DC జనరేటర్లు

DC జనరేటర్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం

జనరేటర్ వినియోగంపై ఆధారపడి ఉంటుంది విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క చట్టం, దీని ప్రకారం ఒక కండక్టర్‌లో అయస్కాంత క్షేత్రంలో కదులుతుంది మరియు అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని దాటుతుంది, ef ద్వారా ప్రేరేపించబడింది.

DC యంత్రం యొక్క ప్రధాన భాగాలలో ఒకటి మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్, దీని ద్వారా మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ మూసివేయబడుతుంది. DC యంత్రం యొక్క మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ (Fig. 1) స్థిరమైన భాగాన్ని కలిగి ఉంటుంది - స్టేటర్ 1 మరియు తిరిగే భాగం - రోటర్ 4. స్టేటర్ అనేది ఒక ఉక్కు కేస్, దీనికి అయస్కాంత ధ్రువాలతో సహా యంత్రంలోని ఇతర భాగాలు జోడించబడతాయి 2. ఆన్ అయస్కాంత ధ్రువాలు 3, ఒక ఉత్తేజకరమైన కాయిల్ ఉంచబడుతుంది, ఇది ప్రత్యక్ష ప్రవాహం ద్వారా శక్తిని పొందుతుంది మరియు ప్రధాన అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని సృష్టిస్తుంది Ф0.

అన్నం. 1. నాలుగు-పోల్ DC యంత్రం యొక్క మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్

అన్నం. 2. రోటర్ యొక్క మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ సమీకరించబడిన షీట్లు: a — ఓపెన్ ఛానెల్‌లతో, b — సెమీ-క్లోజ్డ్ ఛానెల్‌లతో

యంత్రం యొక్క రోటర్ షాఫ్ట్ మరియు వెంటిలేషన్ (Fig. 2) కోసం చుట్టుకొలత పొడవైన కమ్మీలు మరియు రంధ్రాలతో స్టాంప్డ్ స్టీల్ షీట్ల నుండి సమావేశమవుతుంది. రోటర్ యొక్క ఛానెల్‌లలో (Fig. 1 లో 5) DC యంత్రం యొక్క పని వైండింగ్ వేయబడింది, అనగా, ప్రధాన అయస్కాంత ప్రవాహం ద్వారా ప్రేరేపించబడిన వైండింగ్. మొదలైనవి తోఈ వైండింగ్‌ను ఆర్మేచర్ వైండింగ్ అంటారు (అందుకే DC యంత్రం యొక్క రోటర్‌ను సాధారణంగా ఆర్మేచర్ అంటారు).

ఇ. మొదలైన వాటి అర్థం. c. DC జనరేటర్‌ని మార్చవచ్చు కానీ దాని ధ్రువణత స్థిరంగా ఉంటుంది. DC జెనరేటర్ యొక్క పని సూత్రం అంజీర్లో చూపబడింది. 3.

శాశ్వత అయస్కాంతం యొక్క ధ్రువాలు అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని సృష్టిస్తాయి. ఆర్మేచర్ వైండింగ్ ఒక మలుపును కలిగి ఉంటుందని ఊహించండి, వీటిలో చివరలను వేర్వేరు సగం-వలయాలకు జోడించబడి, ఒకదానికొకటి వేరుచేయబడతాయి. ఈ సగం వలయాలు కలెక్టర్‌ను ఏర్పాటు చేయండి, ఇది ఆర్మేచర్ వైండింగ్ యొక్క మలుపుతో తిరుగుతుంది. అదే సమయంలో, నిశ్చల బ్రష్లు కలెక్టర్ వెంట జారిపోతాయి.

కాయిల్ అయస్కాంత క్షేత్రంలో తిరిగినప్పుడు, దానిలో ఒక emf ప్రేరేపించబడుతుంది

ఇక్కడ B అనేది మాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్, l అనేది వైర్ యొక్క పొడవు, v అనేది దాని సరళ వేగం.

కాయిల్ యొక్క విమానం స్తంభాల మధ్య రేఖ యొక్క విమానంతో సమానంగా ఉన్నప్పుడు (కాయిల్ నిలువుగా ఉంటుంది), వైర్లు గరిష్ట అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని దాటుతాయి మరియు వాటిలో ఇ యొక్క గరిష్ట విలువ ప్రేరేపించబడుతుంది. మొదలైనవి c. ఆకృతి క్షితిజ సమాంతరంగా ఉన్నప్పుడు, ఉదా. మొదలైనవి v. వైర్లలో సున్నా.

