دینام از چه چیزی تشکیل شده است. قطعات اصلی کار و اتصال آنها

جریان متناوب فرکانس صنعتی در نیروگاه ها توسط ژنراتورهای سنکرون ماشین الکتریکی که مخصوص این منظور طراحی شده اند، تولید می شود. اصل عملکرد این واحدها بر اساس پدیده القای الکترومغناطیسی است. انرژی مکانیکی تولید شده توسط یک توربین بخار یا هیدرولیک به برق جریان متناوب تبدیل می شود.

قسمت چرخان درایو یا روتور یک آهنربای الکتریکی است که میدان مغناطیسی ایجاد شده را به استاتور منتقل می کند. این قسمت بیرونی دستگاه است که از سه سیم پیچ تشکیل شده است.

ولتاژ از طریق برس ها و حلقه های کلکتور منتقل می شود. حلقه‌های روتور مسی همزمان با میل لنگ و روتور می‌چرخند، در نتیجه برس‌ها روی آنها فشار داده می‌شوند. آنها به نوبه خود در جای خود باقی می مانند و اجازه می دهند جریان الکتریکی از عناصر ثابت ژنراتور قسمت چرخان آن منتقل شود.

میدان مغناطیسی تولید شده در این روش، با چرخش در سراسر استاتور، جریان های الکتریکی تولید می کند که باتری را شارژ می کند.

مدل های محبوب ژنراتور جوش جریان متناوب:

ژنراتور جریان متناوب

در حال حاضر انواع مختلفی از القاء وجود دارد ژنراتورها... اما همه آنها از یک بخش اساسی تشکیل شده اند. این اولاً یک آهنربای الکتریکی یا آهنربای دائمی است که میدان مغناطیسی ایجاد می کند و ثانیاً سیم پیچی است که در آن متغیری القا می شود. EMF- نیروی الکتروموتور (در مدل در نظر گرفته شده ژنراتور یک قاب چرخان است). از آنجایی که EMF القا شده در پیچ های متصل به سری اضافه می شود، دامنه EMF القایی در قاب متناسب با تعداد چرخش در آن است. همچنین با دامنه شار مغناطیسی متناوب (Фm = BS) در هر چرخش متناسب است.

اصل ژنراتور جریان متناوببعد. برای به دست آوردن شار مغناطیسی بزرگ، از یک سیستم مغناطیسی ویژه در ژنراتورها استفاده می شود که از دو هسته ساخته شده از فولاد الکتریکی تشکیل شده است. سیم‌پیچ‌هایی که میدان مغناطیسی ایجاد می‌کنند در شکاف‌های یکی از هسته‌ها قرار می‌گیرند و سیم‌پیچ‌هایی که EMF در آنها القا می‌شود در شکاف‌های دیگری قرار می‌گیرند. یکی از هسته ها (معمولاً درونی)، همراه با سیم پیچ آن، حول یک محور افقی یا عمودی می چرخد. بنابراین به آن روتور می گویند. هسته ثابت با سیم پیچی آن استاتور نامیده می شود. شکاف بین هسته استاتور و روتور تا حد امکان کوچک است تا شار القای مغناطیسی افزایش یابد.

در مدل ژنراتور نشان داده شده در شکل، یک قاب سیمی می چرخد ​​که یک روتور است (البته بدون هسته آهنی). میدان مغناطیسی یک آهنربای ثابت ثابت ایجاد می کند. البته، یکی می توانست برعکس عمل کند: آهنربا را بچرخانید و قاب را بدون حرکت رها کنید.

در ژنراتورهای صنعتی بزرگ، این آهنربای الکتریکی است که روتور است که می‌چرخد، در حالی که سیم‌پیچ‌هایی که EMF در آنها القا می‌شود در شکاف‌های استاتور قرار می‌گیرند و ثابت می‌مانند. واقعیت این است که باید جریان را به روتور وارد کرد یا آن را از سیم پیچ روتور به مدار خارجی با استفاده از کنتاکت های کشویی خارج کرد. برای این، روتور مجهز به حلقه های لغزشی است که به انتهای سیم پیچ آن متصل شده است.

عکس. 1. طرح ساختاری دینامجاری.

صفحات ثابت - برس ها - در برابر حلقه ها فشرده می شوند و سیم پیچ روتور را با مدار خارجی وصل می کنند. قدرت جریان در سیم پیچ های آهنربای الکتریکی که میدان مغناطیسی ایجاد می کند بسیار کمتر از قدرت جریانی است که ژنراتور به مدار خارجی می دهد. بنابراین، راحت تر است که جریان تولید شده را از سیم پیچ های ثابت حذف کنید و جریان نسبتا ضعیفی را از طریق کنتاکت های لغزنده به آهنربای الکتریکی دوار تامین کنید. این جریان توسط یک مولد جریان مستقیم مجزا (تحریک کننده) واقع در شفت سمت چپ ایجاد می شود (در حال حاضر، جریان مستقیم به سیم پیچ روتور اغلب از سیم پیچ استاتور همان ژنراتور از طریق یکسوساز تامین می شود).

در ژنراتورهای کم مصرف، میدان مغناطیسی توسط یک آهنربای دائمی در حال چرخش ایجاد می شود. در این حالت به هیچ وجه نیازی به حلقه و برس نیست.

ظاهر یک EMF در سیم‌پیچ‌های استاتور ثابت با ظهور یک میدان الکتریکی گردابی در آنها توضیح داده می‌شود که با تغییر در شار مغناطیسی در طول چرخش روتور ایجاد می‌شود.

ژنراتور برق مدرن ساختاری باشکوه است که از سیم های مسی، مواد عایق و سازه های فولادی ساخته شده است. مهم ترین قطعات ژنراتورها با ابعاد چند متری با دقت میلی متری ساخته می شوند. در هیچ کجای طبیعت چنین ترکیبی از قطعات متحرک وجود ندارد که بتواند انرژی الکتریکی را به طور یکسان به طور مداوم و اقتصادی تولید کند.

جریان متناوب

محور ژنراتور توسط یک قرقره نصب شده بر روی میل لنگ موتور توسط یک تسمه V شکل به حرکت در می آید. نسبت دنده گیربکس تسمه V 1.7-2.0 است. هنگامی که ماشین در حال حرکت است، سرعت میل لنگ در دور آرام برای موتورهای مدرن 500-600 دور در دقیقه است، حداکثر فرکانس 4000-5000 دور در دقیقه است. بنابراین، تعدد تغییرات در دور موتور، و در نتیجه، شفت ژنراتور می تواند به 8 - 10 برسد. ولتاژ ژنراتور به سرعت شفت آن بستگی دارد. هر چه فرکانس بیشتر باشد، ولتاژ ژنراتور بیشتر است. با این حال، تمام دستگاه های الکتریکی خودرو، به ویژه لامپ ها و ابزار دقیق

دستگاه ها به گونه ای طراحی شده اند که از ولتاژ ثابت 12 یا 24 ولت تغذیه شوند. نگهداری ولتاژ ثابت ژنراتور بدون توجه به تغییرات سرعت و بار ژنراتور (روشن کردن مصرف کننده ها) توسط دستگاه خاصی به نام ولتاژ انجام می شود. تنظیم کننده

هنگامی که دور موتور به زیر 500-700 دور در دقیقه می رسد، ولتاژ ژنراتور کمتر از ولتاژ باتری می شود. اگر باتری از ژنراتور جدا نشود، شروع به تخلیه به ژنراتور می کند که می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد عایق سیم پیچ ژنراتور و تخلیه باتری شود. هنگامی که دور موتور افزایش می یابد، ژنراتور باید دوباره به سیستم الکتریکی وصل شود. گنجاندن ژنراتور در سیستم الکتریکی زمانی که ولتاژ آن بیشتر از ولتاژ باتری است و قطع شدن ژنراتور از شبکه در زمانی که ولتاژ آن کمتر از ولتاژ باتری است، توسط دستگاه خاصی به نام رله جریان معکوس انجام می شود.

ژنراتور به گونه ای طراحی شده است که حداکثر جریان مشخصی را برای یک ژنراتور معین ارائه دهد، اما در صورت نقص در سیستم الکتریکی (باتری تخلیه شده، اتصال کوتاه و غیره)، ژنراتور می تواند جریانی بیشتر از جریانی که برای آن در نظر گرفته شده است، ارائه دهد. طراحی شده است. عملکرد طولانی مدت ژنراتور در این حالت منجر به گرم شدن بیش از حد آن و احتراق عایق سیم پیچ می شود. برای محافظت از ژنراتور در برابر اضافه بار، از دستگاه خاصی به نام محدود کننده جریان استفاده می شود.

هر سه دستگاه - تنظیم کننده ولتاژ، رله جریان معکوس و محدود کننده جریان - در یک دستگاه به نام رله-رگولاتور ترکیب شده اند.

در برخی از ژنراتورها، به عنوان مثال، G-250، جریان متناوب، رله جریان معکوس و محدود کننده جریان ممکن است وجود نداشته باشد، اما طراحی ژنراتور شامل دستگاه هایی است که عملکرد این دستگاه ها را انجام می دهند.

در شکل 1 دستگاه دینام G-250 را نشان می دهد. ژنراتور دارای یک استاتور 6 با سیم پیچی سه فاز است که به شکل سیم پیچ های مجزا روی دندانه های استاتور نصب شده است. هر فاز دارای شش سیم پیچ به صورت سری است. سیم‌پیچ‌های استاتور فاز به ستاره متصل می‌شوند و پایانه‌های خروجی آن‌ها به واحد یکسو کننده 10 متصل می‌شوند.

دستگاه دینام G-250 فعلی

محفظه استاتور از صفحات فولادی الکتریکی منفرد تشکیل شده است. سیم پیچ تحریک 4 ژنراتور به صورت یک سیم پیچ ساخته شده است و بر روی یک بوش فولادی قطب های روتور منقاری شکل 13 قرار می گیرد. بوشینگ، قطب های روتور منقاری شکل و حلقه های لغزش 5 به طور محکم بر روی آن ثابت می شوند. شفت روتور 3 (فیت را روی خنجر فشار دهید). میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط سیم پیچ تحریک، با عبور از انتهای قطب های منقاری شکل، قطب شمال و جنوب را روی روتور تشکیل می دهد (شکل 2) (EV Mikhailovsky، "دستگاه ماشین"، ص 163) .

هنگامی که روتور می چرخد، میدان مغناطیسی قطب های روتور از چرخش سیم پیچ های سیم پیچ استاتور عبور می کند و یک emf متغیر در هر فاز القا می کند.

مدار اصلاح جریان متناوب

جریان در سیم پیچ میدان از طریق برس های 8 (شکل 1) و حلقه های لغزنده 5، که انتهای سیم پیچ میدان به آنها لحیم می شود، تامین می شود. برس ها در جا برس 9 ثابت می شوند.

استاتور ژنراتور بین روکش های 1 و 7 به وسیله پیچ و مهره هایی که دارای براکت هایی برای اتصال ژنراتور به موتور هستند ثابت می شود. در روکش 1 در سمت درایو، در بالا، یک سوراخ رزوه ای برای اتصال میله کشش وجود دارد که با آن کشش تسمه محرک دینام تنظیم می شود. روکش ها از آلیاژ آلومینیوم ریخته گری می شوند.

به منظور کاهش سایش، صندلی بلبرینگ در پوشش عقب 7 و سوراخ های روی براکت های پوششی با بوش های فولادی تقویت شده است.

درپوش ها حاوی بلبرینگ 2 و 12 با مهر و موم دو طرفه و گریس برای کل عمر یاتاقان هستند.

یک فن خارجی 14 (شکل 1) و یک قرقره 15 به انتهای بیرون زده محور روتور 3 متصل شده اند. روکش ها دارای پنجره های تهویه هستند که هوای خنک کننده از آن عبور می کند. جهت حرکت هوای خنک کننده از روکش کناری حلقه های لغزنده به سمت فن می باشد.

در روکش کناری حلقه های لغزنده، یک واحد یکسو کننده 10 نصب شده است که از دریچه های سیلیکونی (دیودها) مونتاژ شده است که اجازه می دهد دمای کار کیس به اضافه 150 درجه سانتیگراد باشد.

انواع واحد یکسو کننده

بلوک یکسو کننده VBG-1. (شکل 4) شامل سه تک بلوک متصل به یک مدار یکسو کننده سه فاز تمام موج است.

هر دو دریچه یکسو کننده در یک مونوبلاک قرار دارند که به طور همزمان به عنوان رادیاتور عمل می کند و نقطه میانی مدار 3 را رسانا می کند. در مورد مونوبلاک-رادیاتور 4 دو سوکت وجود دارد که در آنها اتصالات pn دریچه های یکسو کننده جمع می شود. . در یک لانه، پیوند pn دارای یک ناحیه p روی بدنه و در دیگری - یک منطقه p است. مناطق انتقال مقابل دارای سرنخ‌های انعطاف‌پذیر 9 هستند که مونوبلوک را به باس‌های اتصال 2 متصل می‌کند. گذرگاه منفی واحد یکسو کننده به بدنه ژنراتور متصل است. در طرح های بعدی واحدهای یکسو کننده BPV-4-45 (شکل 4، b) برای جریان 45 آمپر، دریچه های سیلیکونی از نوع VA-20 استفاده می شود که در سینک های حرارتی 12 با قطبیت منفی و مثبت، سه فشار داده می شود. دریچه ها در هر کدام هیت سینک ها توسط بوشینگ-عایق های پلاستیکی 13 از یکدیگر عایق می شوند. جریان معکوس دریچه ها از 3 میلی آمپر تجاوز نمی کند و جریان واحد مونتاژ شده 10 میلی آمپر است. برای ژنراتورهای با حداکثر توان 1200 وات تن (G-228)، واحدهای یکسو کننده سیلیکونی VBG-7-G برای جریان 80 A (شکل 4، c) یا BPV-7-100 استفاده می شود. در واحدهای BPV-7T و BPV-7-100 از شیرهای VA-20 استفاده می شود که دو عدد به صورت موازی در هر بازو، شش دریچه در هر هیت سینک می باشد. واحد BPV-7-100 برای جریان 100 A و مدار الکتریکی آن در شکل نشان داده شده است. 4، د.

