Оборудование предназначено для выработки постоянного тока посредством движения проводника в магнитном поле. В зависимости от источника питания генераторы постоянного тока разделяются на независимые и самовозбуждающиеся. В первом случае для генерации тока потребуется внешний ресурс. Это может быть аккумуляторная батарея, либо аналогичное автономное устройство. Во втором – агрегат запитывается от себя. Энергия поступает с якоря механизма.
Независимо от способа питания оборудование предназначено для обеспечения объекта электроэнергией на постоянной или временной (резервной) основе. Компания «Бриз Моторс» реализует дизель-генератор 500 кВт, предназначенный для питания большого количества приборов. Отличается надежностью и стабильностью работы. Используется в качестве основного или аварийного устройства на предприятии.
Принцип действия
Генератор постоянного тока работает по закону электромагнитной индукции. Размещенный между полюсами магнита замкнутый контур, вращаясь, начнет пересекать магнитный поток. При пересечении возникает электродвижущая сила, которая усиливается при приближении проводника к полюсам. Если в этот момент к коллектору подключается нагрузка, в образованной электрической цепи появляется ток.
Классификация двигателей постоянного тока
В промышленности и быту используется оборудование двух типов:
- самовозбуждающееся;
- независимое возбуждение.
Первая группа классифицируется по способу соединения якорных обмоток:
- Параллельное. Бесперебойная работа обеспечивается стабильной подачей напряжения на зажимах устройства, независимо от общих колебаний нагрузки. Вопрос решается подключением реостата, который регулирует напряжение. Основная функция элемента – замыкание обмотки на себя. Если исключить такую возможность, в случае разрыва цепи мгновенно увеличивается электродвижущая сила самоиндукции, способная пробить изоляцию. Подключенный прибор рассеивает энергию, превращая в тепло, чем препятствует разрушению генератора.
- Последовательное. Напряжение, выработанное обмоткой, равняется току самого генератора. В режиме холостого хода возбуждение отсутствует, поэтому нельзя снять характеристики. Чтобы запустить выработку энергии, оборудование необходимо подключить к внешнему источнику питания. Такая зависимость считается недостатком, поэтому генератор используется только в среде, где требуется питание приборов с постоянной нагрузкой.
- Смешанное. Технически сложная конструкция сочетает в себе все полезные свойства. Особенность агрегата заключается в наличии двух катушек с обмоткой. Первая подключается параллельно обмотке якоря. Вторая – последовательно (считается вспомогательной). К параллельной цепи подключается реостат, который регулирует колебания тока. Контроль холостого хода также осуществляется параллельной обмоткой, что дает возможность регулировать напряжение, образованное на зажимах устройства.
Класс генератора постоянного тока определяется условиями эксплуатации и количеством запитанных приборов. Во избежание технических ошибок, рекомендовано на этапе планирования доверить расчет показателей специалисту.
Характеристики
Производительность оборудования определяется зависимостью основных величин. Это:
- выдаваемые показатели холостого хода;
- внешние параметры;
- регулировочные значения.
Наибольшую важность имеют именно внешние характеристики. Величина определяет зависимость напряжения от нагрузки. Как только якорь набирает стабильную скорость, значение снимается.
Якорь
При подключении к системе внешней нагрузки обмотка генерирует собственное магнитное поле, которое вызывает сопротивление ротора и статора. Итоговое поле наиболее активно в тех местах, где якорь пересекает магнитные полюсы. Ослабевает по мере удаления. Это реакция элемента на уровень магнитного насыщения стали, находящейся в сердечнике катушки. В результате щетки на статичных коллекторных пластинах начинают искриться.
Для справки! Для корректировки интенсивности реакции изменяется положение щеток в пространстве.
Мощность
В генераторе постоянного тока различается полная и полезная мощности. Первая пропорциональна току при постоянной электродвижущей силе. Вторая, которая отдается в цепь. Параллельно рассчитывается КПД. При холостом ходе показатели коэффициента полезного действия стремятся к 90%.
Применение
Несмотря на повышение популярности оборудования переменного тока, существуют сферы, где эксплуатация систем постоянного тока безальтернативна. К этой области относятся тяговые генераторы в железнодорожном транспорте. Однако по мере развития техники в производство внедряются синхронные трехфазные агрегаты. Переменный ток «выпрямляется» посредством специальных полупроводниковых механизмов.
Для информации! Некоторые локомотивы нового поколения оснащены асинхронными двигателями с переменным током. Однако основной ж/д транспорт функционирует на генераторах постоянного напряжения.
Аналогичная ситуация в сфере автомобилестроения. Устройство выработки постоянного тока постепенно вытесняется переменным.
Единственный и неизменный потребитель постоянного тока – передвижной сварочный аппарат. На текущий момент равноценные источники питания не внедрены в эксплуатацию. Альтернатив получения электроэнергии нет.
Генератор постоянного тока – устройство, генерирующее ток постоянной величины. Несмотря на простоту процесса выработки энергии механизм имеет технически сложную конструкцию.
Для справки! С момента появления технология добычи ресурса не претерпела кардинальных изменений, меняющих основной принцип работы.
Чтобы получить электрическую энергию, необходимо задействовать принцип электромагнитной индукции. Возбудить электродвижущую силу в проводнике.