直流发电机

直流发电机的工作原理

发电机是基于使用 电磁感应定律，根据该导体在磁场中移动并穿过磁通量， 由 ef 引起。

直流电机的主要部件之一是磁路，通过它闭合磁通量。直流电机的磁路（图 1）由静止部分 - 定子 1 和旋转部分 - 转子 4 组成。定子是一个钢壳，电机的其他部件（包括磁极 2）都连接在钢壳上。磁极3，放置励磁线圈，由直流供电，产生主磁通量Ф0。

米。 1. 四极直流电机的磁路

米。 2. 组装转子磁路的板材：a — 带开放通道，b — 带半封闭通道

机器的转子由冲压钢板组装而成，带有用于轴和通风的圆周槽和孔（图 2）。在转子的通道（图 1 中的 5）中放置直流电机的工作绕组，即由主磁通感应出 em 的绕组。 ETC。和该绕组称为电枢绕组（因此直流电机的转子通常称为电枢）。

e.等的意思c. 直流发电机可以切换，但其极性保持不变。直流发电机的工作原理如图1所示。 3.

永磁体的两极产生磁通量。想象一下，电枢绕组由一匝组成，其末端连接到不同的半环，彼此隔离。这些半环 组建收集器，随着电枢绕组的转动而转动。同时，固定刷沿着收集器滑动。

当线圈在磁场中旋转时，会在其中感应出电动势

其中 B 是磁感应强度，l 是导线的长度，v 是它的线速度。

当线圈所在平面与磁极中心线所在平面重合时（线圈垂直放置），导线穿过最大磁通量，并在其中感应出最大值e。 ETC。 c. 当轮廓是水平的，例如ETC。 v. 在电线中为零。

e.等的方向导体中的 p 由右手法则确定（在图 3 中用箭头表示）。当线圈旋转期间，导线从另一极下方穿过时，e 的方向。 ETC。 v. 他皈依了。但是由于集电器随线圈旋转而电刷是静止的，因此位于北极下方的电线始终连接到上电刷，例如ETC。 v. 远离刷子的方向。结果，电刷的极性保持不变，因此在e方向上保持不变。 ETC。在刷子上——egSCH（图 4）。

米。 3.最简单的直流发电机

米。 4、电动势随时间变化。最简单的直流发电机

虽然e.等。 c.最简单的直流发电机是方向不变的，它的值是变化的，一圈旋转最大值和零值的两倍。具有如此大纹波的直流电不适合大多数直流接收器，严格意义上不能称为恒定的。

为了减少纹波，直流发电机的电枢绕组由大量匝数（线圈）构成，集电体由大量相互隔离的集电板构成。

让我们考虑平滑波的过程，以圆形电枢绕组（图 5）为例，该绕组由四个绕组（1、2、3、4）组成，每个绕组两匝。电枢以频率 n 顺时针旋转，位于电枢外侧的电枢绕组导线中感应出 e。 ETC。 （方向由箭头指示）。

电枢绕组是由串联匝数组成的闭合电路。但就电刷而言，电枢绕组是两个并联的支路。在图。如图 5 所示，一个并联支路由线圈 2 组成，第二个并联支路由线圈 4 组成（在线圈 1 和 3 中，不感应电动势，它们的两端连接到一个电刷）。在图。在图 5b 中，锚显示在 1/8 圈后它所处的位置。在这个位置，一个并联电枢绕组由串联线圈 1 和 2 以及串联线圈 3 和 4 中的第二个组成。

米。 5.最简单的环形电枢直流发电机方案

当电枢相对于电刷旋转时，每个线圈都具有恒定的极性。地址变更等c. 绕组随电枢旋转的时间如图 1 所示。 6、一个。 D.d.C.在画笔上等于e。 ETC。 v. 电枢绕组的各并联支路。如图。 5 表明 e. etc. c.平行分支等于或e。 ETC。 c. 一个线圈或数量 e. ETC。 c. 两个相邻的绕组：

由于 e 的这种脉动。 ETC。 c. 电枢绕组明显减少（图 6，b）。通过增加匝数和集电板的数量，可以获得几乎恒定的辐射。 ETC。 v. 电枢绕组。

直流发电机设计

在电气工程技术进步的过程中，直流电机的设计发生了变化，但基本细节保持不变。

考虑一种由工业生产的直流电机类型的设备。如前所述，机器的主要部件是定子和电枢。定子 6（图 7）制成钢制圆柱体，既可固定其他部件，又可防止机械损坏，是磁路的固定部分。

磁极4附在定子上，可 永久磁铁 （对于低功率机器）或电磁铁。在后一种情况下，励磁线圈 5 放置在磁极上，提供直流电并产生相对于定子的固定磁通量。

由于极数较多，它们的绕组并联或串联，但使南北两极交替出现（见图1）。带有自己绕组的附加磁极位于主磁极之间。端罩 7 连接到定子（图 7）。

直流电机的电枢 3 由钢板组装而成（见图 2），以减少涡流造成的功率损耗。这些薄片彼此绝缘。电枢是机器磁路的可移动（旋转）部分。电枢线圈或工作线圈9放置在电枢通道中。

米。 6. 来自绕组和环形电枢绕组的 EMF 的时间变化

目前制造的机器带有电枢和鼓式绕组。先前考虑的环形电枢绕组的缺点是e。 ETC。 c. 仅在位于电枢外表面的导体中感应。因此，只有一半的电线处于活动状态。在滚筒的电枢绕组中，所有导线都处于活动状态，即产生相同的 e。与环形电枢电机一样，需要将近一半的导电材料。

位于凹槽中的电枢绕组的导体通过匝的前部相互连接。每个插槽通常包含几根电线。一个槽的导体与另一个槽的导体相连，形成串联连接，称为线圈或段，段串联连接，形成闭合电路。键合顺序应该是e。 ETC。 v. 包含在一个平行分支中的导线具有相同的方向。

在图。图 8 显示了最简单的两极电机鼓形电枢绕组。实线显示了收集器侧各部分之间的连接，虚线显示了另一侧电线的端部连接。从截面的连接点到集电板制成条带。 e.等的方向线圈导线中的 p. 如图所示：«+» — 从阅读器的方向，«•» — 阅读器的方向。

这种电枢的绕组也有两个平行分支：第一个由槽 1、6、3、8 的导线形成，第二个由槽 4、7、2、5 的导线形成。当电枢旋转时，其导线形成平行分支的槽的组合一直在变化，但平行分支始终由四个通道的导线形成，它们在空间中占据恒定位置。

米。七、鼓式电枢直流电机的布置

米。 8.最简单的绕法

工厂生产的机器在滚筒的电枢圆周上有数十或数百个凹槽，集电板的数量等于电枢绕组的节数。

集电器 1（见图 7）由相互隔离的铜板组成，它们连接到电枢绕组各部分的连接点，用于转换变量 e。 ETC。 v. 在电枢绕组的导线中以常数 e。 ETC。 c.在发电机的电刷2上或从网络提供给电动机电刷的直流电转换成电动机电枢绕组的导线中的交流电。收集器与电枢一起旋转。

电枢转动时，固定电刷2沿集电体滑动，电刷为石墨和铜-石墨。它们安装在可以旋转一定角度的刷架中。用于通风的叶轮8连接到锚。

直流发电机的分类及参数

直流发电机的分类是根据励磁线圈的电源类型来分类的。区分：

1.自励发电机，其励磁线圈由外部电源（电池或其他直流电源）供电。在小功率发电机（几十瓦）中，主磁通量可以由永磁体产生，

2、自励式发电机，其励磁线圈由发电机本身供电。根据电枢和励磁绕组与外电路的连接方式，有：并励发电机，其中励磁绕组与电枢绕组并联（并联发电机），串励发电机，其中这些发电机绕组串联（串联发电机），混合励磁发电机，其中一个励磁绕组与电枢绕组并联，第二个串联（组合发电机）。

直流发电机的额定方式由额定功率-发电机给接收器的功率、电枢绕组端子处的额定电压、电枢额定电流、励磁电流、电机额定频率决定。电枢的旋转。这些值通常会在生成器的护照中注明。