برای کاهش سطح تداخل رادیویی در واحدهای VBR-7-G و BPV-7-100، یک خازن با ظرفیت 4.7 μF به موازات پایانه های "+" و "-" ژنراتور نصب شده است. نمای کلی شیر BA -20 در شکل نشان داده شده است. 5. جریان نامی شیر 20 A است. برای ساده کردن مدار، اتصالات الکتریکی، شیرها در دو نسخه تولید می شوند - با قطبیت مستقیم و معکوس به محفظه ها (شکل 5، ب). در شیرهای قطبی مستقیم "+" از یکسو شده روی بدنه خواهد بود، در دریچه های قطب معکوس "-" از جریان اصلاح شده وجود دارد.

دریچه های قطبی مستقیم و معکوس با رنگ علامت گذاری که توسط رنگ در پایین محفظه اعمال می شود متمایز می شوند. شیرهای با قطب مثبت: ("+" روی بدنه) با رنگ قرمز مشخص شده اند و دریچه هایی با قطبیت معکوس ("-" روی بدنه) با رنگ مشکی مشخص شده اند.

شیر سیلیکونی VA-20

نمودار الکتریکی برای اتصال سیم پیچ های ژنراتور و یکسو کننده ها در شکل 3 نشان داده شده است. هنگامی که روتور ژنراتور در هر فاز می چرخد، یک ولتاژ متناوب القا می شود که تغییر آن برای یک دوره در شکل 1 نشان داده شده است. 3، ب. پس از صاف کردن، منحنی های ولتاژ فاز شکل نشان داده شده در شکل 1 را به خود می گیرند. 3، ج. ولتاژ تصحیح شده تقریباً ثابت خواهد بود (خط 1 در شکل 3، ج)، و فرکانس امواج ولتاژ اصلاح شده شش برابر بیشتر از فرکانس در سیم پیچ های فاز خواهد بود (Yu.I. Borovskikh، "دستگاه ماشین ها" ، ص 183).

با افزایش سرعت چرخش، فرکانس جریان القا شده در سیم پیچ های فاز ژنراتور افزایش می یابد. جریان متناوب، و مقاومت القایی سیم پیچ ها افزایش می یابد. بنابراین، در فرکانس بالای چرخش روتور، زمانی که ژنراتور می تواند حداکثر توان را ارائه دهد، خطر اضافه بار آن وجود ندارد، زیرا جریان ژنراتور با افزایش مقاومت القایی سیم پیچ های آن محدود می شود. این پدیده در ژنراتورها جریان متناوبخاصیت خود محدودیت نامیده می شود. ژنراتورهای خودرو G-250، G-270، G-221 و غیره به گونه ای طراحی شده اند که نیازی به محدود کننده جریان ندارند.

خاصیت سوپاپ ها برای عبور جریان فقط در یک جهت (از ژنراتور به باتری ذخیره سازی) نیاز به نصب رله جریان معکوس در رله-رگولاتور را بی نیاز می کند. بنابراین، یک رله تنظیم کننده با یک ژنراتور ماشین کار می کند جریان متناوب، فقط می توان از تنظیم کننده ولتاژ استفاده کرد. این امر طراحی را بسیار ساده می کند و اندازه، وزن و هزینه رله-رگولاتور را کاهش می دهد. مسیرهای جریان از طریق دریچه های یکسو کننده هنگام عبور سیم پیچ ها از فاز اول قطب شمال و جنوب روتور در شکل نشان داده شده است. 3، a توسط فلش. همانطور که از نمودار مشخص است، اگر سیم پیچ های فاز اول در جهت جریان متناوب باشند، جریان در مدار بار (Rн) ثابت خواهد بود. این روند در سایر مراحل مشابه است.

II. سپس. ژنراتور

خرابی ها و خرابی های ژنراتور عبارتند از: اتصال کوتاه یا باز بودن در سیم پیچ استاتور ژنراتور یا در سیم پیچ تحریک، اختلال در تماس برس ها با حلقه ها و جرقه زدن برس ها، سایش یاتاقان های ژنراتور، خرابی یا ضعیف شدن فنر نگهدارنده برس، خرابی دیودها در یکسو کننده، شل شدن کشش (کشش بیش از حد) تسمه محرک.

خرابی دینام با خواندن آمپرمتر یا چراغ هشدار تشخیص داده می شود. آمپرمتر با ژنراتور معیوب دشارژ را نشان می دهد و لامپ سیگنال در هنگام کارکرد موتور روشن می شود. از دست دادن تماس برس ها با حلقه ها در اثر کثیفی، سوختن یا سایش، بریدگی یا سایش برس ها و همچنین ضعیف شدن یا شکستن فنرهای فشار برس ها رخ می دهد. آلودگی حلقه را باید با پارچه تمیز پاک کرد، حلقه های سوخته را با کاغذ شیشه ای تمیز کرد، برس فرسوده را با یک برس جدید جایگزین کرد و روی حلقه مالید.

III. تشخیص ژنراتور

تشخیص ژنراتورها به بررسی ولتاژ محدود کننده و سلامت ژنراتور خلاصه می شود. برای انجام این عمل باید ولت متر را به موازات مصرف کننده های فعلی روشن کنید. ولتاژ محدود کننده با روشن بودن مصرف کننده های فعلی (چراغ های جانبی و چراغ های جانبی) بررسی می شود و سرعت میل لنگ موتور افزایش می یابد. باید در محدوده 13.5-14.2 ولت باشد. عملکرد ژنراتور توسط ولتاژ ارزیابی می شود زمانی که همه مصرف کنندگان با سرعتی مطابق با خروجی کامل ژنراتور روشن می شوند که باید حداقل 12 ولت باشد و کمیاب باشد. نقص عملکرد ژنراتور، مانند اتصال کوتاه یا باز بودن سیم‌پیچ‌های استاتور به زمین، باز شدن یا خرابی دیودهای یکسو کننده، به دلیل ذخایر قابل توجه عملکرد ژنراتور.

این نقص ها به راحتی با شکل مشخصه اسیلوگرام ها که عمدتاً با افزایش دامنه نوسانات ولتاژ مرتبط است، شناسایی می شوند. با عملکرد صحیح ژنراتور، دامنه نوسانات ولتاژ در شبکه از 1-1.2 ولت تجاوز نمی کند، که به دلیل گنجاندن دوره ای سیم پیچ اولیه سیم پیچ احتراق در مدار بار است. خواندن آن از اسیلوسکوپ موتور تستر آسان است (Elkon S -300، Elkon S -100A، K-461، K-488).

با یک دیود سوراخ شده (اتصال کوتاه) به عنوان یک نتیجه از خواص یکسو کننده آن، محدوده نوسان ولتاژ به 2.5-3 V. با کاهش کلی در فرکانس ارتعاش آن افزایش می یابد. میانگین سطح ولتاژ نشان داده شده توسط ولت متر تغییر نمی کند، با این حال، افزایش ولتاژ منجر به کاهش دوام باتری و سایر عناصر تجهیزات الکتریکی می شود (VL Rogovtsev، "طراحی و بهره برداری از وسایل نقلیه"، p.391).

بنابراین، استفاده همزمان از یک اسیلوسکوپ و یک ولت متر به شما امکان می دهد ژنراتورها و رله-رگولاتورها را به سرعت و به طور عینی تشخیص دهید. جریان متناوب... افزایش ولتاژ ژنراتور 10-12٪ بیشتر از مقدار محاسبه شده، عمر باتری های ذخیره سازی را 2-3 برابر کاهش می دهد.

ژنراتور معیوب در کارگاه برق تعویض یا تعمیر می شود، ولتاژ محدود کننده رله رگولاتور با کشش فنر آرمیچر تنظیم می شود و در صورت عدم امکان رله رگولاتور نیز تعویض می شود. رگولاتورهای رله ترانزیستور غیر تماسی فقط در یک فروشگاه برق تنظیم می شوند.

29 ژنراتور برق جریان متناوب

جهت‌های علمی، تحقیقاتی که در آنها به اندازه جریان‌های فرکانس بالا مثمر ثمر بود، اندک هستند. ویژگی‌های منحصر به فرد این جریان‌ها و ماهیت چشمگیر پدیده‌هایی که نشان دادند، بلافاصله توجه همگان را به خود جلب کرد. دانشمندان به تحقیق در این زمینه علاقه نشان دادند، مهندسان به چشم انداز کاربرد صنعتی آنها علاقه مند شدند و پزشکان در آنها ابزاری را دیدند که مدت ها انتظار می رفت برای درمان مؤثر بیماری های بدنی. از زمان انتشار اولین مقالات تحقیقاتی من در سال 1891، صدها جلد در این زمینه نوشته شده است و نتایج بی شماری در مورد این پدیده جدید گرفته شده است. با این حال، این جهت علمی و فنی در دوره شکل گیری است و آینده چیزی غیرقابل مقایسه در اعماق خود نگه می دارد.

از همان ابتدا از نیاز مبرم به ایجاد دستگاه‌های کارآمد که نیازهای رو به رشد سریع را برآورده می‌کنند آگاه بودم، و در طول هشت سال، با اجرای مداوم وعده‌های قبلی، حداقل پنجاه نوع مبدل یا ژنراتور الکتریکی توسعه داده‌ام. جریان متناوب، از همه لحاظ بی عیب و نقص و به حدی به کمال رسیده است که حتی در حال حاضر نیز هیچ یک از آنها نمی توانند پیشرفت چشمگیری داشته باشند. اگر با ملاحظات عملی هدایت می شدم، شاید یک تجارت عالی و سودآور را راه اندازی می کردم و در این راه خدمات قابل توجهی به بشریت ارائه می کردم. اما نیروی شرایط و چشم‌اندازهای پیش از این دیده نشده از دستاوردهای مهم‌تر، تلاش‌های من را به سمت دیگری هدایت کرد. و اکنون همه چیز به سمت این واقعیت پیش می رود که به زودی در بازار دستگاه هایی به فروش می رسد که به طرز عجیبی بیست سال پیش ساخته شده اند!

این ژنراتورها به طور ویژه برای عملکرد در شبکه های روشنایی AC و DC، برای ایجاد نوسانات میرایی و غیر میرایی با فرکانس، دامنه و ولتاژ تنظیم شده در محدوده وسیع طراحی شده اند. آنها جمع و جور، مستقل هستند، نیازی به نگهداری طولانی مدت ندارند و در زمینه های مختلف، به عنوان مثال، برای تلگراف و تلفن بی سیم، بسیار راحت و مفید در نظر گرفته می شوند. برای تبدیل انرژی الکتریکی؛ برای تشکیل ترکیبات شیمیایی از طریق همجوشی و اتصال؛ برای سنتز گاز؛ برای تولید ازن؛ برای روشنایی، جوشکاری، پیشگیری بهداشتی و ضد عفونی اماکن شهری، پزشکی و مسکونی و همچنین برای بسیاری از اهداف دیگر در آزمایشگاه های علمی و شرکت های صنعتی. اگرچه این مبدل‌ها قبلاً هرگز شرح داده نشده‌اند، اما اصول کلی طراحی آنها به طور کامل در نشریات و پتنت‌های من، با جزئیات بیشتر در تاریخ 22 سپتامبر 1896، و بنابراین، فکر می‌کنم، چند عکس ضمیمه و مختصر همراه آن ذکر شده است. توضیح در صورت نیاز اطلاعات جامعی را ارائه خواهد داد.

قطعات اصلی چنین ژنراتوری خازن، سیم پیچ خود القایی برای ذخیره پتانسیل بالا، بریکر و ترانسفورماتور است که با تخلیه دوره ای خازن تغذیه می شود. دستگاه شامل حداقل سه، و معمولاً چهار، پنج یا شش عنصر تنظیم است. تنظیم کارایی به روش های مختلفی انجام می شود که اغلب از یک پیچ تنظیم ساده استفاده می شود. در شرایط مساعد می توان بازدهی تا 85 درصد را به دست آورد، یعنی می توان گفت انرژی تامین شده از منبع برق را می توان در مدار ثانویه ترانسفورماتور بازسازی کرد. اگر مزیت اصلی این نوع دستگاه به وضوح به دلیل قابلیت های قابل توجه خازن باشد، در این صورت کیفیت های خاص خاصی از نتیجه تشکیل یک مدار سری است، مشروط بر اینکه روابط هارمونیک دقیق رعایت شود و تلفات اصطکاک و همچنین سایر تلفات نیز به حداقل می رسد که یکی از اهداف اصلی این پروژه می باشد.

