного потока
в зубцах статора генератора.

Выпрямительный
узел индукторного генератора по
конструкции аналогичен выпрямительному
узлу вентильного генератора с клювообразным
ротором.

Индукторные
генераторы выпускаются в 2-х схемных
исполнениях (рис.11).

Схема 11b
является предпочтительной, т.к. она
предотвращает возможность разряда
аккумуляторной батареи на обмотку
возбуждения при неработающем двигателе,
т.е. на стоянке.

Эта схема применяется
в генераторах со встроенным регулятором
напряжения.

17

Рисунок 10. Устройство бесщеточного
вентильного генератора с укороченными
полюсами:

1 – крепление обмотки возбуждения; 2 –
обмотка возбуждения; 3 – втулка; 4 –
укороченные полюсные половины; 5 –
обмотка статора; 6 – статор.

а
b

Рисунок 11. Схемные исполнения индукторных
генераторов.

18

3.Учебные пособия,
приспособления и инструменты.

3.1.Индукторный
генератор в сборе, разрезанные образцы
генераторов, щиты с деталями, отдельные
детали, плакаты.

3.2.Приспособления
и инструменты, необходимые для разборки
и сборки генератора.

3.3.Порядок выполнения
работы.

3.4.Разобрать
генератор.

3.5.Ознакомится с
устройством узлов генератора и отдельных
деталей.

3.6.Вычертить схемы
магнитной системы генератора(продольный
и поперечные разрезы) и разместить
обмотки.

3.7.Вычертить эскиз
устройства выпрямителя генератора.

3.8.Вычертить
устройство охлаждения генератора.

3.9.Вычертить эскиз
установки, крепления генератора на
двигателе.

3.10.Собрать генератор.

4.Содержание отчета:

4.1.Тип изучаемого
генератора. Его краткая техническая
характеристика.

4.2.Описание принципа
работы индукторного генератора и его
электрическая схема.

4.3.Описание
устройства индукторного генератора.

4.4.Эскиз магнитной
цепи генератора (продольный и поперечный)
с указанием пути основного магнитного
потока.

4.5.Эскиз охлаждения
генератора. Указать, к какому типу
исполнения относится рассматриваемый
генератор.

4.6.Эскиз выпрямительного
блока.

5.Контрольные
вопросы.

5.1.К какому типу
генераторов относится рассматриваемый
генератор?

5.2.Из каких узлов
и деталей состоит индукторный генератор?

5.3.Объясните принцип
работы индукторного генератора?

5.4Как устроен
статор генератора (магнитопровод и
обмотка статора, число фаз, число пазов,
крепление обмотки)?

5.5.Как устроен
ротор генератора?

5.6.Каков путь
основного магнитного потока возбуждения?

5.7.Какие материалы
применимы в отдельных деталях магнитной
цепи генератора, почему звездочка ротора
и пакет статора выполнены шихтованными?

5.8.Как устроен
выпрямительный узел генератора?

5.9.Как производится
охлаждение генератора?

19

Генераторы и трансформаторы — определение, типы, принцип работы

    • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
    • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
      • BNAT
      • Классы
        • Класс 1 — 3
        • Класс 4-5
        • Класс 6-10
        • Класс 110003 CBSE
          • Книги NCERT
            • Книги NCERT для класса 5
            • Книги NCERT, класс 6
            • Книги NCERT для класса 7
            • Книги NCERT для класса 8
            • Книги NCERT для класса 9
            • Книги NCERT для класса 10
            • NCERT Книги для класса 11
            • NCERT Книги для класса 12
          • NCERT Exemplar
            • NCERT Exemplar Class 8
            • NCERT Exemplar Class 9
            • NCERT Exemplar Class 10
            • NCERT Exemplar Class 11
            • 9plar