ఇ యొక్క దిశ, మొదలైనవి. కండక్టర్‌లోని p అనేది కుడిచేతి నియమం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది (అంజీర్ 3లో బాణాల ద్వారా చూపబడింది). కాయిల్ యొక్క భ్రమణ సమయంలో వైర్ ఇతర పోల్ క్రింద వెళుతుంది, ఇ యొక్క దిశ. మొదలైనవి v. అతను మార్చబడ్డాడు. కానీ కలెక్టర్ కాయిల్‌తో తిరుగుతుంది మరియు బ్రష్‌లు స్థిరంగా ఉంటాయి కాబట్టి, ఉత్తర ధ్రువం క్రింద ఉన్న వైర్ ఎల్లప్పుడూ ఎగువ బ్రష్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, ఉదా. మొదలైనవి v. ఇది బ్రష్ నుండి దూరంగా ఉంటుంది. ఫలితంగా, బ్రష్‌ల ధ్రువణత మారదు మరియు అందువల్ల ఇ దిశలో మారదు. మొదలైనవి బ్రష్‌లపై - egSCH (Fig. 4).

అన్నం. 3. సరళమైన DC జనరేటర్

అన్నం. 4. ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ సమయంలో మార్పు.సరళమైన DC జనరేటర్

ఇ. మొదలైనవి అయినప్పటికీ. c. సరళమైన డైరెక్ట్ కరెంట్ జనరేటర్ దిశలో స్థిరంగా ఉంటుంది, దాని విలువ మారుతుంది, ఒక విప్లవంలో గరిష్టంగా రెండుసార్లు మరియు సున్నా విలువలకు రెండుసార్లు తిరుగుతుంది. అటువంటి పెద్ద అలలతో కూడిన DC చాలా DC రిసీవర్‌లకు అనుచితమైనది మరియు పదం యొక్క ఖచ్చితమైన అర్థంలో స్థిరంగా పిలవబడదు.

అలలను తగ్గించడానికి, DC జెనరేటర్ యొక్క ఆర్మేచర్ వైండింగ్ పెద్ద సంఖ్యలో మలుపులు (కాయిల్స్) తయారు చేయబడింది, మరియు కలెక్టర్ ఒకదానికొకటి వేరుచేయబడిన పెద్ద సంఖ్యలో కలెక్టర్ ప్లేట్‌లతో తయారు చేయబడింది.

నాలుగు వైండింగ్‌లు (1, 2, 3, 4), ఒక్కొక్కటి రెండు మలుపులు కలిగి ఉన్న రౌండ్ ఆర్మేచర్ వైండింగ్ (Fig. 5) యొక్క ఉదాహరణను ఉపయోగించి, తరంగాలను సున్నితంగా చేసే ప్రక్రియను పరిశీలిద్దాం. ఆర్మేచర్ ఫ్రీక్వెన్సీ nతో సవ్యదిశలో తిరుగుతుంది మరియు ఆర్మేచర్ వెలుపల ఉన్న ఆర్మేచర్ వైండింగ్ వైర్‌లలో e ప్రేరేపించబడుతుంది. మొదలైనవి (దిశ బాణాల ద్వారా సూచించబడుతుంది).

ఆర్మేచర్ వైండింగ్ అనేది సిరీస్-కనెక్ట్ మలుపులతో కూడిన క్లోజ్డ్ సర్క్యూట్. కానీ బ్రష్‌ల పరంగా, ఆర్మేచర్ వైండింగ్ రెండు సమాంతర శాఖలు. అంజీర్ లో. 5, మరియు ఒక సమాంతర శాఖలో కాయిల్ 2 ఉంటుంది, రెండవది కాయిల్ 4ని కలిగి ఉంటుంది (కాయిల్స్ 1 మరియు 3లో, EMF ప్రేరేపించబడదు మరియు అవి రెండు చివర్లలో ఒక బ్రష్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంటాయి). అంజీర్ లో. 5b, యాంకర్ 1/8 మలుపు తర్వాత తీసుకునే స్థానంలో చూపబడుతుంది. ఈ స్థితిలో, ఒక సమాంతర ఆర్మేచర్ వైండింగ్‌లో సిరీస్-కనెక్ట్ చేయబడిన కాయిల్స్ 1 మరియు 2 మరియు రెండవది సిరీస్-కనెక్ట్ చేయబడిన కాయిల్స్ 3 మరియు 4 ఉంటాయి.