به طور کلی، دستگاه ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد: یکی که در آن بریکر دارای تماس های جامد است و دیگری که در آن ساخت و شکستن با جیوه انجام می شود. شکل های 1 تا 8 شامل نوع اول و بقیه نوع دوم را نشان می دهند. اولی با در نظر گرفتن این واقعیت که تلفات ناشی از بسته شدن و باز شدن به حداقل کاهش می یابد و مقاومت انتقالی که باعث میرایی نوسانات می شود کم است، قادر به دستیابی به راندمان بالاتری هستند. استفاده از دومی در مواردی که نیاز به توان خروجی زیاد و تعداد زیادی شکست در ثانیه است، ترجیح داده می شود. موتور و هلی کوپتر البته مقدار معینی انرژی مصرف می کنند که سهم آن هر چه کمتر باشد، قدرت نصب بیشتر خواهد بود.

شکل 1 یکی از اولین انواع ژنراتورهای ساخته شده برای اهداف آزمایشی را نشان می دهد. خازن در یک جعبه ماهاگونی مستطیل شکل قرار می گیرد که روی آن یک سیم پیچ خود القایی نصب شده است که پیچ های آن به دو قسمت تقسیم می شود که بسته به ولتاژ تغذیه 110 یا 220 به صورت موازی یا سری به هم متصل می شوند. ولت از جعبه چهار میله مسی با صفحه ای با تماس های فنری و پیچ های تنظیم روی آنها بیرون زده است. در بالای جعبه دو سرب عظیم وجود دارد که به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور متصل هستند. دو میله برای اتصال به خازن و دو میله دیگر برای اتصال به پایانه های بریکر در جلوی سیم پیچ و خازن خود القایی استفاده می شود. سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور از چندین نوبت نوار مسی تشکیل شده است که به انتهای آن پین های کوتاه لحیم می شود که دقیقاً مطابق با پایانه های در نظر گرفته شده برای آنها است. سیم پیچ ثانویه از دو قسمت تشکیل شده است که به گونه ای پیچیده می شود که ظرفیت خازنی خود را تا حد امکان کاهش دهد و در عین حال به سیم پیچ اجازه می دهد تا ولتاژهای بسیار بالایی را بین پایانه های خود در مرکز تحمل کند که به پایانه های دو پایه لاستیکی بیرون زده متصل می شوند. ترتیب اتصالات در مدار می تواند کمی متفاوت باشد، اما معمولاً آنها به صورت شماتیک در شماره ماه مه Electrical Experimenter در صفحه 89 ارائه شده اند، که به ترانسفورماتور من که برای کار در دینام طراحی شده است، اشاره دارد، عکسی از آن در صفحه 16 قرار داده شده است. از همان شماره های مجله. اصل عملکرد دستگاه به شرح زیر است. هنگامی که بریکر روشن می شود، جریان منبع تغذیه از سیم پیچ خود القایی عبور می کند و هسته آهنی داخل آن را مغناطیسی می کند و کنتاکت های قطع کننده را قطع می کند. جریان القایی خازن را با ولتاژ بالا شارژ می کند و پس از بسته شدن کنتاکت ها، انرژی انباشته شده از طریق سیم پیچ اولیه تخلیه می شود و باعث ایجاد یک سری نوسانات طولانی می شود که سیم پیچ ثانویه تنظیم شده را تحریک می کند.

ایل. 1. ژنراتور ایجاد شده برای اهداف آزمایشی

این دستگاه ثابت کرده است که در انجام انواع آزمایشات آزمایشگاهی بسیار مفید است. به عنوان مثال، هنگام بررسی پدیده امپدانس، ترانسفورماتور حذف شد و یک صفحه مسی خمیده به پایانه ها متصل شد. صفحه اغلب با یک سیم پیچ دایره ای بزرگ جایگزین می شد تا پدیده های القایی را در فاصله نشان دهد، یعنی توانایی تحریک مدارهای تشدید مورد استفاده در مطالعات و اندازه گیری های مختلف. یک ترانسفورماتور مناسب برای هر کاربردی را می توان به راحتی ساخته و به هر ورودی متصل کرد و در نتیجه صرفه جویی زیادی در زمان و کار به دست آورد. بر خلاف فرضیات، وضعیت کنتاکت های قطع کننده مشکل چندانی ایجاد نکرد، با وجود اینکه جریان عبوری از آنها زیاد بود، یعنی در حضور تشدید، جریان قوی تنها در هنگام بسته شدن مدار رخ می داد و احتمال وجود قوس مخرب حذف شد. در ابتدا از کنتاکت های پلاتین و ایریدیوم استفاده کردم، سپس مواد را با مواد شهاب سنگ جایگزین کردم و در نهایت روی تنگستن مستقر شدم. مورد دوم رضایت بخش ترین بود زیرا اجازه کار مداوم برای ساعت ها و روزها را می داد.

شکل 2 یک ژنراتور کوچک را نشان می دهد که برای اهداف خاصی طراحی شده است. این توسعه مبتنی بر ایده دستیابی به انرژی های بالا در مدت زمان بسیار کوتاه پس از یک مکث نسبتا طولانی بود. برای این منظور از یک سیم پیچ با خودالقایی بزرگ و یک بریکر سریع الاثر استفاده شد. به لطف این ترتیب، خازن با پتانسیل بالایی شارژ شد. در سیم‌پیچ ثانویه، یک جریان متناوب سریع و تخلیه‌های جرقه بزرگ، مناسب برای جوشکاری سیم‌های نازک، برای روشن کردن لامپ‌های رشته‌ای، برای مشتعل کردن مخلوط‌های انفجاری و سایر کاربردهای مشابه به دست آمد. این دستگاه همچنین برای تغذیه با باتری ها سازگار شده بود، و این اصلاح به عنوان یک جرقه زن برای موتورهای گازی بسیار مؤثر بود، که برای آن در 16 آگوست 1898 ثبت اختراع شماره 609250 به من اعطا شد. شکل 3 یک ژنراتور بزرگ درجه یک برای آزمایش های انتقال بی سیم، اکتساب اشعه ایکس و سایر تحقیقات علمی را نشان می دهد. شامل یک جعبه و دو خازن قرار گرفته در داخل آن است که ظرفیتی دارند که سیم پیچ شارژ و ترانسفورماتور می تواند تحمل کند. قطع کننده مدار، سوئیچ دستی و پایانه های اتصال همانند یکی از فنرهای تماسی در قسمت جلوی سیم پیچ خودالقایی نصب می شوند. بدنه خازن دارای سه سرب است که دو سیم بیرونی فقط برای اتصال به کار می‌روند، در حالی که قسمت میانی مجهز به صفحه تماس با پیچ است تا فاصله زمانی بسته شدن مدار را تنظیم کند. فنر ارتعاشی که تنها عملکرد آن ایجاد باز شدن های متناوب است، می تواند با تغییر نسبت تراکم آن و همچنین فاصله از هسته آهنی واقع در مرکز سیم پیچ شارژ با استفاده از چهار پیچ تنظیم قابل مشاهده در پانل بالایی تنظیم شود. ارائه هر حالت تنظیم مکانیکی دلخواه سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور از یک نوار مسی ساخته شده است و در نقاط مناسب، نتیجه گیری برای تغییر دلخواه تعداد چرخش ها انجام می شود. همانطور که در اسیلاتور نشان داده شده در شکل 1، سیم پیچ خود القایی دارای سیم پیچی دو قسمتی است تا دستگاه بتواند در شبکه ای با ولتاژ 110 و 220 ولت کار کند. چندین سیم پیچ ثانویه نیز برای مطابقت با طول موج های مختلف در اولیه ارائه شد. توان خروجی تقریباً 500 وات با نوسانات میرایی حدود 50 بود. 000 دوره در ثانیه نوسانات مداوم برای دوره های کوتاه زمانی که فنر ارتعاشی فشرده می شد، که به شدت در برابر هسته آهنی فشرده می شد، و هنگامی که کنتاکت ها با استفاده از پیچ تنظیم، که به عنوان کلید نیز عمل می کرد، قطع می شدند، ظاهر می شدند. با این ژنراتور، من تعدادی مشاهدات مهم انجام دادم، و این یکی از این ماشین‌ها بود که در یک سخنرانی در آکادمی علوم نیویورک در سال 1897 ارائه شد.

ایل. 2. یک نوسان ساز کوچک تسلا که به عنوان یک جرقه زن برای موتورهای گازسوز طراحی شده است

ایل. 3. نوسان ساز بزرگ تسلا که برای آزمایش های انتقال بی سیم طراحی شده است

ایل. 7 . ترانسفورماتور بزرگ تسلا

ایل. 8. مبدل چاپر چرخشی که برای آزمایشات انتقال بی سیم استفاده می شود

شکل 4 نوعی ترانسفورماتور را نشان می دهد که از همه جهات مشابه آن چیزی است که در شماره مه 1919 فوق الذکر Electrical Experimenter ارائه شده است. از همان قطعات اصلی تشکیل شده است که به روشی مشابه قرار گرفته اند، اما به طور ویژه برای منابع تغذیه از 220 تا 500 ولت و بالاتر طراحی شده است. تنظیم با نصب فنر تماسی و بالا و پایین بردن هسته آهنی داخل سیم پیچ القایی با استفاده از دو پیچ تنظیم انجام می شود. فیوزها برای جلوگیری از آسیب های ناشی از اتصال کوتاه در خط تغذیه گنجانده شده است. در طول عکاسی، دستگاه کار کرد و نوسانات مداومی را از یک شبکه روشنایی 220 ولتی ایجاد کرد.

شکل 5 تغییر بعدی ترانسفورماتور را نشان می دهد که عمدتاً برای جایگزینی سیم پیچ های رامکورف در نظر گرفته شده است. در این مورد، سیم پیچ اولیه با تعداد چرخش به طور قابل توجهی بیشتر استفاده می شود و ثانویه در مجاورت آن قرار دارد. جریان های تولید شده در دومی با ولتاژهای 10000 تا 30000 ولت معمولاً برای شارژ خازن ها و تغذیه یک سیم پیچ مستقل با فرکانس بالا استفاده می شود. مکانیسم کنترل تا حدودی متفاوت است، اما هر دو بخش - هسته و فنر تماس - مانند قبل قابل تنظیم هستند.

شکل 6 یک دستگاه کوچک از مجموعه ای از این دستگاه ها را نشان می دهد که به ویژه برای تولید ازن یا ضد عفونی در نظر گرفته شده است. با توجه به اندازه آن، بسیار کارآمد است و می توان آن را به ولتاژ اصلی 110 یا 220 ولت DC یا متصل کرد. جریان متناوب، اولی ارجح است.

ایل. 9. ترانسفورماتور و جیوه شکن

ایل. 10. مبدل بزرگ تسلا با محفظه مهر و موم شده و کنترل کننده جیوه

شکل 7 یک ترانسفورماتور بزرگتر را در این سری نشان می دهد. طراحی و چیدمان قطعات یکسان است، اما دو خازن در بدنه وجود دارد که یکی از آنها مانند مدل های قبلی وارد مدار سیم پیچ می شود، در حالی که دیگری به صورت موازی به سیم پیچ اولیه متصل می شود. بنابراین، در دومی، جریان های با قدرت زیاد تشکیل می شود و بنابراین، اثرات در مدار ثانویه افزایش می یابد. معرفی یک مدار تشدید اضافی مزایای دیگری نیز دارد، اما به نظر می رسد تنظیم دشوارتر است، و بنابراین استفاده از دستگاهی از این نوع برای به دست آوردن جریان با فرکانس ثابت معین مطلوب است.

ایل. 11. ژنراتور تسلا با مهر و موم هرمتیک جیوه شکنبرای ژنراتورهای ولتاژ پایین طراحی شده است

ایل. 13. نوع دیگری از مبدل جریان متناوببا مهر و موم هرمتیک جیوه شکن

ایل. 14. طرح و طرح قطعات مدل نشان داده شده در شکل 13

شکل 8 یک ترانسفورماتور با یک خردکن چرخشی را نشان می دهد. دو خازن با ظرفیت یکسان در کیس وجود دارد که می توانند به صورت سری یا موازی به یکدیگر متصل شوند. سلف های شارژ به صورت دو بابین بلند هستند که دو سر سیم مدار ثانویه روی آن قرار می گیرند. یک موتور DC کوچک برای راه اندازی بریکر طراحی شده ویژه استفاده می شود که سرعت آن می تواند بسیار متفاوت باشد. از جهات دیگر، این ژنراتور مشابه مدلی است که در شکل 3 نشان داده شده است و از موارد فوق به راحتی می توان به نحوه عملکرد آن پی برد. این ترانسفورماتور توسط من در آزمایش‌های انتقال بی‌سیم و اغلب برای روشن کردن آزمایشگاه با لوله‌های خلاءم مورد استفاده قرار گرفت و همچنین در طول سخنرانی ذکر شده در بالا که به آکادمی علوم نیویورک ارائه کردم، به نمایش گذاشته شد.

حالا بیایید به سراغ ماشین‌های دسته دوم برویم که یکی از آنها مبدل AC است که در شکل 9 نشان داده شده است. مدار آن شامل یک خازن و یک سیم پیچ القایی شارژ است که در یک محفظه، یک ترانسفورماتور و یک جیوه‌شکن قرار گرفته‌اند. طرح دومی برای اولین بار در ثبت اختراع من به شماره 609251 مورخ 16 اوت 1898 شرح داده شد. این شامل یک درام توخالی است که توسط یک موتور الکتریکی با مقدار کمی جیوه در داخل آن هدایت می شود، که با نیروی گریز از مرکز به دیواره های حفره پرتاب می شود و یک دیسک تماس را با خود حمل می کند و به طور دوره ای مدار خازن را بسته و باز می کند. با کمک پیچ های تنظیم بالای درام، می توان عمق غوطه وری تیغه ها و در نتیجه مدت زمان هر تماس را به دلخواه تغییر داد و در نتیجه ویژگی های بریکر را تنظیم کرد. این نوع بریکر تمام الزامات را برآورده می کرد، زیرا با جریان های 20 تا 25 آمپر به درستی کار می کرد. تعداد وقفه ها در هر ثانیه معمولاً بین 500 تا 1000 بود، اما نرخ های بالاتر نیز امکان پذیر است. کل واحد 10 "x 8" x 10" است و دارای توان خروجی تقریباً 1/2 کیلو وات است.