            • RS Aggarwal
              • RS Aggarwal Решения класса 12
              • RS Aggarwal Class 11 Solutions
              • RS Aggarwal Решения класса 10
              • Решения RS Aggarwal класса 9
              • Решения RS Aggarwal класса 8
              • Решения RS Aggarwal класса 7
              • Решения RS Aggarwal класса 6
            • RD Sharma
              • RD Sharma Class 6 Решения
              • RD Sharma Class 7 Решения
              • Решения RD Sharma класса 8
              • Решения RD Sharma класса 9
              • Решения RD Sharma класса 10
              • Решения RD Sharma класса 11
              • Решения RD Sharma Class 12
            • PHYSICS
              • Механика
              • Оптика
              • Термодинамика
              • Электромагнетизм
            • ХИМИЯ
              • Органическая химия
              • Неорганическая химия
              • Периодическая таблица
            • MATHS
              • Статистика
              • 9000 Pro Числа
              • Числа
              • 9000 Pro Числа Тр Игонометрические функции
              • Взаимосвязи и функции
              • Последовательности и серии
              • Таблицы умножения
              • Детерминанты и матрицы
              • Прибыль и убытки
              • Полиномиальные уравнения
              • Деление фракций
            • Microology
                0003000
            • FORMULAS
              • Математические формулы
              • Алгебраические формулы
              • Тригонометрические формулы
              • Геометрические формулы
            • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
              • Математические калькуляторы
              • 0003000
              • 000 Калькуляторы
              • 000 Физические модели 900 Образцы документов для класса 6
              • Образцы документов CBSE для класса 7
              • Образцы документов CBSE для класса 8
              • Образцы документов CBSE для класса 9
              • Образцы документов CBSE для класса 10
              • Образцы документов CBSE для класса 1 1
              • Образцы документов CBSE для класса 12
            • Вопросники предыдущего года CBSE
              • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
              • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
            • HC Verma Solutions
              • HC Verma Solutions Класс 11 Физика
              • HC Verma Solutions Класс 12 Физика
            • Решения Лакмира Сингха
              • Решения Лакмира Сингха класса 9
              • Решения Лахмира Сингха класса 10
              • Решения Лакмира Сингха класса 8
            • 9000 Класс

            9000BSE 9000 Примечания3 2 6 Примечания CBSE

          • Примечания CBSE класса 7
          • Примечания

          • Примечания CBSE класса 8
          • Примечания CBSE класса 9
          • Примечания CBSE класса 10
          • Примечания CBSE класса 11
          • Примечания 12 CBSE
        • Примечания к редакции 9000 CBSE 9000 Примечания к редакции класса 9
        • CBSE Примечания к редакции класса 10
        • CBSE Примечания к редакции класса 11
        • Примечания к редакции класса 12 CBSE
      • Дополнительные вопросы CBSE
        • Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
        • Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
        • Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
        • Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE Вопросы
        • CBSE Class 10 Дополнительные вопросы по математике
        • CBSE Class 10 Science Extra questions
      • CBSE Class
        • Class 3
        • Class 4
        • Class 5
        • Class 6
        • Class 7
        • Class 8 Класс 9
        • Класс 10
        • Класс 11
        • Класс 12
      • Учебные решения
    • Решения NCERT
      • Решения NCERT для класса 11
        • Решения NCERT для класса 11 по физике
        • Решения NCERT для класса 11 Химия
        • Решения NCERT для биологии класса 11
        • Решение NCERT s Для класса 11 по математике
        • NCERT Solutions Class 11 Accountancy
        • NCERT Solutions Class 11 Business Studies
        • NCERT Solutions Class 11 Economics
        • NCERT Solutions Class 11 Statistics
        • NCERT Solutions Class 11 Commerce
      • NCERT Solutions for Class 12
        • Решения NCERT для физики класса 12
        • Решения NCERT для химии класса 12
        • Решения NCERT для биологии класса 12
        • Решения NCERT для математики класса 12
        • Решения NCERT, класс 12, бухгалтерия
        • Решения NCERT, класс 12, бизнес-исследования
        • NCERT Solutions Class 12 Economics
        • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
        • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
        • NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
        • NCERT Solutions Class 12 Commerce
        • NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
      • NCERT Solut Ионы Для класса 4
        • Решения NCERT для математики класса 4
        • Решения NCERT для класса 4 EVS
      • Решения NCERT для класса 5
        • Решения NCERT для математики класса 5
        • Решения NCERT для класса 5 EVS
      • Решения NCERT для класса 6
        • Решения NCERT для математики класса 6
        • Решения NCERT для науки класса 6
        • Решения NCERT для класса 6 по социальным наукам
        • Решения NCERT для класса 6 Английский язык
      • Решения NCERT для класса 7
        • Решения NCERT для математики класса 7
        • Решения NCERT для науки класса 7
        • Решения NCERT для социальных наук класса 7
        • Решения NCERT для класса 7 Английский язык
      • Решения NCERT для класса 8
        • Решения NCERT для математики класса 8
        • Решения NCERT для науки 8 класса
        • Решения NCERT для социальных наук 8 класса ce
        • Решения NCERT для класса 8 Английский
      • Решения NCERT для класса 9
        • Решения NCERT для класса 9 по социальным наукам
      • Решения NCERT для математики класса 9
        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
        • Решения NCERT для математики класса 9, глава 2
        • Решения NCERT

