innan vi kan förklara arbetsprincipen för en DC generator måste vi täcka grunderna för generatorer.
det finns två typer av generatorer-DC-generatorer och AC-generatorer. Både DC-och AC-generatorer omvandlar mekanisk kraft till elektrisk kraft. En likströmsgenerator producerar direkt effekt, medan en växelströmsgenerator producerar växelström.
båda dessa generatorer producerar elkraft baserat på principen om Faradays lag om elektromagnetisk induktion. Denna lag säger att när en ledare rör sig i ett magnetfält skär den magnetiska kraftlinjer, vilket inducerar en elektromagnetisk kraft (EMF) i ledaren. Storleken på denna inducerade EMF beror på förändringshastigheten för flöde (magnetisk linjekraft) koppling till ledaren. Denna EMF kommer att få en ström att strömma om ledarkretsen är stängd.
därför är de mest grundläggande två väsentliga delarna av en generator:
- magnetfältet
- ledare som rör sig inuti det magnetiska fältet.
nu när vi förstår grunderna kan vi diskutera arbetsprincipen för en DC-generator. Du kan också hitta det användbart att lära dig om typerna av likströmsgeneratorer.
enda slinga DC Generator
i figuren ovan placeras en enda slinga av ledare med rektangulär form mellan två motsatta poler av magnet.
låt oss överväga, den rektangulära slingan av ledaren är ABCD som roterar inuti magnetfältet runt sin axel AB. När slingan roterar från sitt vertikala läge till sitt horisontella läge skär det fältets flödeslinjer. Som under denna rörelse Två sidor, dvs AB och CD av slingan skär fluxlinjerna kommer det att finnas en EMF inducerad i dessa båda sidor (AB och BC) av slingan.
när slingan blir stängd kommer det att finnas en ström som cirkulerar genom slingan. Strömriktningen kan bestämmas av Flemmings högra Handregel. Denna regel säger att om du sträcker tummen, pekfingret och långfingret på din högra hand vinkelrätt mot varandra, indikerar tummen ledarens rörelseriktning, pekfingret indikerar magnetfältets riktning, dvs N-pol till S – pol och långfinger indikerar strömflödesriktningen genom ledaren.
nu om vi tillämpar denna högra regel kommer vi att se vid denna horisontella position av slingan, strömmen kommer att strömma från punkt A till B och på andra sidan slingströmmen kommer att strömma från punkt C till D.
nu om vi tillåter slingan att röra sig vidare, kommer det att komma igen till sitt vertikala läge, men nu den övre sidan av slingan kommer att vara CD, och nedre sidan kommer att vara AB (precis motsatsen till den tidigare vertikala positionen). Vid denna position är tangentiell rörelse av slingans sidor parallell med fältets flödeslinjer. Därför kommer det inte att vara fråga om fluxskärning, och följaktligen kommer det inte att finnas någon ström i slingan.
om slingan roterar vidare kommer den igen i ett horisontellt läge. Men nu, nämnda AB sidan av slingan kommer framför N pol, och CD kommer framför s POL, dvs, precis mittemot den tidigare horisontella positionen som visas i figuren bredvid.
här är den tangentiella rörelsen på slingans sida vinkelrätt mot flödeslinjerna; därför är flödeshastigheten maximal här, och enligt Flemmings högra regel strömmar strömmen från B till A och på en annan sida från D till C.
nu om slingan fortsätter att rotera runt sin axel. Varje gång sidan AB kommer framför s-Polen strömmar strömmen från A till B. återigen, när den kommer framför N-polen, strömmar strömmen från B till A. på samma sätt, varje gång sido-CD kommer framför S-Polen strömmar strömmen från C till D. När sido-CD kommer framför N-polen strömmar strömmen från D till C.
om vi observerar detta fenomen annorlunda kan vi dra slutsatsen att varje sida av slingan kommer framför N-polen, strömmen kommer att strömma genom den sidan i samma riktning, dvs nedåt till referensplanet. På samma sätt kommer varje sida av slingan framför s-Polen, strömmen genom den strömmar i samma riktning, dvs uppåt från referensplanet. Från detta kommer vi att komma till ämnet för principen om likströmsgenerator.
nu öppnas slingan och ansluts den med en delad ring som visas i figuren nedan. Delade ringar, gjorda av en ledande cylinder, skärs i två halvor eller segment isolerade från varandra. Vi ansluter de externa lastterminalerna med två kolborstar som vilar på dessa delade glidringssegment.
arbetsprincip för DC-Generator
vi kan se att under den första halvan av revolutionen strömmar strömmen alltid längs ABLMCD, dvs borste nr 1 i kontakt med segment a. i nästa halvrevolution, i figuren, vänds riktningen för den inducerade strömmen i spolen. Men samtidigt är positionen för segmenten A och b också omvänd vilket resulterar i att borste nr 1 kommer i kontakt med segmentet b. följaktligen strömmar strömmen i lastmotståndet igen från L till M. Vågformen för strömmen genom belastningskretsen är som visas i figuren. Denna ström är enkelriktad.
ovanstående innehåll är den grundläggande arbetsprincipen för likströmsgenerator, förklaras av single loop generator modell. Positionerna för borstarna hos DC-generatorn är så att förändringen över segmenten A och b från en borste till en annan sker när planet för roterande spole ligger i rätt vinkel mot planet för kraftlinjerna. Det är att bli i den positionen, den inducerade EMF i spolen är noll.