در مبدلی که در اینجا توضیح داده شد، شکن در معرض جو قرار می گیرد و اکسیداسیون تدریجی جیوه اتفاق می افتد. دستگاهی که در شکل 10 نشان داده شده است از این ایراد خلاص شده است.دارای یک محفظه فلزی سوراخ شده که داخل آن یک خازن و یک سیم پیچ القایی شارژ قرار دارد و بالای آن یک موتور چاپر و یک ترانسفورماتور قرار دارد.

ایل. 15 و 16. مبدل تسلا با مهر و موم هرمتیک جیوه شکنکه کار آنها توسط گرانش تنظیم می شود. مجموعه های موتور و شکن

نوع قطع کننده جیوه ای که باید توضیح داده شود بر اساس اصل جریان جت عمل می کند که برای تماس با یک دیسک چرخان در داخل درام ضربان دارد. قطعات ثابت در داخل محفظه بر روی میله ای که در تمام طول درام توخالی قرار دارد ثابت می شوند و برای آب بندی محفظه که داخل آن شکن قرار دارد از آب بند جیوه ای استفاده می شود. عبور جریان به داخل درام با استفاده از دو حلقه کشویی واقع در بالا انجام می شود که به صورت سری با خازن و سیم پیچ اولیه متصل می شوند. حذف اکسیژن یک پیشرفت غیرقابل انکار است که اکسیداسیون فلز و مشکلات مربوط به آن را حذف می کند و شرایط عملیاتی را همیشه حفظ می کند.

شکل 11 یک ژنراتور با مهر و موم هرمتیک را نشان می دهد جیوه شکن... در این دستگاه قسمت های ثابت بریکر داخل درام بر روی لوله ای که یک سیم عایق از آن عبور می کند، به یک ترمینال کلید متصل می شود و ترمینال دیگر به مخزن متصل می شود. این باعث می شود حلقه های کشویی غیر ضروری و ساخت و ساز ساده شود. این دستگاه برای ژنراتورهای با ولتاژ و فرکانس پایین طراحی شده است که به جریان نسبتاً کمی در سیم پیچ اولیه نیاز دارد و برای تحریک مدارهای تشدید استفاده می شود.

شکل 12 یک مدل بهبود یافته از نوسانگر است که در شکل 10 توضیح داده شده است. در این مدل، میله پشتیبان داخل درام توخالی حذف شده است و پمپ جیوه توسط گرانش در جای خود نگه داشته می شود. توضیحات بیشتر در رابطه با تصویر دیگری ارائه خواهد شد. هم ظرفیت خازن و هم تعداد دورهای مدار اولیه را می توان تغییر داد تا بتوان در چندین حالت فرکانس نوسان ایجاد کرد.

شکل 13 تصویری از نوع دیگری از ژنراتور است. جریان متناوببا مهر و موم هرمتیک جیوه شکنو شکل 14 نمودار مدار و آرایش قطعاتی است که از ثبت اختراع شماره 609245 من در 16 اوت 1898، که این دستگاه خاص را توصیف می کند، بازتولید شده است. خازن، سیم پیچ القایی، ترانسفورماتور و بریکر مانند قبل قرار گرفته اند، اما دومی دارای تفاوت های ساختاری است که پس از بررسی این مدار مشخص خواهد شد. طبل توخالی آمتصل به محور c، که با یک یاتاقان عمودی سوار شده و از یک آهنربای الکتریکی میدان دائمی عبور می کند. دموتور بدنه در داخل درام بر روی بلبرینگ های غلتشی تقویت شده است ساعتاز یک ماده مغناطیسی، محافظت شده توسط یک کلاهک b در مرکز یک حلقه آهنی لایه‌ای، با قطعات قطبی oo، که روی آن مارپیچ‌هایی متصل به جریان وجود دارد. آر.حلقه توسط چهار پایه پشتیبانی می شود و در حالت مغناطیسی بدنه را نگه می دارد ساعتدر یک موقعیت در حالی که درام در حال چرخش است. دومی از فولاد ساخته شده است و کلاهک بهتر است از نقره نیکل، اسیدی سیاه شده یا نیکل اندود ساخته شود. بدن ساعتدارای لوله کوتاه ک،خم می شود، همانطور که نشان داده شده است، تا مایع را در حین چرخش به دام بیاندازد و به دندانه های دیسک متصل به درام خارج شود. دیسک عایق است و تماس بین آن و مدار خارجی با استفاده از قیف جیوه ای انجام می شود. با چرخش سریع درام، جریانی از فلز مایع روی دیسک پرتاب می شود و به این ترتیب تماس تقریباً 1000 بار در ثانیه بسته و باز می شود. این دستگاه بی صدا کار می کند و به دلیل عدم وجود یک محیط اکسید کننده، همیشه تمیز و در شرایط عالی باقی می ماند. با این حال، امکان دستیابی به تعداد بسیار بیشتری از نوسانات در ثانیه به منظور ایجاد جریان مناسب برای تلفن بی سیم و سایر اهداف مشابه وجود دارد.

نوع اصلاح شده نوسانگر در شکل های 15 و 16 نشان داده شده است، اولی یک تصویر عکاسی و دومی نموداری است که آرایش قسمت های داخلی رگولاتور را نشان می دهد. در این مورد، شفت ب... ظرف توخالی حامل آ،تکیه بر یاطاقان نورد، متصل به اسپیندل j... که محموله به آن متصل است ک.عایق شده از دومی، اما به صورت مکانیکی به آن متصل است، براکت خم شده Lبه عنوان تکیه گاه برای یک دیسک قطع کننده چرخ آزاد با دندان عمل می کند. دیسک توسط یک قیف جیوه ای و یک فیش عایق که از بالای شفت بیرون زده به مدار خارجی متصل می شود. با توجه به موقعیت شیب دار موتور الکتریکی، بار کدیسک شکن را با نیروی گرانش در جای خود نگه می دارد و با چرخش شفت، حلقه خازن / سیم پیچ اولیه به سرعت بسته و باز می شود.

ایل. 17. مبدل تسلا با دستگاه قطع کننده به شکل جریان جیوه

شکل 17 یک دستگاه مشابه را نشان می دهد که در آن قطع کننده یک جت جیوه است که به چرخ دنده عایق برخورد می کند که روی یک پین عایق در مرکز درپوش درام قرار دارد، همانطور که در تصویر مشاهده می شود. اتصال به خازن با استفاده از برس هایی که روی همان پوشش قرار دارند انجام می شود.

شکل 18 - نوع مبدل با جیوه شکنبا استفاده از یک دیسک اصلاح شده در برخی جزئیات که باید به دقت در نظر گرفته شوند.

فقط چند مبدل AC تکمیل شده در اینجا نشان داده شده است، و آنها بخش کوچکی از دستگاه فرکانس بالا را تشکیل می دهند که امیدوارم بعداً، زمانی که از تعهدات فوری خلاص شوم، جزئیات آن را ارائه دهم.

ایل. 18. مبدل تسلا با جیوه شکنبا استفاده از دیسک

دینام

شرح:

دینام. دستگاه و اصل عملکرد.

تشخیص مجموعه ژنراتور جریان متناوب با استفاده از USB Autoscope III (اسیلوسکوپ Postalovsky).

هدف از کار: بررسی عملکرد مجموعه مولد.

1. مطالعه نمودار اصلی ژنراتور;

2. مطالعه مراحل آماده سازی دستگاه برای بهره برداری;

3. مطالعه ترتیب کار تشخیص:

4. بررسی عملکرد مجموعه مولد.

هدف، دستگاه و اصل عملکرد ژنراتور.

مجموعه ژنراتور برای تامین برق مصرف کنندگان موجود در سیستم تجهیزات الکتریکی و شارژ باتری در حین کارکرد موتور خودرو طراحی شده است. پارامترهای خروجی ژنراتور باید به گونه ای باشد که در هر حالت حرکت وسیله نقلیه، تخلیه تدریجی باتری رخ ندهد. علاوه بر این، ولتاژ در شبکه سواری خودرو که توسط مجموعه ژنراتور تامین می‌شود باید در محدوده وسیعی از تغییرات سرعت و بار پایدار باشد.
مجموعه ژنراتور یک دستگاه نسبتا قابل اعتماد است که می تواند در برابر افزایش ارتعاشات موتور، دمای بالای محفظه موتور، قرار گرفتن در معرض محیط مرطوب، خاک و سایر عوامل مقاومت کند.

دینام بر روی خودروهای مدرن نصب می شود. برای عملکرد عادی مصرف کنندگان فعلی روی خودرو، باید ولتاژ تغذیه پایدار وجود داشته باشد، بنابراین، صرف نظر از سرعت روتور ژنراتور و تعداد مصرف کننده های متصل، ولتاژ ژنراتور باید ثابت باشد. حفظ ولتاژ ثابت و محافظت از ژنراتور در برابر اضافه بار توسط دستگاهی به نام تنظیم کننده های ولتاژ یا رله-رگولاتور ارائه می شود.

بسته به شرایط جاده و آب و هوا و حالت های عملکرد وسایل نقلیه، ولتاژ ژنراتور تامین کننده مصرف کنندگان طراحی شده برای ولتاژ اسمی 12 ولت باید در محدوده 13.2 باشد. 15.5 ولت

دینام سه فاز، سنکرون، با تحریک الکترومغناطیسی است که در مقایسه با ژنراتور جریان مستقیم، مصرف فلز و ابعاد کلی کمتری دارد. با همین قدرت، از نظر طراحی ساده تر است و عمر مفید بیشتری دارد. ژنراتور را ژنراتور سنکرون می نامند زیرا فرکانس جریانی که تولید می کند با سرعت چرخش روتور ژنراتور متناسب است. توان ویژه دینام، به عنوان مثال. توان ژنراتور در واحد جرم آن تقریباً 2 برابر بیشتر از مولد جریان مستقیم است. این امکان افزایش نسبت دنده درایو ژنراتور را 2-3 برابر می کند، در نتیجه، در دور دور موتور، دینام ها تا 40٪ از توان نامی را توسعه می دهند که شرایط بهتری را برای شارژ کردن فراهم می کند. باتری ها و در نتیجه افزایش عمر مفید آنها. در کنار این، دینام ها با وجود تفاوت در اعداد سری، به ترتیب برای بسیاری از مدل های خودرو و کامیون یکپارچه هستند و تعدادی قطعات قابل تعویض (قرقره محرک، پروانه، یاتاقان و غیره) دارند و هیچ تفاوت اساسی در آنها ندارند. طرح.

اصل عملکرد ژنراتور.

ژنراتور بر اساس اثر القای الکترومغناطیسی است. اگر یک سیم پیچ، به عنوان مثال، از یک سیم مسی، توسط یک شار مغناطیسی نفوذ کند، پس از تغییر، یک ولتاژ الکتریکی متناوب در پایانه های سیم پیچ ظاهر می شود. برعکس، برای تشکیل یک شار مغناطیسی، کافی است یک جریان الکتریکی از سیم پیچ عبور داده شود.

بنابراین، برای به دست آوردن جریان الکتریکی متناوب، یک سیم پیچ لازم است که از طریق آن یک جریان الکتریکی مستقیم جریان داشته باشد و یک شار مغناطیسی به نام سیم پیچ میدان و یک سیستم قطب فولادی ایجاد کند که هدف آن رساندن شار مغناطیسی به سیم پیچ هایی است که به آن ها می گویند. سیم پیچ استاتور، که در آن یک ولتاژ متناوب القا می شود.

این کویل ها در شیارهای سازه فولادی، هسته مغناطیسی (بسته آهنی) استاتور قرار می گیرند. سیم پیچ استاتور با مدار مغناطیسی خود استاتور ژنراتور را تشکیل می دهد، مهمترین بخش ثابت آن، که در آن جریان الکتریکی تولید می شود، و سیم پیچ تحریک با سیستم قطب و برخی از قطعات دیگر (شفت، حلقه های لغزش) - روتور، آن مهمترین قسمت چرخشی

هنگامی که روتور در مقابل سیم پیچ های سیم پیچ استاتور می چرخد، قطب های "شمال" و "جنوب" روتور به طور متناوب ظاهر می شوند، یعنی جهت شار مغناطیسی نفوذ کننده به سیم پیچ تغییر می کند که باعث می شود ولتاژ متناوب در آن ظاهر شود.

سیم پیچی استاتور ژنراتورهای شرکت های خارجی و همچنین داخلی سه فاز می باشد. از سه قسمت تشکیل شده است که به آنها سیم پیچی فاز یا به سادگی فاز گفته می شود که در آن ولتاژ و جریان نسبت به یکدیگر به اندازه یک سوم دوره، یعنی 120 درجه الکتریکی جابجا می شوند. فازها را می توان در یک "ستاره" یا "مثلث" متصل کرد.