        • для математики класса 9, глава 3
        • Решения NCERT для математики класса 9, глава 4
        • Решения NCERT для математики класса 9, глава 5
        • Решения NCERT

        • для математики класса 9, глава 6
        • Решения NCERT для математики класса 9, глава 7
        • Решения NCERT

        • для математики класса 9, глава 8
        • Решения NCERT для математики класса 9, глава 9
        • Решения NCERT для математики класса 9, глава 10
        • Решения NCERT

        • для математики класса 9, глава 11
        • Решения

        • NCERT для математики класса 9 Глава 12
        • Решения NCERT

        • для математики класса 9 Глава 13
        • NCER Решения T для математики класса 9 Глава 14
        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
      • Решения NCERT для науки класса 9
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 3
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 4
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 5
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 6
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 7
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 8
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 9
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 10
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 12
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 11
        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 13
        • Решения NCERT

        • для науки класса 9 Глава 14
        • Решения NCERT для класса 9 по науке Глава 15
      • Решения NCERT для класса 10
        • Решения NCERT для класса 10 по социальным наукам
      • Решения NCERT для математики класса 10
        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 1
        • Решения NCERT для математики класса 10, глава 2
        • Решения NCERT для математики класса 10, глава 3
        • Решения NCERT для математики класса 10, глава 4
        • Решения NCERT для математики класса 10, глава 5
        • Решения NCERT для математики класса 10, глава 6
        • Решения NCERT для математики класса 10, глава 7
        • Решения NCERT для математики класса 10, глава 8
        • Решения NCERT для математики класса 10, глава 9
        • Решения NCERT для математики класса 10, глава 10
        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 11
        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 12
        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава ter 13
        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 14
        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 15
      • Решения NCERT для науки класса 10
        • Решения NCERT для класса 10 науки Глава 1
        • Решения NCERT для класса 10 Наука, глава 2
        • Решения NCERT для класса 10, глава 3
        • Решения NCERT для класса 10, глава 4
        • Решения NCERT для класса 10, глава 5
        • Решения NCERT для класса 10, глава 6
        • Решения NCERT для класса 10 Наука, глава 7
        • Решения NCERT для класса 10, глава 8,
        • Решения NCERT для класса 10, глава 9
        • Решения NCERT для класса 10, глава 10
        • Решения NCERT для класса 10, глава 11
        • Решения NCERT для класса 10 Наука Глава 12
        • Решения NCERT для класса 10 Наука Глава 13
        • NCERT S Решения для класса 10 по науке Глава 14
        • Решения NCERT для класса 10 по науке Глава 15
        • Решения NCERT для класса 10 по науке Глава 16
      • Программа NCERT
      • NCERT
    • Commerce
      • Class 11 Commerce Syllabus
        • Учебный план класса 11
        • Учебный план бизнес-класса 11 класса
        • Учебный план экономического факультета 11
      • Учебный план по коммерции 12 класса
        • Учебный план класса 12
        • Учебный план бизнес-класса 12
        • Учебный план

