ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus

133. Назначение и устройство коллектора в генераторах постоянного тока

При вращении якоря в магнитном поле полюсов в проводниках его обмотки индуктируется э. д. с, переменная по величине и направлению. Если концы одного витка припаять к двум медным кольцам, на кольца наложить щетки, соединенные с внешней сетью, то при вращении витка в магнитном поле, как показано на фиг. 264, в замкнутой цепи потечет переменный электрический ток. На этом основано действие генераторов переменного тока.

Если же концы витка присоединить к двум медным полукольцам, изолированным друг от друга и называемым пластинами коллектора, и наложить на них щетки, то при вращении витка в магнитном поле, как показано на фиг. 265, в витке будет по-прежнему индуктироваться переменная э. д. с. Однако во внешней цепи будет протекать изменяющийся по величине ток постоянного направления (пульсирующий ток). Для установления этого обратимся к фиг. 266. Здесь показан якорь кольцевой формы с одним витком. Начало витка Н припаяно к коллекторной пластине а, конец витка К к пластине б. К коллекторным пластинам прижаты две неподвижные щетки, соединенные с внешней сетью. Рассмотрим три характерных положения внтка в пространстве между полюсами. В положении а (фиг. 266) виток находится в зоне действия северного полюса. Учитывая направление вращения якоря, определяем направление э. д. с.

в витке по правилу правой руки. Необходимо учесть, что э. д. с. индуктируется только в той части витка, которая лежит поверх якоря. Поэтому вследствие плохого использования обмотки кольцевой якорь в настоящее время не применяется. Ток в данном положении направлен от начала витка к концу его. Через правую щетку ток пойдет во внешнюю цепь. Поэтому эту щетку можно назвать положительной. Пройдя сопротивление внешней цепи, ток притекает к левой щетке генератора, которую можно назвать отрицательной.

В положении б на фиг. 266 виток находится на нейтральной линии. Нейтральной линией, или геометрической нейтралью, называется линия, проходящая через центр якоря и перпендикулярная оси полюсов. Активная сторона витка в этом положении скользит вдоль магнитных линий, не пересекая их. Поэтому э. д. с. в витке не наводится и ток в цепи равен нулю. Ширина щетки больше ширины коллекторного деления, образованного пластиной н изолирующим промежутком, и виток, находясь на нейтральной линии, замыкается в этот момент щетками накоротко.

В положении в виток находится в зоне действия южного полюса. Определяя направление э. д. с, индуктированной в витке,



находим, что ток направлен от конца витка к его началу. Если бы коллекторная пластина а по-прежнему соприкасалась с левой щеткой, а пластина б с правой щеткой, то изменение направления тока в внтке вызвало бы перемену тока во внешней цепи. Но этого теперь не случится, так как изменение направления тока в витке после перехода его через нейтральную линию совпадает с таким моментом, когда под правую щетку подошла пластина а и под левую щетку — пластина б.

Сравнивая первое и третье положения, легко убедиться, что в обоих случаях ток витка во внешнюю сеть притекает от правой, положительной щетки и возвращается из сети к левой, отрицательной щетке. Во внешней сети направление тока не меняется. Так как виток занимает различные положения в магнитном поле, то э. д. с, наводимая в внтке, а вместе с ней и ток во внешней сети будут меняться по величине.

На фиг. 267 показан характер изменения тока во внешней цепи. Такой ток постоянного направления и переменной величины называется пульсирующим. Для увеличения напряжения на зажимах машины на якоре наматывают несколько витков (катушек) из большого числа витков изолированной проволоки. Располагая на якоре две катушки, как показано на фиг. 268, а, получим параллельное соединение катушек, причем напряжение генератора будет равно напряжению, создаваемому одной катушкой. Ток сети будет равен двойной величине тока, протекающего по каждой катушке. Расположим на якоре четыре катушки, сдвинутые на 90 одна относительно другой, и соединим их между собой последовательно (фиг. 268, б). Число коллекторных пластин также увеличим до четырех. Направление индуктированной э. д. с. в катушках определяем по правилу правой руки.

 

На фиг. 269 показаны кривые э. д. с. катушек 1 и 2. Так как катушки сдвинуты в пространстве на 90°, то кри-



вые э. д. с. также сдвинуты по фазе на 90°. Кривые э. д. с. у катушек 3 и 4 имеют тот же характер, что и у катушек 1 и 2, с той лишь разницей, что э. д. с. катушек 1 и 3, с одной стороны, и катушек 2 и 4, с другой, равны по величине, но противоположны по направлению. Поэтому для выяснения вопроса ограничимся рассмотрением кривых э. д. с. катушек 1 и 2. Поскольку катушки соединены между собой последовательно, то мгновенная величина э. д. с. , создаваемая двумя катушками, равна сумме мгновенных значений э. д. с. каждой катушки. На фиг. 270 показано сложение мгновенных значений э. д. с. обеих катушек. Кривая суммарной э. д. с. имеет меньшую пульсацию, чем кривые э. д. с. отдельных катушек. Суммарная э. д. с. катушек, находящихся под другим полюсом, имеет ту же величину, но противоположна по направлению суммарной э. д. с. верхних катушек. Обе э. д. с включены параллельно по отношению к щеткам генератора.

Восемь катушек, размещенных на якоре, при сложении их мгновенных э. д. с. дадут, как показано на фнг. 271, суммарную э. д. с. пульсации которой будут еще меньше, чем в предыдущем случае. Таким образом, размещая на якоре большое число проводников, увеличивая соответственно число коллекторных пластин, можно получить от генератора э. д. с, пульсации которой станут так незначительны, что ток, отдаваемый в сеть, практически можно считать постоянным током. Так, например, уже при 16 катушках на якоре колебания э. д. с. будут менее одного процента. В современных машинах число катушек на якоре бывает свыше ста.

Заканчивая рассмотрение действия коллектора, приходим к выводу, что коллектор в генераторах постоянного тока служит для преобразования переменной э. д. с, индуктируемой в обмотке якоря, в постоянную э. д. с. на щетках генератора. Здесь интересно отметить, что если якорь генератора снабдить и коллектором и контактными кольцами, то от генератора можно получить и постоянное и переменное напряжение.

Коллектор, показанный на фиг. 272, состоит из пластин твер-дотянутой меди. Между пластинами коллектора прокладываются листочки из миканита (слюды) толщиной 0,5—1 мм. Пластины коллектора имеют выступ, напоминающий форму ласточкина хвоста. На вал со стороны якоря надевают изолирующую втулку, которая своим коническим выступом входит в прорезь ласточкина хвоста. С другой стороны коллекторные пластины удерживаются нажимным изолирующим диском, выступы которого также заходят в прорези ласточкина хвоста. Чтобы коллекторные Пластины не рассыпались, втулка и нажимной диск стягиваются болтами.

Для припаивання (оловом) проводников обмотки якоря к коллекторным пластинам служат специальные медные пластины, называемые петушками.

5 Апрель, 2009              31769              ]]>Печать]]>
1 / 5 ( Отлично )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Дva plus trи ? (цифрой)

Вверх страницы