دستگاه ژنراتور

با توجه به طراحی آنها، مجموعه ژنراتورها را می توان به دو گروه تقسیم کرد - ژنراتورهای طراحی سنتی با یک فن در قرقره محرک و ژنراتورهای به اصطلاح طراحی فشرده با دو فن در حفره داخلی ژنراتور. معمولاً ژنراتورهای "کامپکت" از طریق یک تسمه پلی V به درایو با ضریب دنده بالا مجهز می شوند و به همین دلیل طبق اصطلاحات پذیرفته شده توسط برخی شرکت ها، ژنراتورهای پرسرعت نامیده می شوند. در عین حال، در این گروه ها، ژنراتورها را می توان متمایز کرد، که در آن مجموعه برس در حفره داخلی ژنراتور بین سیستم قطب روتور و پوشش عقب، و ژنراتورها، که در آن حلقه های لغزش و برس ها قرار دارند، قرار دارد. خارج از حفره داخلی در این مورد، ژنراتور دارای یک پوشش است که در زیر آن یک مونتاژ برس، یک یکسو کننده و، به عنوان یک قاعده، یک تنظیم کننده ولتاژ وجود دارد.

دستگاه ژنراتور در عکس نشان داده شده است. محفظه (5) و پوشش جلویی ژنراتور (2) به عنوان تکیه گاه برای یاتاقان ها (9 و 10) عمل می کنند که در آن آرمیچر (4) می چرخد. ولتاژ باتری از طریق برس ها (7) و حلقه های لغزنده (11) به سیم پیچ تحریک آرمیچر می رسد. آرمیچر توسط یک تسمه V شکل از طریق یک قرقره (1) هدایت می شود. هنگام راه اندازی موتور، به محض اینکه آرمیچر شروع به چرخش می کند، میدان الکترومغناطیسی که ایجاد می کند، جریان الکتریکی متناوب را در سیم پیچ استاتور (3) القا می کند. در واحد یکسو کننده (6) این جریان ثابت می شود. علاوه بر این، جریان از طریق یک تنظیم کننده ولتاژ همراه با یک واحد یکسو کننده وارد شبکه الکتریکی خودرو می شود تا سیستم جرقه زنی، سیستم های روشنایی و هشدار، ابزار دقیق و غیره را تامین کند تا از عملکرد روان همه مصرف کنندگان اطمینان حاصل شود.

اقدامات پیشگیرانه

عملکرد یک مجموعه تولید کننده مستلزم رعایت برخی قوانین است که عمدتاً مربوط به وجود قطعات الکترونیکی است.

1. کارکردن مجموعه ژنراتور با قطع باتری مجاز نیست. حتی یک قطع کوتاه باتری در حین کار ژنراتور می تواند منجر به خرابی عناصر تنظیم کننده ولتاژ شود.
هنگامی که باتری به طور کامل تخلیه می شود، غیرممکن است که ماشین را روشن کنید، حتی اگر آن را بکسل کنید: باتری جریان تحریک را ارائه نمی دهد و ولتاژ در شبکه داخلی نزدیک به صفر باقی می ماند. نصب یک باتری شارژ شده در حال کار کمک می کند، که سپس، زمانی که موتور کار می کند، به باتری قدیمی و تخلیه شده تغییر می کند. برای جلوگیری از خرابی عناصر تنظیم کننده ولتاژ (و مصرف کنندگان متصل) به دلیل افزایش ولتاژ، در هنگام تعویض باتری ها، لازم است مصرف کنندگان برق قدرتمند مانند شیشه عقب گرم یا چراغ های جلو روشن شوند. در آینده برای نیم ساعت یا یک ساعت کارکرد موتور با دور 1500-2000 دور در دقیقه، باتری تخلیه شده (در صورت سالم بودن کارکرد آن) به اندازه کافی شارژ می شود تا موتور روشن شود.

2. اتصال منابع برق با قطبیت معکوس (به علاوه "زمین") به شبکه داخلی مجاز نیست، که می تواند به عنوان مثال هنگام روشن کردن موتور از باتری ذخیره سازی خارجی رخ دهد.

اطلاعات مشابه

در حال حاضر ژنراتورهای سنکرون عمدتاً برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می شوند. ماشین های آسنکرون اغلب به عنوان موتور استفاده می شوند.

ژنراتورهای جریان متناوب معمولاً از یک سیم پیچ ثابت - یک استاتور و یک متحرک - یک روتور تشکیل شده اند.

تفاوت بین ماشین سنکرون و ماشین ناهمزمان در این است که در اولی میدان مغناطیسی استاتور همزمان با حرکت روتور می چرخد ​​و در ماشین های ناهمزمان یا پیشروی می کند یا از میدان در روتور عقب می ماند.

استفاده گسترده از ماشین های سنکرون به دلیل پارامترهای کیفی آنهاست. ژنراتورهای سنکرون ولتاژ بسیار پایداری تولید می کنند که برای اتصال طیف وسیعی از لوازم الکتریکی مناسب است.

با اتصال کوتاه در بار یا مصرف برق زیاد، جریان قابل توجهی از سیم پیچ های استاتور عبور می کند که می تواند منجر به خرابی ژنراتور شود. برای چنین ماشین هایی، خنک کننده مورد نیاز است - یک توربین روی شفت روتور قرار می گیرد و کل ساختار را خنک می کند.

با توجه به این موضوع، ژنراتورهای سنکرون به شرایط محیطی حساس هستند.

ژنراتورهای ناهمزمان در بیشتر موارد دارای کیس بسته بوده و نسبت به جریان راه اندازی بالای مصرف کنندگان برق حساس نیستند.

با این حال، برای عملکرد آنها، یک جریان بایاس قدرتمند خارجی مورد نیاز است. به طور کلی ژنراتورهای القایی ولتاژهای ناپایدار تولید می کنند. چنین ژنراتورهایی به طور گسترده ای به عنوان منابع انرژی برای دستگاه های جوش استفاده می شود.

ژنراتورهای سنکرون به عنوان مبدل های انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی در نیروگاه های برق آبی، نیروگاه های حرارتی، به عنوان ژنراتورهای بنزینی و دیزلی خانگی، به عنوان منابع انرژی روی کشتی در حمل و نقل گسترده هستند.

استاتورهای یک ژنراتور سنکرون و ناهمزمان از نظر طراحی با یکدیگر تفاوتی ندارند.

هسته استاتور از چندین صفحه فولادی الکتریکی تشکیل شده است که از یکدیگر جدا شده و در یک ساختار واحد مونتاژ شده اند (شکل 1). سیم پیچ های سیم پیچ بر روی شیارهای داخل استاتور نصب می شوند.

برای هر فاز، سیم پیچ شامل دو سیم پیچ است که در مقابل یکدیگر نصب شده و به صورت سری به هم متصل شده اند. چنین طرح سیم پیچی دو قطبی نامیده می شود.

در مجموع، سه گروه سیم پیچ بر روی استاتور نصب شده است (شکل 2)، با تغییر 120 درجه. گروه های فاز در یک "ستاره" یا "مثلث" به هم متصل هستند. گروه های سیم پیچ با تعداد زیادی قطب وجود دارد. تزریق

تغییر سیم پیچ نسبت به یکدیگر به طور کلی با فرمول (2π / 3) / n محاسبه می شود، که در آن n تعداد قطب های سیم پیچ است.

روتور ژنراتور یک آهنربای الکتریکی است که میدان مغناطیسی متناوب را در استاتور تحریک می کند. برای ژنراتورهای کوچک با توان کم، آهنرباهای معمولی اغلب روی روتور قرار دارند.
.

روتور یک ژنراتور سنکرون به یک تحریک کننده خارجی نیاز دارد - یک ژنراتور جریان مستقیم، در ساده ترین حالت، نصب شده روی همان شفت روتور.

تحریک کننده باید تغییری در جریان روتور ایجاد کند تا حالت کارکرد و توانایی خاموش کردن سریع میدان مغناطیسی در صورت خاموش شدن اضطراری را داشته باشد.

روتورها به دو دسته برجسته و غیر برجسته طبقه بندی می شوند. طراحی روتورهای قطب برجسته (شکل 3) متشکل از قطب های الکترومغناطیس 1 است که توسط سیم پیچ های قطب 2 متصل به هسته 3 تشکیل شده است. تحریک از طریق تماس های حلقه 4 به سیم پیچ عرضه می شود.

چنین روتورهایی در سرعت های دورانی پایین، به عنوان مثال، در توربین های هیدرولیک استفاده می شوند. با چرخش سریعتر شفت، نیروهای گریز از مرکز قابل توجهی ایجاد می شود که می تواند روتور را از بین ببرد.

در این مورد از روتورهای غیر برجسته قطب استفاده می شود (شکل 4). روتور غیر برجسته شامل شیارهای 1 است که در هسته 2 تشکیل شده است. سیم پیچ های روتور در شیارها ثابت می شوند (در شکل 4 نشان داده نشده است). تحریک خارجی نیز از طریق کنتاکت های 3 منتقل می شود. بنابراین، روتور با قطب های ضمنی استاتور "داخل بیرون" است.

میدان مغناطیسی دوقطبی یک روتور دوار را می توان با میدان مشابهی از یک آهنربای دائمی که با سرعت زاویه ای روتور می چرخد ​​جایگزین کرد. جهت جریان در هر سیم پیچ توسط قانون گیمبال تعیین می شود.

برای مثال، اگر جریان از ابتدای سیم پیچ A به نقطه X هدایت شود، چنین جریانی به طور معمول مثبت در نظر گرفته می شود (شکل 5). هنگامی که روتور می چرخد، یک جریان متناوب در سیم پیچ استاتور با تغییر فاز 2 π / 3 رخ می دهد.

برای پیوند دادن تغییر در جریان فاز A به نمودار، چرخش در جهت عقربه های ساعت را در نظر بگیرید. در لحظه اولیه زمان، میدان مغناطیسی روتور در گروه سیم پیچ فاز A جریان ایجاد نمی کند (شکل 6، موقعیت a).

در سیم پیچ فاز B جریان های منفی (از انتهای سیم پیچ تا ابتدا) و در سیم پیچ فاز C جریان های مثبت عمل می کنند. با چرخش بیشتر، روتور 90 درجه به سمت راست جابه جا می شود (شکل 6، ب). جریان در سیم پیچ A حداکثر مقدار مثبت را می گیرد و در سیم پیچ های فاز B و C - یک منفی میانی.

میدان مغناطیسی روتور یک چهارم دیگر از دوره جابجا می شود، روتور 180 درجه جابجا می شود (شکل 6، ج). جریان در سیم پیچ A دوباره به صفر می رسد، در سیم پیچ B مثبت است، در سیم پیچ فاز C منفی است.

با چرخش بیشتر روتور در نقطه، جریان فاز در سیم پیچ A به حداکثر مقدار منفی می رسد، جریان در سیم پیچ های B و C مثبت است (شکل 6، d). چرخش بیشتر روتور تمام مراحل قبلی را تکرار می کند.

ژنراتورهای سنکرون برای اتصال بارهایی با ضریب توان بالا (cosφ> 0.8) طراحی شده اند. با افزایش مولفه القایی بار، اثر مغناطیس زدایی روتور رخ می دهد که منجر به کاهش ولتاژ در پایانه ها می شود.

برای جبران آن، باید جریان تحریک را افزایش داد که منجر به افزایش دمای سیم پیچ ها می شود. از طرف دیگر، بار خازنی باعث افزایش مغناطیس روتور و افزایش ولتاژ می شود.

ژنراتورهای تک فاز در صنعت کاربرد زیادی ندارند. برای به دست آوردن جریان تک فاز، سیم پیچ های فاز سه فاز به یک مدار مشترک متصل می شوند. در این مورد، تلفات برق کمی در مقایسه با کلید سه فاز وجود دارد.

نظرات، اضافات به مقاله را بنویسید، شاید چیزی را از دست داده ام. نگاهی به آن بیندازید، خوشحال می شوم اگر چیز دیگری برای من مفید باشد.

سلام به خبره های دنیای برق و الکترونیک. اگر اغلب به سایت ما نگاه می کنید، احتمالاً به یاد دارید که اخیراً ما مطالب نسبتاً گسترده ای در مورد نحوه کار و عملکرد ژنراتور DC منتشر کرده ایم. ما ساختار آن را از ساده‌ترین نمونه‌های اولیه آزمایشگاهی تا واحدهای کاری مدرن به تفصیل شرح داده‌ایم. اگر قبلا آن را نخوانده اید حتما بخوانید.

امروز ما این موضوع را توسعه خواهیم داد و خواهیم فهمید که اصل عملکرد یک دینام چیست. بیایید در مورد حوزه های کاربرد، انواع و موارد دیگر صحبت کنیم.

بیایید با اساسی ترین شروع کنیم - جریان متناوب با جریان ثابت تفاوت دارد زیرا جهت حرکت خود را با دوره ای تغییر می دهد. همچنین مقدار را تغییر می دهد که بعداً در مورد آن با جزئیات بیشتر صحبت خواهیم کرد.

پس از مدت زمان معینی که ما آن را "T" می نامیم، مقادیر پارامترهای فعلی تکرار می شوند که می توان آنها را به صورت سینوسی در نمودار نشان داد - یک خط موجی که با همان دامنه از خط مرکزی عبور می کند.

اصول اساسی

پس هدف و دستگاه دینام که قبلاً دینام نامیده می شد، تبدیل انرژی جنبشی یعنی مکانیکی به انرژی الکتریکی است. اکثریت قریب به اتفاق ژنراتورهای مدرن از یک میدان مغناطیسی دوار استفاده می کنند.

• چنین دستگاه هایی به دلیل القای الکترومغناطیسی کار می کنند، هنگامی که یک سیم پیچ از یک ماده رسانا (معمولا سیم مسی) در یک میدان مغناطیسی می چرخد، یک نیروی الکتروموتور (EMF) در آن ایجاد می شود.
• در لحظه ای که هادی ها شروع به عبور از خطوط مغناطیسی میدان نیرو می کنند، جریان شروع به تشکیل می کند.

• علاوه بر این، مقدار پیک EMF در هادی زمانی به دست می آید که از قطب های اصلی میدان مغناطیسی عبور کند. در آن لحظاتی که آنها در امتداد خطوط نیرو می لغزند، القاء ایجاد نمی شود و EMF به صفر می رسد. به هر نموداری از نمودار ارائه شده نگاهی بیندازید - حالت اول زمانی که قاب عمودی است و حالت دوم در حالت افقی مشاهده می شود.

• برای درک بهتر فرآیندهای در حال انجام، باید قانون دست راست را که توسط همه در مدرسه مطالعه شده است را به یاد بیاورید، اما افراد کمی به یاد دارند. ماهیت آن در این است که اگر دست راست خود را طوری قرار دهید که خطوط نیروی میدان مغناطیسی از سمت کف دست وارد آن شود، انگشت شست کنار گذاشته شده جهت حرکت هادی و انگشتان باقی مانده را نشان می دهد. جهت EMF ناشی از آن را نشان می دهد.
• به نمودار بالا، موقعیت "a" نگاه کنید. در این لحظه، EMF در قاب برابر با صفر است. فلش ها جهت حرکت آن را نشان می دهند - بخشی از قاب A به سمت قطب شمال آهنربا حرکت می کند و B - قطب جنوب است که EMF حداکثر خواهد بود. با اعمال قانون دست راست که در بالا توضیح داده شد، می بینیم که جریان در قسمت "B" در جهت ما و در قسمت "A" - دور از ما شروع به جریان می کند.
• قاب بیشتر می‌چرخد و جریان در مدار شروع به کاهش می‌کند تا زمانی که قاب دوباره حالت افقی بگیرد (c).
• چرخش بیشتر منجر به این واقعیت می شود که جریان در جهت مخالف شروع به جریان می کند، زیرا قطعات قاب در مقایسه با موقعیت اولیه معکوس می شوند.

پس از نیم چرخش، همه چیز به حالت اولیه خود باز می گردد و چرخه دوباره تکرار می شود. در نتیجه دریافتیم که در طول چرخش کامل قاب، جریان دو برابر به حداکثر افزایش یافته و به صفر کاهش یافته و یک بار نسبت به حرکت اولیه جهت خود را تغییر داده است.

جریان متناوب

به طور کلی پذیرفته شده است که مدت دوره چرخش برابر با 1 ثانیه است و تعداد دوره های "T" فرکانس جریان الکتریکی است. در شبکه های الکتریکی استاندارد در روسیه و اروپا، در یک ثانیه، جریان 50 بار تغییر جهت می دهد - 50 دوره در ثانیه.

در الکترونیک، یکی از این دوره ها توسط واحد ویژه ای به نام فیزیکدان آلمانی G. Hertz تعیین می شود. یعنی در مثال داده شده شبکه های روسی فرکانس فعلی 50 هرتز است.

به طور کلی، جریان متناوب در الکترونیک کاربرد بسیار وسیعی یافته است، زیرا: تغییر مقدار ولتاژ آن با استفاده از ترانسفورماتورهایی که قطعات متحرک ندارند، بسیار آسان است. همیشه می توان آن را به جریان مستقیم تبدیل کرد. دستگاه چنین ژنراتورهایی بسیار قابل اعتمادتر و ساده تر از تولید جریان مستقیم است.

ساختار دینام

نحوه عملکرد یک ژنراتور جریان متناوب، در اصل، واضح است، اما هنگام مقایسه آن با یک همکار برای تولید جریان ثابت، نمی توان فوراً تفاوت را درک کرد.

قطعات اصلی کار و اتصال آنها

اگر مطالب قبلی را بخوانید، احتمالاً به یاد دارید که قاب در ساده ترین طرح به یک کلکتور متصل شده است که به صفحات تماس عایق تقسیم شده است و به نوبه خود به برس هایی که در امتداد آن می لغزند وصل شده است که از طریق آن یک مدار خارجی وجود دارد. متصل.

با توجه به اینکه صفحات جمع کننده دائماً با برس ها تغییر می کنند ، هیچ تغییری در جهت جریان وجود ندارد - به سادگی ضربان دارد و در یک جهت حرکت می کند ، یعنی کلکتور یکسو کننده است.

• برای جریان متناوب، چنین دستگاهی مورد نیاز نیست، بنابراین با حلقه های لغزشی جایگزین می شود، که انتهای قاب به آن وصل می شود. کل ساختار با هم حول یک محور مرکزی می چرخد. برس ها به حلقه ها متصل می شوند که همچنین در امتداد آنها می لغزند و تماس دائمی ایجاد می کنند.
• همانطور که در مورد جریان مستقیم، EMFهای ایجاد شده در قسمت های مختلف قاب خلاصه می شوند و مقدار حاصل از این پارامتر را تشکیل می دهند. در این حالت، جریان الکتریکی در مدار خارجی متصل شده از طریق برس ها (اگر مقاومت بار RH را به آن وصل کنید) جریان می یابد.
• در مثال بالا، "T" برابر است با چرخش کامل فریم. از این رو می توان نتیجه گرفت که فرکانس جریان تولید شده توسط ژنراتور مستقیماً به سرعت چرخش آرمیچر (قاب) یا به عبارت دیگر روتور در هر ثانیه بستگی دارد. با این حال، این فقط برای چنین ژنراتور ساده ای صدق می کند.

اگر تعداد جفت‌های قطب را افزایش دهید، تعداد تغییرات کامل جریان در هر دور آرمیچر به طور متناسب در ژنراتور افزایش می‌یابد و فرکانس آن طبق فرمول: f = np، که در آن f فرکانس است، اندازه‌گیری می‌شود. n تعداد دور در ثانیه، p تعداد جفت قطب های مغناطیسی دستگاه است.

• همانطور که قبلاً در بالا نوشتیم ، جریان یک جریان متناوب به صورت گرافیکی به صورت سینوسی نشان داده می شود ، بنابراین چنین جریانی سینوسی نیز نامیده می شود. بلافاصله می توان شرایط اصلی را تعیین کرد که ثبات ویژگی های چنین جریانی را تعیین می کند - این یکنواختی میدان مغناطیسی (مقدار ثابت آن) و سرعت چرخش ثابت آرمیچر است که در آن القا می شود.
• برای اینکه دستگاه به اندازه کافی قدرتمند باشد، از آهنرباهای الکتریکی استفاده می کند. سیم پیچ روتور، که در آن EMF القا می شود، در واحدهای عامل نیز یک قاب نیست، همانطور که در نمودارهای بالا نشان دادیم. تعداد بسیار زیادی هادی استفاده می شود که با الگوی خاصی به یکدیگر متصل می شوند

جالب است بدانید! تشکیل EMF نه تنها زمانی که هادی نسبت به میدان مغناطیسی جابجا می شود، بلکه برعکس، زمانی که خود میدان نسبت به هادی حرکت می کند که به طور فعال توسط طراحان موتورهای الکتریکی و ژنراتورها استفاده می شود، اتفاق می افتد.

• این خاصیت امکان قرار دادن سیم پیچی که EMF در آن القا می شود را نه تنها بر روی قسمت مرکزی چرخان دستگاه، بلکه بر روی قسمت ثابت نیز ممکن می سازد. در این حالت یک آهنربا به حرکت در می آید، یعنی قطب ها.

• با چنین ساختاری، سیم پیچ خارجی ژنراتور، یعنی مدار برق، نیازی به قطعات متحرک (حلقه ها و برس ها) ندارد - اتصال سفت و سخت، اغلب پیچ و مهره انجام می شود.
• بله، اما می توان به طور منطقی اعتراض کرد، آنها می گویند، همان عناصر باید روی سیم پیچ تحریک نصب شوند. این درست است، با این حال، جریان جاری در اینجا بسیار کمتر از قدرت نهایی ژنراتور خواهد بود، که سازماندهی منبع فعلی را بسیار ساده می کند. عناصر از نظر اندازه و وزن کوچک و بسیار قابل اعتماد خواهند بود، که باعث می شود چنین طراحی بیشترین تقاضا را داشته باشد، به خصوص برای واحدهای قدرتمند، به عنوان مثال، واحدهای کششی نصب شده بر روی لوکوموتیوهای دیزلی.
• اگر در مورد ژنراتورهای کم مصرف صحبت می کنیم، جایی که مجموعه فعلی هیچ مشکلی ندارد، بنابراین، اغلب از طرح "کلاسیک" با سیم پیچ آرمیچر چرخشی و آهنربای ثابت (سلف) استفاده می شود.

نصیحت! به هر حال، بخش ثابت دینام، از آنجایی که ساکن است، استاتور نامیده می شود، و به قسمت چرخان، روتور می گویند.

انواع دینام

ژنراتورها را می توان با چندین معیار طبقه بندی و متمایز کرد. به آنها زنگ بزنیم.

ژنراتورهای سه فاز

آنها می توانند در تعداد فازها متفاوت باشند و یک، دو و سه فاز باشند. در عمل، آخرین گزینه بسیار گسترده است.

• همانطور که در تصویر بالا مشاهده می کنید، واحد برق واحد دارای سه سیم پیچ مستقل است که در اطراف محیط اطراف استاتور قرار گرفته اند که 120 درجه نسبت به یکدیگر جابجا می شوند.
• روتور در این حالت یک آهنربای الکتریکی است که در حین چرخش، EMF متغیری را در سیم‌پیچ‌ها القا می‌کند که نسبت به یکدیگر در زمان یک سوم دوره "T" یعنی یک چرخه جابجا می‌شوند. در واقع هر سیم پیچ یک ژنراتور تک فاز جداگانه است که مدار خارجی R خود را با جریان متناوب تامین می کند یعنی سه مقدار جریان I (1،2،3) و به همان تعداد مدار داریم. هر یک از این سیم پیچ ها، همراه با مدار خارجی، فاز نامیده می شود.

• برای کاهش تعداد سیم‌های منتهی به ژنراتور، سه سیم برگشتی که از مصرف‌کنندگان انرژی به آن منتهی می‌شوند با یک سیم معمولی جایگزین می‌شوند که جریان‌های هر فاز از آن عبور می‌کند. به چنین سیم مشترکی صفر می گویند.
• اتصال تمام سیم پیچ های چنین ژنراتوری، هنگامی که انتهای آنها به یکدیگر متصل می شود، ستاره نامیده می شود. سه سیم جداگانه که ابتدای سیم پیچ ها را با مصرف کنندگان برق وصل می کنند خطی نامیده می شوند - آنها در امتداد آنها منتقل می شوند.
• اگر بار تمام فازها یکسان باشد، نیاز به یک سیم خنثی به طور کامل ناپدید می شود، زیرا کل جریان در آن صفر خواهد بود. می پرسی چطور این اتفاق می افتد؟ همه چیز بسیار ساده است - برای مفهوم یک اصل، کافی است مقادیر جبری هر جریان سینوسی را با 120 درجه تغییر فاز اضافه کنید. نمودار بالا به شما در درک این اصل کمک می کند اگر تصور کنید منحنی های روی آن تغییر جریان در سه فاز ژنراتور است.
• اگر بار در فازها یکسان نباشد، سیم خنثی شروع به عبور جریان می کند. به همین دلیل است که یک طرح اتصال ستاره 4 سیم رایج است، زیرا به شما امکان می دهد دستگاه های الکتریکی را که در آن لحظه در شبکه گنجانده شده اند ذخیره کنید.

• ولتاژ بین سیم های خط خطی نامیده می شود، در حالی که ولتاژ در هر فاز فاز است. جریان های جاری در فازها نیز خطی هستند.
• سیم کشی ستاره تنها یکی نیست. گزینه دیگری برای اتصال سه سیم پیچ به صورت سری وجود دارد، زمانی که انتهای یکی به ابتدای سیم پیچ دوم وصل می شود و به همین ترتیب تا زمانی که یک حلقه بسته تشکیل شود (نمودار بالا "ب" را ببینید). سیم های خروجی از ژنراتور در محل اتصال سیم پیچ ها وصل می شوند.
• در این صورت ولتاژ فاز و خط یکسان و جریان سیم خط با همان بار بیشتر از فاز یک خواهد بود.
• چنین اتصالی همچنین نیازی به سیم خنثی ندارد، که مزیت اصلی ژنراتور سه فاز است. سیم های کمتر به دلیل استفاده کمتر از فلزات غیرآهنی، آن را ساده تر و ارزان تر می کند.

یکی دیگر از ویژگی های طرح اتصال سه فاز، ظاهر میدان مغناطیسی دوار است که امکان ایجاد موتورهای ناهمزمان ساده و قابل اعتماد را فراهم می کند.

اما این همه ماجرا نیست. هنگام یکسو کردن جریان تک فاز در خروجی یکسو کننده، ولتاژی با ریپل از صفر تا حداکثر مقدار به دست می آید. به نظر ما، اگر اصل اساسی عملکرد چنین دستگاهی را درک کنید، دلیل آن واضح است. هنگامی که یک تغییر فاز وجود دارد، ریپل به شدت کاهش می یابد و از 8٪ تجاوز نمی کند.

تفاوت در ظاهر

ژنراتورها از نظر ظاهری نیز متفاوت هستند که 2 مورد از آنها وجود دارد:

• دینام سنکرون- ویژگی اصلی چنین واحدی اتصال سفت و سخت فرکانس EMF متغیر است که در سیم پیچ و فرکانس همزمان چرخش، یعنی چرخش روتور القا می شود.

1. به نمودار بالا نگاهی بیندازید. روی آن ما یک استاتور با سیم پیچ سه فاز را می بینیم که در یک مدار مثلثی متصل است، که تفاوت زیادی با موتورهای ناهمزمان ندارد.
2. روی روتور ژنراتور یک آهنربای الکتریکی با سیم پیچ تحریک وجود دارد که با جریان مستقیم تغذیه می شود که می تواند به هر روش شناخته شده ای به آن عرضه شود - این بعداً با جزئیات بیشتر توضیح داده خواهد شد.
3. به جای یک آهنربای الکتریکی، می توان از یک ثابت استفاده کرد، سپس نیاز به قطعات لغزنده مدار، به شکل برس و حلقه های لغزنده، به طور کلی ناپدید می شود، برای چنین ژنراتوری به اندازه کافی قدرتمند نخواهد بود و به طور معمول نمی تواند خروجی را تثبیت کند. ولتاژها
4. یک درایو به شفت روتور متصل است - هر موتوری که انرژی مکانیکی تولید می کند و با سرعت سنکرون خاصی به حرکت در می آید.
5. از آنجایی که میدان مغناطیسی قطب های اصلی با روتور می چرخد، القای EMF متغیر در سیم پیچ استاتور شروع می شود که می تواند به عنوان E1، E2 و E3 تعیین شود. این متغیرها از نظر مقدار یکسان خواهند بود، اما همانطور که قبلاً بیش از یک بار ذکر شد، در فاز 120 درجه جابجا می شوند. این مقادیر با هم یک سیستم EMF سه فاز را تشکیل می دهند که متقارن است.
6. یک بار به نقاط C1، C2 و C3 متصل می شود و جریان های I1، I2 و I روی فازهای سیم پیچ در استاتور ظاهر می شوند. در این زمان، هر فاز از خود استاتور به یک آهنربای الکتریکی قدرتمند تبدیل می شود و یک مغناطیسی دوار ایجاد می کند. رشته.
7. سرعت دورانی میدان مغناطیسی استاتور با سرعت چرخشی روتور مطابقت دارد.

• ژنراتورهای ناهمزمان- آنها از مثالی که در بالا توضیح داده شد با این واقعیت متمایز می شوند که فرکانس های EMF و چرخش روتور به طور سفت و سخت به یکدیگر متصل نیستند. تفاوت بین این پارامترها لغزش نامیده می شود.

1. میدان الکترومغناطیسی چنین ژنراتوری در حالت عملکرد معمولی، گشتاور ترمز را تحت بار بر روی چرخش روتور اعمال می کند، بنابراین فرکانس تغییر میدان مغناطیسی کمتر خواهد بود.
2. این واحدها نیازی به مجموعه های پیچیده و استفاده از مواد گران قیمت برای ایجاد ندارند، بنابراین به دلیل نگهداری آسان و سادگی خود دستگاه، به طور گسترده به عنوان موتور الکتریکی برای حمل و نقل استفاده می شوند. این ژنراتورها در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه مقاوم هستند، اما در دستگاه هایی که به شدت به فرکانس جریان وابسته هستند، قابل استفاده نیستند.

روش های تحریک سیم پیچی

آخرین تفاوت بین مدل ها که می خواهم به آن اشاره کنم به نحوه تغذیه سیم پیچ محرک مربوط می شود.

در اینجا 4 نوع وجود دارد:

1. سیم پیچ از یک منبع شخص ثالث تغذیه می شود.
2. ژنراتورهای خود هیجان زده- برق از خود ژنراتور گرفته می شود، در حالی که ولتاژ اصلاح می شود. با این حال، با قرار گرفتن در حالت غیر فعال، چنین ژنراتوری قادر به تولید ولتاژ کافی برای راه اندازی نخواهد بود، که برای آن مدار از باتری استفاده می کند که در هنگام راه اندازی درگیر می شود.
3. گزینه ای با سیم پیچ تحریکی که توسط ژنراتور دیگری با توان پایین تر تغذیه می شود و با آن روی همان شفت نصب شده است.... ژنراتور دوم باید از یک منبع شخص ثالث شروع شود، به عنوان مثال، همان باتری.
4. نوع دوم از آنجایی که از آهنربای دائمی در دستگاه استفاده می شود، به هیچ وجه به منبع تغذیه سیم پیچ تحریک نیازی ندارد.

کاربرد دینام در عمل

چنین ژنراتورهایی تقریباً در تمام حوزه های فعالیت انسانی که انرژی الکتریکی مورد نیاز است استفاده می شود. علاوه بر این، اصل استخراج آن تنها در روش حرکت شفت دستگاه متفاوت است. نیروگاه های آبی، حرارتی و حتی هسته ای اینگونه کار می کنند.

این ایستگاه ها شبکه های عمومی را از طریق سیم تغذیه می کنند که مصرف کننده نهایی یعنی همه ما به آن متصل هستیم. با این حال، اشیاء زیادی وجود دارند که نمی‌توان انرژی الکتریکی را از این طریق به آنها رساند، به عنوان مثال، حمل و نقل، مکان‌های ساخت و ساز دور از خطوط برق، روستاهای بسیار دور، دیده‌بان‌ها، دکل‌های حفاری و غیره.

این فقط یک چیز را معنی می کند - شما به ژنراتور و موتور خود نیاز دارید که آن را به حرکت در می آورد. بیایید نگاهی به چند وسیله کوچک و رایج در زندگی خود بیاندازیم.

ژنراتورهای خودرو

در عکس - یک ژنراتور الکتریکی برای یک ماشین

ممکن است کسی بلافاصله بگوید: «چطور؟ این یک ژنراتور DC است!" بله، واقعاً اینطور است، اما فقط وجود یکسو کننده که این جریان را ثابت می کند، باعث می شود. اصل اساسی عملکرد متفاوت نیست - همان روتور، همان آهنربای الکتریکی و غیره.

این دستگاه به گونه ای عمل می کند که بدون توجه به سرعت چرخش شفت، ولتاژ 12 ولت تولید می کند که توسط رگلاتور تأمین می شود و سیم پیچ میدان از طریق آن تغذیه می شود. سیم پیچ تحریک شروع می شود، با باتری ماشین تغذیه می شود، روتور واحد توسط موتور ماشین از طریق یک قرقره هدایت می شود، پس از آن EMF شروع به القا می کند.

چندین دیود برای اصلاح جریان سه فاز استفاده می شود.

ژنراتور سوخت مایع

دستگاه دینام بنزینی، درست مانند دیزل، تفاوت چندانی با دستگاه نصب شده در ماشین شما ندارد، به استثنای این تفاوت که همانطور که انتظار می رود، جریان متناوب تولید می کند.

از ویژگی ها، می توان این واقعیت را مشخص کرد که روتور واحد باید همیشه با همان سرعت بچرخد، زیرا با افت، تولید برق بدتر می شود. این یک نقص قابل توجه در چنین دستگاه هایی است - اثر مشابهی هنگام فرسوده شدن قطعات رخ می دهد.

جالب است بدانید! اگر باری به ژنراتور وصل شود که کمتر از ژنراتور در حال کار است، آنگاه از توان خود به طور کامل استفاده نمی کند و مقداری از سوخت مایع را بیهوده می خورد.

مجموعه بزرگی از واحدهای مشابه در بازار وجود دارد که برای ظرفیت های مختلف طراحی شده اند. آنها به دلیل تحرک بسیار محبوب هستند. در عین حال ، دستورالعمل استفاده بسیار ساده است - ما با دست خود سوخت را پر می کنیم ، موتور را با چرخاندن کلید روشن می کنیم و وصل می کنیم ...

در این مورد، شاید، ما به پایان خواهیم رسید. هدف و ساختار کلی این دستگاه ها را به ساده ترین شکل ممکن تحلیل کرده ایم. امیدواریم دینام و اصل کارکرد آن کمی به شما نزدیک شده باشد و با پیشنهاد ما بخواهید خود را در دنیای جذاب مهندسی برق غرق کنید.

تجهیزات الکتریکی هر وسیله نقلیه شامل ژنراتور- وسیله ای که انرژی مکانیکی دریافتی از موتور را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. همراه با تنظیم کننده ولتاژ، مجموعه ژنراتور نامیده می شود. دینام بر روی خودروهای مدرن نصب می شود. آنها نیازها را تا حد زیادی برآورده می کنند.

الزامات ژنراتور:

• پارامترهای خروجی ژنراتور باید به گونه ای باشد که تخلیه تدریجی باتری در هیچ حالت رانندگی وسیله نقلیه رخ ندهد.
• ولتاژ در شبکه سواری خودرو که توسط ژنراتور تامین می شود باید در محدوده وسیعی از تغییرات سرعت و بار پایدار باشد.

نیاز اخیر به این دلیل است که باتری ذخیره سازی به درجه پایداری ولتاژ بسیار حساس است. ولتاژ بسیار پایین باعث شارژ کم باتری و در نتیجه مشکل در راه اندازی موتور می شود؛ ولتاژ زیاد منجر به شارژ بیش از حد باتری و در نتیجه خرابی سریع آن می شود.

اصل عملکرد ژنراتور و طراحی اساسی آن برای همه خودروها یکسان است، تنها در کیفیت ساخت، ابعاد و محل گره های اتصال متفاوت است.

قسمت های اصلی ژنراتور:

1. قرقره- برای انتقال انرژی مکانیکی از موتور به محور ژنراتور با استفاده از تسمه استفاده می شود.
2. محفظه ژنراتوراز دو پوشش تشکیل شده است: جلو (از سمت قرقره) و عقب (از سمت حلقه های لغزنده) که برای نصب استاتور، نصب ژنراتور روی موتور و قرار دادن یاتاقان ها (تکیه کنندگان) روتور طراحی شده است. پوشش پشتی شامل یکسوساز، مجموعه برس، تنظیم کننده ولتاژ (در صورت تعبیه شده) و پایانه های خارجی برای اتصال به سیستم تجهیزات الکتریکی است.
3. روتور- یک شفت فولادی با دو آستین فولادی به شکل kpyuvo که روی آن قرار دارد. بین آنها یک سیم پیچ تحریک وجود دارد که سرنخ های آن به حلقه های لغزنده متصل می شوند. ژنراتورها مجهز به حلقه های مسی عمدتاً استوانه ای هستند.
4. استاتور- بسته ای از ورق های فولادی به شکل لوله. در شیارهای آن یک سیم پیچ سه فاز وجود دارد که در آن نیروی ژنراتور تولید می شود.
5. مونتاژ با دیودهای یکسو کننده- ترکیبی از شش دیود قدرتمند، فشرده شده در سه در هیت سینک مثبت و منفی.
6. تنظیم کننده ولتاژ- دستگاهی که هنگام تغییر بار الکتریکی، سرعت روتور دینام و دمای محیط، ولتاژ شبکه داخل خودرو را در محدوده های مشخص شده حفظ می کند.
7. مونتاژ برس- ساختار پلاستیکی قابل جابجایی دارای برس های فنری در تماس با حلقه های روتور است.
8. پوشش محافظ برای ماژول دیود.

نمودار اتصال الکتریکی عناصر ژنراتور را در نظر بگیرید.


نمودار شماتیک مجموعه ژنراتور:
1. سوئیچ احتراق؛
2. خازن سرکوب تداخل.
3. باتری قابل شارژ.
4. چراغ نشانگر سلامت ژنراتور.
5. دیودهای مثبت یکسو کننده قدرت.
6. دیودهای منفی یکسو کننده قدرت.
7. دیودهای سیم پیچ تحریک.
8. سیم پیچی سه فاز استاتور.
9. سیم پیچ تحریک (روتور);
10. مونتاژ برس;
11. تنظیم کننده ولتاژ;
B + خروجی ژنراتور "+"؛
ب- «جرم» مولد;
منبع تغذیه میدانی D + مرجع ولتاژ برای تنظیم کننده ولتاژ.

ژنراتور بر اساس اثر القای الکترومغناطیسی است. اگر یک سیم پیچ، به عنوان مثال، از یک سیم مسی، توسط شار مغناطیسی نفوذ کند، پس از تغییر آن، یک ولتاژ الکتریکی در پایانه های سیم پیچ ظاهر می شود که متناسب با سرعت تغییر شار مغناطیسی است. برعکس، برای تشکیل یک شار مغناطیسی، کافی است یک جریان الکتریکی از سیم پیچ عبور داده شود. بنابراین، برای به دست آوردن یک جریان الکتریکی متناوب، یک منبع میدان مغناطیسی متناوب و یک سیم پیچ مورد نیاز است که ولتاژ متناوب به طور مستقیم از آن حذف می شود.

سیم پیچ تحریک با سیستم قطب، شفت و حلقه های لغزش تشکیل می شود روتورمهم ترین قسمت چرخان آن که منبع میدان مغناطیسی متناوب است.

روتور ژنراتور 1. شفت روتور;
2. قطب های روتور;
3. سیم پیچ تحریک.
4. حلقه های لغزنده.
سیستم قطب روتور دارای یک شار مغناطیسی باقیمانده است که حتی در صورت عدم وجود جریان در سیم پیچ میدان وجود دارد. با این حال، ارزش آن کوچک است و قادر به ایجاد خود تحریکی ژنراتور تنها در سرعت های خیلی بالا است. بنابراین، برای مغناطش اولیه روتور، جریان کمی از سیم پیچ آن از باتری عبور می کند، معمولاً از طریق یک لامپ نظارت بر عملکرد ژنراتور. قدرت این جریان نباید خیلی زیاد باشد تا باتری تخلیه نشود، اما خیلی کم نباشد تا ژنراتور بتواند از قبل در دور موتور بیکار تحریک شود. بر اساس این ملاحظات، قدرت لامپ آزمایشی معمولاً 2 ... 3 وات است. پس از اینکه ولتاژ روی سیم‌پیچ‌های استاتور به مقدار عملیاتی رسید، لامپ خاموش می‌شود و سیم‌پیچ تحریک از خود ژنراتور تغذیه می‌شود. در این مورد، ژنراتور بر روی خود تحریکی عمل می کند.

ولتاژ خروجی حذف می شود سیم پیچی استاتور... هنگامی که روتور در مقابل سیم پیچ های سیم پیچ استاتور می چرخد، قطب های "شمال" و "جنوب" روتور به طور متناوب ظاهر می شوند، یعنی جهت شار مغناطیسی نفوذی به سیم پیچ استاتور تغییر می کند که باعث می شود ولتاژ متناوب در آن ظاهر شود. فرکانس این ولتاژ به سرعت چرخش روتور ژنراتور و تعداد جفت قطب های آن بستگی دارد.

استاتور ژنراتور
1. سیم پیچ استاتور.
2. نتیجه گیری پیچ در پیچ.
3. مدار مغناطیسی.
سیم پیچ استاتور سه فاز است. این سیم پیچ از سه سیم پیچ مجزا تشکیل شده است که به آنها سیم پیچ فاز یا به سادگی فاز گفته می شود که بر اساس فناوری خاصی روی یک مدار مغناطیسی پیچیده می شود. ولتاژ و جریان در سیم پیچ ها نسبت به یکدیگر تا یک سوم دوره جابجا می شوند، یعنی. 120 درجه الکتریکی مطابق شکل.

اسیلوگرام ولتاژ فاز سیم پیچ ها
U 1، U 2، U 3 - ولتاژ سیم پیچ؛
T - دوره سیگنال (360 درجه)؛
F - جابجایی فاز (120 درجه).
سیم پیچ های فاز می توانند ستاره یا مثلث متصل شوند.


انواع اتصال سیم پیچ
1. "ستاره"؛
2. "مثلث".
هنگامی که در یک "مثلث" متصل می شود، جریان در هر یک از سیم پیچ ها 1.7 برابر کمتر از جریان داده شده توسط ژنراتور است. این بدان معنی است که با همان جریانی که توسط ژنراتور ارائه می شود، جریان در سیم پیچ ها هنگام اتصال به "مثلث" بسیار کمتر از جریان "ستاره" است. بنابراین، در ژنراتورهای با قدرت بالا، اغلب از اتصال "مثلثی" استفاده می شود، زیرا در جریان های پایین تر، سیم پیچ ها را می توان با سیم نازک تر، که از نظر فناوری پیشرفته تر است، پیچید. برای اتصالات ستاره نیز می توان از سیم نازک تری استفاده کرد. در این حالت سیم پیچ از دو سیم پیچ موازی ساخته می شود که هر کدام در یک "ستاره" به هم متصل می شوند، یعنی یک "ستاره دوگانه" به دست می آید.

شبکه سواری خودرو به یک منبع ولتاژ ثابت برای آن نیاز دارد. بنابراین، سیم پیچ استاتور، شبکه سواری خودرو را از طریق یکسو کننده تعبیه شده در ژنراتور تغذیه می کند. یکسو کنندهبرای یک سیستم سه فاز، شامل شش دیود نیمه هادی قدرت است که سه تای آنها به ترمینال "+" ژنراتور و سه تای دیگر به ترمینال "-" ("زمین") متصل هستند. دیودهای نیمه هادی در حالت باز هستند و هنگامی که ولتاژی در جهت جلو به آنها اعمال می شود مقاومت قابل توجهی در برابر عبور جریان از خود نشان نمی دهند و عملاً جریانی را با ولتاژ معکوس عبور نمی دهند. لازم به ذکر است که اصطلاح "دیود یکسو کننده" همیشه طراحی آشنا را پنهان نمی کند، که دارای محفظه، سرب و غیره است، گاهی اوقات فقط یک اتصال سیلیکونی نیمه هادی است که روی هیت سینک مهر و موم شده است.

مونتاژ با دیودهای یکسو کننده
1.دیودهای قدرت؛
2. دیودهای اضافی.
3. هیت سینک.
بسیاری از سازندگان به منظور محافظت از قطعات الکترونیکی خودرو در برابر نوسانات ولتاژ، دیودهای پل برق را با دیودهای زنر تعویض می کنند. تفاوت بین دیود زنر و دیود یکسو کننده در این است که وقتی ولتاژی در جهت مخالف به آن اعمال می شود، فقط تا مقدار معینی از این ولتاژ جریانی را که ولتاژ تثبیت نامیده می شود عبور نمی دهد. معمولاً در دیودهای زنر برق، ولتاژ تثبیت 25 ... 30 ولت است. هنگامی که به این ولتاژ می رسد، دیودهای زنر از بین می روند، یعنی شروع به عبور جریان در جهت مخالف و در محدوده های معینی می کنند. تغییر در قدرت این جریان، ولتاژ روی دیود زنر، و در نتیجه، و در خروجی "+" ژنراتور بدون تغییر باقی می ماند و به مقادیر خطرناک برای قطعات الکترونیکی نمی رسد. خاصیت دیود زنر برای ثابت نگه داشتن ولتاژ در پایانه های خود پس از "خرابی" نیز در تنظیم کننده های ولتاژ استفاده می شود.

همانطور که در بالا ذکر شد، ولتاژهای روی سیم‌پیچ‌ها در امتداد منحنی‌های نزدیک به یک سینوسی تغییر می‌کنند و در برخی لحظات مثبت و در برخی دیگر منفی می‌شوند. اگر جهت مثبت ولتاژ در فاز در امتداد فلش به سمت نقطه صفر سیم پیچ استاتور گرفته شود و از آن منفی شود، برای مثال، برای لحظه t که ولتاژ فاز دوم وجود ندارد، فاز اول مثبت و مرحله سوم منفی است. جهت ولتاژ فاز مطابق با فلش های نشان داده شده در شکل است.

جهت جریان در سیم پیچ ها و یکسو کننده ژنراتور

جریان عبوری از سیم پیچ ها، دیودها و بار در جهت این فلش ها جریان می یابد. با در نظر گرفتن هر نقطه دیگری از زمان، به راحتی می توان اطمینان حاصل کرد که در یک سیستم سه فاز، ولتاژ ناشی از سیم پیچی فازهای ژنراتور، دیودهای یکسو کننده برق از باز به بسته و عقب می روند به گونه ای که جریان در بار فقط یک جهت دارد - از ترمینال "+" نصب ژنراتور تا خروجی آن "-" ("جرم")، یعنی یک جریان ثابت (تصحیح) در بار جریان می یابد.

در تعداد قابل توجهی از انواع ژنراتورها، سیم پیچ تحریک به یکسو کننده خود متصل است که روی سه دیود مونتاژ شده است. این اتصال سیم پیچ میدان از عبور جریان تخلیه باتری از طریق آن در زمانی که موتور خودرو کار نمی کند جلوگیری می کند. دیودهای یکسو کننده سیم پیچ میدان به روشی مشابه کار می کنند و این سیم پیچ را با جریان یکسو شده تامین می کنند. علاوه بر این، یکسو کننده سیم پیچ تحریک نیز شامل 6 دیود است که سه تای آنها با یکسو کننده قدرت (دیودهای منفی) مشترک هستند. جریان تحریک به طور قابل توجهی کمتر از جریانی است که توسط ژنراتور به بار وارد می شود. بنابراین، دیودهای جریان کم با اندازه کوچک برای جریان بیش از 2 A به عنوان دیودهای سیم پیچ تحریک استفاده می شود (برای مقایسه، دیودهای یکسو کننده قدرت اجازه می دهد تا جریان تا 25 ... 35 A جریان یابد).

در صورت نیاز به افزایش توان ژنراتور از بازوی یکسو کننده اضافی استفاده می شود.

چنین مدار یکسو کننده فقط زمانی می تواند اتفاق بیفتد که سیم پیچ های استاتور به یک "ستاره" متصل شده باشند، زیرا بازوی اضافی از نقطه "صفر" "ستاره" تغذیه می شود. اگر ولتاژهای فاز صرفاً به صورت سینوسی تغییر می کرد، این دیودها اصلاً در فرآیند تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم شرکت نمی کردند. با این حال، در ژنراتورهای واقعی، شکل ولتاژ فاز با سینوسی متفاوت است. این مجموع سینوسی ها است که به آنها مولفه هارمونیک یا هارمونیک می گویند - اولی که فرکانس آن با فرکانس ولتاژ فاز منطبق است و بالاترین، عمدتاً سومی که فرکانس آن سه برابر بیشتر از اولی است. .

شکل واقعی ولتاژ فاز به صورت مجموع دو هارمونیک:
ولتاژ سیم پیچ فاز 1.
2. هارمونیک اول;
3. هارمونیک سوم;
از مهندسی برق مشخص است که در ولتاژ خط، یعنی در ولتاژی که به یکسو کننده و یکسو کننده می شود، هارمونیک سوم وجود ندارد. این به دلیل این واقعیت است که هارمونیک های سوم تمام ولتاژهای فاز در فاز منطبق می شوند، یعنی به طور همزمان به مقادیر یکسانی می رسند و در همان زمان متقابلاً در ولتاژ خط تعادل برقرار می کنند و یکدیگر را خنثی می کنند. بنابراین، هارمونیک سوم در ولتاژ فاز وجود دارد، اما در ولتاژ خطی وجود ندارد. در نتیجه، توان ایجاد شده توسط هارمونیک سوم ولتاژ فاز نمی تواند توسط مصرف کنندگان استفاده شود. برای استفاده از این توان، دیودهایی اضافه می‌شوند که به نقطه صفر سیم‌پیچ‌های فاز، یعنی به نقطه‌ای که عمل ولتاژ فاز تأثیر می‌گذارد، متصل می‌شوند. بنابراین، این دیودها فقط ولتاژ هارمونیک سوم ولتاژ فاز را اصلاح می کنند. استفاده از این دیودها قدرت ژنراتور را تا 5 ... 15 درصد با سرعت بیش از 3000 دقیقه -1 افزایش می دهد.

ولتاژ یک ژنراتور بدون تنظیم کننده به شدت به فرکانس چرخش روتور آن، شار مغناطیسی ایجاد شده توسط سیم پیچ تحریک و در نتیجه به قدرت جریان در این سیم پیچ و مقدار جریان داده شده توسط ژنراتور بستگی دارد. به مصرف کنندگان. هرچه فرکانس چرخش و قدرت جریان تحریک بیشتر باشد، هر چه ولتاژ ژنراتور بیشتر باشد، هر چه قدرت جریان بار آن بیشتر باشد، این ولتاژ کمتر می شود. عملکرد تنظیم کننده ولتاژتثبیت ولتاژ زمانی است که سرعت و بار به دلیل تأثیر بر جریان تحریک تغییر می کند. قبلاً از تنظیم کننده های ارتعاش و سپس ترانزیستورهای تماسی استفاده می شد. این دو نوع تنظیم کننده در حال حاضر به طور کامل توسط رگولاتورهای الکترونیکی جایگزین شده اند.

ظاهر رگولاتورهای ولتاژ الکترونیکی

طراحی رگولاتورهای نیمه هادی الکترونیکی ممکن است متفاوت باشد، اما اصل عملکرد برای همه رگولاتورها یکسان است. البته همانطور که در رگولاتورهای ولتاژ ارتعاشی قبلی انجام شد، می توانید با وارد کردن یک مقاومت اضافی به این مدار، جریان را در مدار تحریک تغییر دهید، اما این روش با افت توان در این مقاومت همراه است و در الکترونیک استفاده نمی شود. تنظیم کننده. کنترل کننده های الکترونیکی جریان تحریک را با روشن و خاموش کردن سیم پیچ تحریک از شبکه تغذیه تغییر می دهند، در حالی که مدت زمان نسبی زمان روشن شدن سیم پیچ تحریک تغییر می کند. اگر برای تثبیت ولتاژ، نیاز به کاهش جریان تحریک باشد، زمان روشن کردن سیم پیچ تحریک کاهش می یابد، در صورت لزوم افزایش آن افزایش می یابد.

نقطه ضعف نوع داده شده برای اتصال رگولاتور این است که رگولاتور ولتاژ را در ترمینال "D +" ژنراتور حفظ می کند و مصرف کنندگان از جمله باتری ذخیره سازی به ترمینال "B +" متصل می شوند. علاوه بر این، با این فعال سازی، رگولاتور افت ولتاژ سیم های اتصال بین ژنراتور و باتری را درک نمی کند و تنظیماتی در ولتاژ ژنراتور برای جبران این افت انجام نمی دهد. این معایب در مدار زیر حذف می شود، جایی که ولتاژ به مدار ورودی رگولاتور از گره ای که باید تثبیت شود، تامین می شود، معمولاً این ترمینال "B +" ژنراتور است.

برخی از تنظیم کننده های ولتاژ دارای خاصیت جبران حرارتی هستند - تغییر در ولتاژ عرضه شده به باتری، بسته به دمای هوا در محفظه موتور برای شارژ بهینه باتری. هر چه دمای هوا کمتر باشد، ولتاژ بیشتری باید به باتری داده شود و بالعکس. مقدار جبران حرارتی تا 0.01 ولت در هر 1 درجه سانتیگراد می رسد.