        • Класс 12 Образцы документов для торговли
          • Образцы документов для предприятий класса 11
          • Образцы документов для коммерческих предприятий класса 12
        • TS Grewal Solutions
          • TS Grewal Solutions Class 12 Accountancy
          • TS Grewal Solutions Class 11 Accountancy
        • Отчет о движении денежных средств 9 0004
        • Что такое предпринимательство
        • Защита прав потребителей
        • Что такое основные средства
        • Что такое баланс
        • Что такое фискальный дефицит
        • Что такое акции
        • Разница между продажами и маркетингом

        9100003

      • ICC
      • Образцы документов ICSE
      • Вопросы ICSE
      • ML Aggarwal Solutions
        • ML Aggarwal Solutions Class 10 Maths
        • ML Aggarwal Solutions Class 9 Maths
        • ML Aggarwal Solutions Class 8 Maths
        • ML Aggarwal Solutions Class 7 Maths Решения Математика класса 6
      • Решения Селины
        • Решения Селины для класса 8
        • Решения Селины для класса 10
        • Решение Селины для класса 9
      • Решения Фрэнка
        • Решения Фрэнка для математики класса 10
        • Франк Решения для математики 9 класса

        9000 4

      • ICSE Class
        • ICSE Class 6
        • ICSE Class 7
        • ICSE Class 8
        • ICSE Class 9
        • ICSE Class 10
        • ISC Class 11
        • ISC Class 12
    • IC
      • 900 Экзамен по IAS
      • Экзамен по государственной службе
      • Программа UPSC
      • Бесплатная подготовка к IAS
      • Текущие события
      • Список статей IAS
      • Мок-тест IAS 2019
        • Мок-тест IAS 2019 1
        • Мок-тест IAS4

        2

      • Комиссия по государственным услугам
        • Экзамен KPSC KAS
        • Экзамен UPPSC PCS
        • Экзамен MPSC
        • Экзамен RPSC RAS ​​
        • TNPSC Group 1
        • APPSC Group 1
        • Экзамен BPSC
        • Экзамен WPSC
        • Экзамен JPSC
        • Экзамен GPSC
      • Вопросник UPSC 2019
        • Ответный ключ UPSC 2019
      • 900 10 Коучинг IAS
        • Коучинг IAS Бангалор
        • Коучинг IAS Дели
        • Коучинг IAS Ченнаи
        • Коучинг IAS Хайдарабад
        • Коучинг IAS Мумбаи
    • JEE4
    • 9000 JEE 9000 JEE 9000 Advanced

    • Образец статьи JEE
    • Вопросник JEE
    • Биномиальная теорема
    • Статьи JEE
    • Квадратное уравнение
  • NEET
    • Программа BYJU NEET
    • NEET 2020
    • NEET Eligibility
    • NEET Eligibility
    • NEET Eligibility 2020 Подготовка
    • NEET Syllabus
    • Support
      • Разрешение жалоб
      • Служба поддержки
      • Центр поддержки
  • Государственные советы
    • GSEB
      • GSEB Syllabus
      • GSEB

        Образец статьи

        003 GSEB Books

    • MSBSHSE
      • MSBSHSE Syllabus
      • MSBSHSE Учебники
      • MSBSHSE Образцы статей
      • MSBSHSE Вопросы
    • AP Board
    • AP Board
    • AP Board
        9000

      • AP 2 Year Syllabus
    • MP Board
      • MP Board Syllabus
      • MP Board Образцы документов
      • MP Board Учебники
    • Assam Board
      • Assam Board Syllabus
      • Assam Board
      • Assam Board
      • Assam Board Документы
    • BSEB
      • Учебник совета директоров Бихара
      • Учебники совета директоров Бихара
      • Вопросы совета директоров
      • Документы о моделях доски Бихара
    • BSE Odisha
      • BSE Odisha
        • Odisha Board

          0

      • 900 25.Электрогенератор

        класса 10 — принцип работы, схема

        Последнее обновление: 1 мая 2020 г., Teachoo

        Что такое электрогенератор?

