Генератор постоянного тока

Генератор постоянного тока

Генератор постоянного тока – это машина, способная преобразовывать механическую энергию вращения в электрическую энергию постоянного тока.

История создания генераторов постоянного тока

В 1831 г. Майкл Фарадей открыл закон магнитной индукции, что положило начало самой идее создания таких генераторов. В 1832 г. произошла первая попытка сконструировать генератор постоянного тока, но в практическом отношении эта машина была слишком несовершенна и не получила применения. В 1834 г. русский ученый Б. С. Якоби создал первую пригодную для использования машину постоянного тока. В 40-е гг. XIX в. Э. Х. Ленц начал изучение теории работы генераторов постоянного тока. В 1860 г. А. Пачинотти решил использовать кольцевой якорь, который позднее получил очень широкое применение. Дальнейшее развитие генераторов постоянного тока проходило по пути улучшения эксплуатационных качеств генераторов при сокращении их объема. В 80-х гг. XIX в. А. Г. Столетовым была создана научно обоснованная теория генераторов постоянного тока. В конце 20-х гг. XX в. шло ускоренное развитие генераторов постоянного тока. В это же время в их конструкцию был внесен целый ряд усовершенствований, что, в свою очередь, делало их более выгодными в использовании.

Генератор постоянного тока состоит из неподвижной станины, внутри которой располагаются полюсы электромагнитов разной полярности. Другая часть – вращающийся ротор или якорь, выполненный из электротехнической стали, – изолирует один лист якоря генератора от другого лаковой пленкой или папиросной бумагой. Спрессованные листы образуют цилиндр, который крепится на валу. С внешней стороны цилиндра штампуются отверстия, которые образуют пазы, предназначенные для укладки обмотки якоря. Переменная ЭДС в обмотке, приводящая к получению напряжения на зажимах генератора при помощи механического выпрямителя – коллектора, совершает выпрямление. Как любая электрическая машина, генератор постоянного тока имеет свойства обратимости электрической энергии постоянного тока в механическую энергию вращательного движения. При нагрузке генератора постоянного тока напряжение на щетках меняется из-за падения напряжения в обмотке якоря. Ток нагрузки протекает по проводникам обмотки якоря и создает механические силы, которые мешают вращению. Существует два способа возбуждения электромагнитов станины: независимая от тока нагрузки и зависимая от тока нагрузки. Способ зависимого тока нагрузки происходит при помощи параллельного включения обмотки возбуждения, последовательного включения и комбинированного включения, а также имеет место самовозбуждение генератора постоянного тока. Независимое возбуждение тока нагрузки происходит за счет питания от иного источника тока, не связанного с током нагрузки. Напряжение генераторов обычно равняется нескольким сотням вольт. При воздействии автоматического управления на ток возбуждения генератор-регулятор добавляет в регулируемую им цепь ЭДС определенной величины и знака. Процесс преобразования механической энергии в электрическую постоянно связан с потерей энергии, рассеивающей тепло. Во избежание перегрева генератора постоянного тока создается система воздушного охлаждения, которая непосредственно связана с вращающимся якорем.