అన్నం. 5. రింగ్ ఆర్మేచర్‌తో సరళమైన DC జెనరేటర్ యొక్క పథకం

ప్రతి కాయిల్, బ్రష్‌లకు సంబంధించి ఆర్మేచర్ తిరిగినప్పుడు, స్థిరమైన ధ్రువణత ఉంటుంది. చిరునామా మార్పు మొదలైనవి. c. ఆర్మేచర్ యొక్క భ్రమణ సమయంలో వైండింగ్లు అంజీర్లో చూపబడ్డాయి. 6, ఎ. డి. డి.బ్రష్‌లపై సి. ఇకి సమానం. మొదలైనవి v. ఆర్మేచర్ వైండింగ్ యొక్క ప్రతి సమాంతర శాఖ. అత్తి. 5 చూపిస్తుంది ఇ. మొదలైనవి. c. సమాంతర శాఖ సమానం లేదా ఇ. మొదలైనవి c. ఒక కాయిల్ లేదా పరిమాణం ఇ. మొదలైనవి c. రెండు ప్రక్కనే ఉన్న వైండింగ్‌లు:

ఇ యొక్క ఈ పల్సేషన్ ఫలితంగా. మొదలైనవి c. ఆర్మేచర్ వైండింగ్‌లు గణనీయంగా తగ్గాయి (Fig. 6, b). మలుపులు మరియు కలెక్టర్ ప్లేట్ల సంఖ్యను పెంచడం ద్వారా, దాదాపు స్థిరమైన రేడియేషన్ పొందవచ్చు. మొదలైనవి v. ఆర్మేచర్ వైండింగ్స్.

DC జనరేటర్ డిజైన్

ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో సాంకేతిక పురోగతి ప్రక్రియలో, DC యంత్రాల రూపకల్పన మారుతుంది, అయినప్పటికీ ప్రాథమిక వివరాలు అలాగే ఉంటాయి.

పరిశ్రమ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన DC యంత్రాల రకాల్లో ఒకదాని పరికరాన్ని పరిగణించండి. చెప్పినట్లుగా, యంత్రం యొక్క ప్రధాన భాగాలు స్టేటర్ మరియు ఆర్మేచర్. ఉక్కు సిలిండర్ రూపంలో తయారు చేయబడిన స్టేటర్ 6 (Fig. 7), ఇతర భాగాలను బిగించడానికి మరియు యాంత్రిక నష్టానికి వ్యతిరేకంగా రక్షించడానికి మరియు మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ యొక్క స్థిరమైన భాగం.

అయస్కాంత ధ్రువాలు 4 స్టేటర్‌కు జోడించబడ్డాయి, ఇది కావచ్చు శాశ్వత అయస్కాంతాలు (తక్కువ శక్తి యంత్రాల కోసం) లేదా విద్యుదయస్కాంతాలు. తరువాతి సందర్భంలో, ఒక ఉత్తేజకరమైన కాయిల్ 5 స్తంభాలపై ఉంచబడుతుంది, ఇది డైరెక్ట్ కరెంట్‌తో సరఫరా చేయబడుతుంది మరియు స్టేటర్‌కు సంబంధించి స్థిరమైన అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని సృష్టిస్తుంది.

పెద్ద సంఖ్యలో స్తంభాలతో, వాటి వైండింగ్‌లు సమాంతరంగా లేదా శ్రేణిలో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, అయితే ఉత్తర మరియు దక్షిణ ధ్రువాలు ప్రత్యామ్నాయంగా ఉంటాయి (Fig. 1 చూడండి). వారి స్వంత వైండింగ్లతో అదనపు స్తంభాలు ప్రధాన స్తంభాల మధ్య ఉన్నాయి. ముగింపు షీల్డ్స్ 7 స్టేటర్ (Fig. 7) కు జోడించబడ్డాయి.

DC మెషీన్ యొక్క ఆర్మేచర్ 3 షీట్ స్టీల్ నుండి సమీకరించబడింది (అంజీర్ 2 చూడండి) ఎడ్డీ ప్రవాహాల నుండి విద్యుత్ నష్టాలను తగ్గించడానికి. షీట్లు ఒకదానికొకటి ఇన్సులేట్ చేయబడ్డాయి.ఆర్మేచర్ అనేది యంత్రం యొక్క మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్‌లో కదిలే (తిప్పే) భాగం. ఆర్మేచర్ కాయిల్ లేదా వర్కింగ్ కాయిల్ 9 ఆర్మేచర్ ఛానెల్‌లలో ఉంచబడుతుంది.

అన్నం. 6. వైండింగ్స్ మరియు రింగ్ ఆర్మేచర్ యొక్క వైండింగ్ నుండి EMF యొక్క సమయ వైవిధ్యం

యంత్రాలు ప్రస్తుతం ఆర్మేచర్ మరియు డ్రమ్ రకం వైండింగ్‌తో తయారు చేయబడ్డాయి. గతంలో పరిగణించబడిన రింగ్ ఆర్మేచర్ వైండింగ్ ప్రతికూలతను కలిగి ఉంది ఇ. మొదలైనవి c. ఆర్మేచర్ యొక్క బయటి ఉపరితలంపై ఉన్న కండక్టర్లలో మాత్రమే ప్రేరేపించబడుతుంది. అందువల్ల, వైర్లు సగం మాత్రమే చురుకుగా ఉంటాయి. డ్రమ్ యొక్క ఆర్మేచర్ వైండింగ్‌లో, అన్ని వైర్లు చురుకుగా ఉంటాయి, అంటే అదే ఇను సృష్టించడం. రింగ్-ఆర్మేచర్ మెషీన్‌లో దాదాపు సగం వాహక పదార్థం అవసరం.

పొడవైన కమ్మీలలో ఉన్న ఆర్మేచర్ వైండింగ్ యొక్క కండక్టర్లు మలుపుల ముందు భాగాల ద్వారా పరస్పరం అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ప్రతి స్లాట్ సాధారణంగా అనేక వైర్లను కలిగి ఉంటుంది. ఒక స్లాట్ యొక్క కండక్టర్లు మరొక స్లాట్ యొక్క కండక్టర్లకు అనుసంధానించబడి కాయిల్ లేదా సెక్షన్ అని పిలువబడే సిరీస్ కనెక్షన్‌ను ఏర్పరుస్తాయి.విభాగాలు సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడి క్లోజ్డ్ సర్క్యూట్‌ను ఏర్పరుస్తాయి. బంధం క్రమం ఇలా ఉండాలి e. మొదలైనవి v. ఒక సమాంతర శాఖలో చేర్చబడిన వైర్లలో ఒకే దిశ ఉంటుంది.

అంజీర్ లో. 8 రెండు-పోల్ యంత్రం యొక్క సరళమైన డ్రమ్ ఆర్మేచర్ వైండింగ్‌ను చూపుతుంది. ఘన పంక్తులు కలెక్టర్ వైపున ఒకదానికొకటి విభాగాల కనెక్షన్‌ను చూపుతాయి మరియు డాష్ చేసిన పంక్తులు ఎదురుగా ఉన్న వైర్ల ముగింపు కనెక్షన్‌లను చూపుతాయి. విభాగాల కనెక్షన్ పాయింట్ల నుండి కలెక్టర్ ప్లేట్లకు స్ట్రిప్స్ తయారు చేయబడతాయి. ఇ యొక్క దిశ, మొదలైనవి. కాయిల్ యొక్క వైర్లలో p. చిత్రంలో చూపబడింది: «+» - రీడర్ నుండి దిశ, «•» - రీడర్కు దిశ.

అటువంటి ఆర్మేచర్ యొక్క వైండింగ్ కూడా రెండు సమాంతర శాఖలను కలిగి ఉంటుంది: మొదటిది 1, 6, 3, 8 స్లాట్ల వైర్ల ద్వారా ఏర్పడినది, రెండవది - స్లాట్‌ల వైర్ల ద్వారా 4, 7, 2, 5. ఆర్మేచర్ తిరిగేటప్పుడు , స్లాట్ల కలయిక దీని వైర్లు సమాంతర శాఖను ఏర్పరుస్తాయి, అన్ని సమయాలలో మారుతుంది, కానీ ఎల్లప్పుడూ సమాంతర శాఖ నాలుగు ఛానెల్‌ల వైర్ల ద్వారా ఏర్పడుతుంది, ఇది అంతరిక్షంలో స్థిరమైన స్థానాన్ని ఆక్రమిస్తుంది.

అన్నం. 7. డ్రమ్-రకం ఆర్మేచర్ DC యంత్రం యొక్క అమరిక

అన్నం. 8. సరళమైన వైండింగ్

కర్మాగారాలచే ఉత్పత్తి చేయబడిన యంత్రాలు డ్రమ్ యొక్క ఆర్మేచర్ యొక్క చుట్టుకొలతతో పాటు పదుల లేదా వందల పొడవైన కమ్మీలను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఆర్మేచర్ వైండింగ్ యొక్క విభాగాల సంఖ్యకు సమానమైన కలెక్టర్ ప్లేట్ల సంఖ్యను కలిగి ఉంటాయి.

కలెక్టర్ 1 (Fig. 7 చూడండి) ఒకదానికొకటి నుండి వేరుచేయబడిన రాగి పలకలను కలిగి ఉంటుంది, ఇవి ఆర్మేచర్ వైండింగ్ యొక్క విభాగాల కనెక్షన్ పాయింట్లకు అనుసంధానించబడి వేరియబుల్ ఇ మార్చడానికి ఉపయోగపడతాయి. మొదలైనవి v. స్థిరమైన e లో ఆర్మేచర్ వైండింగ్ యొక్క వైర్లలో. మొదలైనవి c. జనరేటర్ యొక్క బ్రష్‌లు 2 లేదా మోటారు యొక్క బ్రష్‌లకు నెట్‌వర్క్ నుండి సరఫరా చేయబడిన డైరెక్ట్ కరెంట్‌ను మోటారు యొక్క ఆర్మేచర్ వైండింగ్ యొక్క వైర్లలో ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌గా మార్చడం. కలెక్టర్ ఆర్మేచర్తో తిరుగుతాడు.

ఆర్మేచర్ తిరిగినప్పుడు, స్థిరమైన బ్రష్‌లు 2 కలెక్టర్ వెంట జారిపోతాయి.బ్రష్‌లు గ్రాఫైట్ మరియు కాపర్-గ్రాఫైట్. అవి ఒక నిర్దిష్ట కోణంలో తిప్పగలిగే బ్రష్ హోల్డర్లలో అమర్చబడి ఉంటాయి. వెంటిలేషన్ కోసం ఇంపెల్లర్ 8 యాంకర్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది.

DC జనరేటర్ల వర్గీకరణ మరియు పారామితులు

DC జనరేటర్ల వర్గీకరణ ప్రేరేపిత కాయిల్ యొక్క శక్తి మూలం రకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. వేరు చేయండి:

1.స్వీయ-ఉత్తేజిత జనరేటర్లు, దీని యొక్క ఉత్తేజిత కాయిల్ బాహ్య మూలం (బ్యాటరీ లేదా ఇతర ప్రత్యక్ష కరెంట్ మూలం) ద్వారా శక్తిని పొందుతుంది. తక్కువ-శక్తి జనరేటర్లలో (పదుల వాట్స్), ప్రధాన అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని శాశ్వత అయస్కాంతాల ద్వారా సృష్టించవచ్చు,

2. స్వీయ-ఉత్తేజిత జనరేటర్లు, దీని యొక్క ఉత్తేజిత కాయిల్ జనరేటర్ ద్వారా శక్తిని పొందుతుంది. బాహ్య సర్క్యూట్‌కు సంబంధించి ఆర్మేచర్ మరియు ఎక్సైటేషన్ వైండింగ్‌ల కనెక్షన్ పథకం ప్రకారం, ఇవి ఉన్నాయి: సమాంతర ఉత్తేజిత జనరేటర్లు, దీనిలో ఉత్తేజిత వైండింగ్ ఆర్మేచర్ వైండింగ్ (షంట్ జనరేటర్లు), సిరీస్ ఎక్సైటేషన్ జనరేటర్లతో సమాంతరంగా అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, వీటిలో ఇవి వైండింగ్‌లు శ్రేణిలో (సిరీస్ జనరేటర్లు), మిశ్రమ ప్రేరేపణతో జనరేటర్‌లలో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, దీనిలో ఒక ఉత్తేజకరమైన వైండింగ్ ఆర్మేచర్ వైండింగ్‌తో సమాంతరంగా మరియు సిరీస్‌లో రెండవది (కంబైన్డ్ జనరేటర్లు) అనుసంధానించబడి ఉంటుంది.

DC జనరేటర్ యొక్క రేటెడ్ మోడ్ రేట్ చేయబడిన శక్తి ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది - జనరేటర్ రిసీవర్‌కు ఇచ్చే శక్తి, ఆర్మేచర్ వైండింగ్ యొక్క టెర్మినల్స్ వద్ద రేట్ చేయబడిన వోల్టేజ్, ఆర్మేచర్ యొక్క రేటెడ్ కరెంట్, ఎక్సైటేషన్ కరెంట్, రేటెడ్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఆర్మేచర్ యొక్క భ్రమణం. ఈ విలువలు సాధారణంగా జనరేటర్ పాస్‌పోర్ట్‌లో సూచించబడతాయి.