        Электрический генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую.

        Это выглядит как

        Принцип электрического генератора

        Электрогенератор работает по принципу:

        когда прямой проводник перемещается в магнитном поле,

        тогда в проводнике индуцируется ток.

        Типы генераторов

        Генератор используется для выработки электрического тока.

        Электрический ток может быть — переменным или постоянным.

        Таким образом, электрические генераторы бывают двух типов.


        Запись

        : Всякий раз, когда упоминается электрический генератор, мы будем предполагать, что это генератор переменного тока.

        Строительство электрогенератора переменного тока

        Электрогенератор переменного тока состоит из


        • Прямоугольная катушка

          провода ABCD
        • А

          сильный подковообразный магнит

          (или 2 разных магнита) — Если взять 2 магнита, северный полюс первого магнита обращен к южному полюсу другого магнита, как показано на рисунке…
        • В

          катушка размещена перпендикулярно магниту

          как показано на рисунке
        • Концы катушки соединены с

          два кольца — R

          1

          и R

          2
        • Внешние токопроводящие кромки колец R

          1

          и R

          2

          связаны с двумя

          стационарные щетки — Б

          1

          & B

          2

          соответственно
        • Внутренняя сторона колец

          изолирован и прикреплен к оси


          В

          ось механически вращается

          вращать катушку
        • Эти кисти прикреплены к

          гальванометр

          чтобы показать протекание тока в цепи


        Работа электрического генератора переменного тока

        Давайте посмотрим на работу электрического генератора переменного тока.

        • Предположим, что ось вращается по часовой стрелке, поэтому катушка также вращается по часовой стрелке,

          Боковой AB катушки движется вверх, а боковой CD движется вниз

          Применение

          Правило правой руки Флеминга

          на стороне

          AB,


          сила направлена ​​вверх, магнитное поле слева направо,

          Итак,

          текущие потоки

          в статью i.е. от

          От А до Б

        • И применяя

          Правило правой руки Флеминга

          на стороне

          CD,


          сила направлена ​​вниз, магнитное поле слева направо,

          Итак,

          текущие потоки

          из бумаги, т.е. из

          С к D

        • Следовательно, ток течет в щетку B

          2

          , движется по гальванометру и, наконец, входит в B

          1


          Следовательно, мы говорим, что ток течет из

          B

          2

          в B

          1

          во внешней цепи.
        • После

          пол-оборота,


          Боковой компакт-диск с левой стороны, AB с правой стороны
        • Теперь с левой стороны опускается компакт-диск,

          Применение

          Правило правой руки Флеминга

          на стороне

          CD,


          сила направлена ​​вниз, магнитное поле слева направо,

          Итак,

          текущие потоки

          из бумаги, т.е. из

          От D до C

        • А справа появляется AB,

          Применение

          Правило правой руки Флеминга

          на стороне

          AB,


          сила направлена ​​вверх, магнитное поле слева направо,

          Итак,

          текущие потоки

          в статью i.е. от

          От А до Б
        • Следовательно, наша схема теперь DCBA,

          и текущие движения в

          противоположное направление



        • Следовательно, мы говорим, что ток течет из

          B

          1

          в B

          2

          во внешней цепи.

        • Таким образом, после каждого полуоборота направление тока меняется.

          Следовательно, создается переменный ток.

        Теперь давайте посмотрим на генератор постоянного тока — ток в одном направлении.

        Примечание: чтобы преобразовать генератор переменного тока в генератор постоянного тока, мы используем

        коммутатор с разрезными кольцами

        (Разделить, а не проскользнуть).Так же, как мы делаем в электродвигателе

        Строительство генератора постоянного тока

        Электрогенератор постоянного тока состоит из


        • Прямоугольная катушка

          провода ABCD
        • А

          сильный подковообразный магнит

          (или 2 разных магнита) — Если взять 2 магнита, северный полюс первого магнита обращен к южному полюсу другого магнита, как показано на рисунке …
        • В

          катушка размещена перпендикулярно магниту

          как показано на рисунке
        • Концы катушки подключены к разъему кольцевого коммутатора —

          P и Q
        • Внешние токопроводящие кромки колец P и Q соединены с двумя

          стационарные щетки — X и Y


          соответственно

        • Внутренняя сторона колец

          изолирован и прикреплен к оси


          В

          ось механически вращается

          вращать катушку
        • Эти кисти прикреплены к

          гальванометр

          чтобы показать протекание тока в цепи


        Работа электрического генератора постоянного тока

        Давайте посмотрим на работу электрического генератора постоянного тока.

        • Предположим, что ось вращается по часовой стрелке, поэтому катушка также вращается по часовой стрелке,

          Боковой AB катушки движется вверх, а боковой CD движется вниз

          Применение

          Правило правой руки Флеминга

          на стороне

          AB,


          сила направлена ​​вверх, магнитное поле слева направо,

          Итак,

          текущие потоки

          в статью i.е. от

          От А до Б

        • И применяя

          Правило правой руки Флеминга

          на стороне

          CD,


          сила направлена ​​вниз, магнитное поле слева направо,

          Итак,

          текущие потоки

          из бумаги, т.е. из

          С к D

        • Следовательно, ток течет в щетку Y, движется по гальванометру и, наконец, попадает в X


          Следовательно, мы говорим, что ток течет из

          Y к X во внешней цепи.
        • После

          пол-оборота,


          Боковой компакт-диск с левой стороны, AB с правой стороны
        • А также

          Разъемное кольцо P подключено к катушке CD.

          а также

          разрезное кольцо Q подключено к катушке AB.


          Который сохраняет направление тока в цепи одинаковым.
        • Следовательно, ток течет от щетки Y, движется по гальванометру и, наконец, попадает в X


          Следовательно, мы говорим, что ток течет из

          Y к X во внешней цепи.
        • Таким образом, направление тока после каждого полуоборота меняется.

          Следовательно, создается переменный ток.

        Как электростанции увеличивают производимый ток и напряжение?

        Они увеличивают ток и напряжение, производимые

        • Использование электромагнита вместо постоянного магнита
        • Большое количество витков проводящего провода (чем больше витков провода, тем больше магнитное поле)
        • Мягкое железо Сердечник, на который намотана катушка
        • Катушка вращается быстрее

        Вопросы


        NCERT Вопрос 4 —

        Существенное различие между генератором переменного тока и генератором постоянного тока состоит в том, что

        1. Генератор переменного тока имеет электромагнит, а генератор постоянного тока —

          постоянный магнит.

        2. Генератор постоянного тока будет генерировать более высокое напряжение.

        3. Генератор переменного тока будет генерировать более высокое напряжение.

        4. Генератор переменного тока имеет контактные кольца, а генератор постоянного тока имеет коммутатор.

        Посмотреть ответ


        Вопрос 6 (b) NCERT




        Укажите, верны ли следующие утверждения или нет.

        Электрогенератор работает по принципу электромагнитной индукции.

        Посмотреть ответ


        NCERT Вопрос 16 —

        Существенное различие между генератором переменного тока и генератором постоянного тока состоит в том, что

        Посмотреть ответ


        Вопрос 1 Страница 237 —

        Изложите принцип работы электрогенератора.

        Посмотреть ответ


        Вопрос 4 Страница 237 —

        Прямоугольная катушка из медной проволоки вращается в магнитном поле.Направление индуцированного тока меняется один раз в каждом

        (а) два оборота (б) один оборот

        (c) половина оборота (d) одна четвертая оборота

        Посмотреть ответ

        Подпишитесь на наш канал Youtube — https://you.tube/teachoo

        .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *