Salut! En tant que fournisseur de générateurs DC, je suis super excité de plonger dans le monde des générateurs DC composés - et de partager comment ils fonctionnent.
Bases des générateurs DC
Avant de sauter dans des générateurs de DC composés - enroulés, touchons rapidement les bases des générateurs DC en général. Un générateur DC est une machine qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique. Il fonctionne sur le principe de l'induction électromagnétique, découverte par Michael Faraday en retour au 19e siècle. Lorsqu'un conducteur se déplace dans un champ magnétique, une force électromotive (EMF) y est induite.
Dans un générateur CC simple, il y a quelques composants clés. Nous avons l'armature, qui est essentiellement une bobine de fil qui tourne dans le champ magnétique. Ensuite, il y a le champ magnétique, généralement créé par des aimants permanents ou des électromagnets. Et n'oubliez pas le commutateur, qui est un dispositif d'anneau fendu qui aide à convertir le courant alternatif (AC) induit dans l'armature en courant direct (DC).
Qu'est-ce qu'un générateur DC composé - enroulé?
Un générateur DC composé - enroulé est un type de générateur DC qui combine les fonctionnalités des deux générateurs de séries - enroulés et shunt. Dans une série - Générateur de plaies, l'enroulement de terrain est connecté en série avec l'armature. Cela signifie que le même courant traverse à la fois l'armature et l'enroulement du champ. Dans un générateur de plaie shunt, l'enroulement de champ est connecté en parallèle avec l'armature.
Dans un générateur DC composé - enroulé, nous avons deux enroulements de champ: un enroulement de champ en série et un enroulement de champ shunt. L'enroulement du champ de la série a quelques tours de fil épais, et l'enroulement du champ shunt a de nombreux tours de fil mince.
Comment ça marche?
Décomposons le fonctionnement d'un composé - enroulé du générateur DC étape par étape.
1. Configuration initiale
Lorsque le générateur est démarré, l'énergie mécanique est fournie à l'arbre d'armature. Cela fait tourner l'armature dans le champ magnétique. Le champ magnétique est créé par l'action combinée de la série et des enroulements de champ de shunt.
L'enroulement de champ de shunt est connecté à travers les bornes de l'armature. Puisqu'il a de nombreux tours de fil mince, il a une résistance relativement élevée. Un petit courant, appelé le courant de champ de shunt, coule à travers l'enroulement du champ de shunt. Ce courant crée un champ magnétique autour de l'enroulement du champ de shunt.
L'enroulement de terrain de la série est connecté en série avec l'armature. Au fur et à mesure que le courant d'armature traverse l'enroulement du champ de la série, il crée également un champ magnétique.
2. Induction électromagnétique
Alors que l'armature tourne dans le champ magnétique, un FMF est induit dans les conducteurs d'armature selon la loi de Faraday sur l'induction électromagnétique. L'amplitude de l'EMF induite dépend de la force du champ magnétique, du nombre de virages dans la bobine d'armature et de la vitesse de rotation de l'armature.
L'EMF induit dans l'armature provoque un flux de courant dans le circuit externe connecté aux bornes du générateur.
3. Interaction des champs magnétiques
Les champs magnétiques créés par la série et les enroulements de champs de shunt interagissent les uns avec les autres. Le champ de shunt fournit un champ magnétique relativement constant, tandis que la force du champ magnétique du champ de la série varie avec le courant d'armature.
Si l'enroulement du champ de série est connecté de telle manière que son champ magnétique ajoute au champ magnétique de champ de shunt, il s'appelle un composé cumulatif - un générateur de plaie. Dans ce cas, à mesure que le courant de charge augmente, la résistance au champ magnétique augmente également, ce qui augmente à son tour l'EMF induit et aide à maintenir une tension terminale relativement constante.
D'un autre côté, si l'enroulement du champ de la série est connecté de telle manière que son champ magnétique s'oppose au champ magnétique de champ de shunt, il s'appelle un composé différentiel - un générateur de plaie. Dans un composé différentiel - générateur de plaie, à mesure que le courant de charge augmente, la résistance du champ magnétique diminue et la tension du terminal chute plus rapidement par rapport à un générateur de plaie shunt.
4. Commutation
Le commutateur joue un rôle crucial dans un générateur DC. Au fur et à mesure que l'armature tourne, les segments de commutateurs entrent en contact avec les pinceaux. Le commutateur aide à inverser la direction du courant dans les conducteurs d'armature au bon moment afin que le courant de sortie dans le circuit externe soit toujours dans la même direction, c'est-à-dire DC.
Avantages des générateurs à courant continu composé - enroulé
L'un des principaux avantages des générateurs à courant continu composés est leur capacité à fournir une tension de borne relativement constante sur une large gamme de charges. Cela les rend adaptés aux applications où une tension stable est requise, comme pour alimenter l'équipement électrique dans les usines et les maisons.
Ils peuvent également gérer de grandes charges par rapport aux générateurs de plaies de shunt. L'enroulement de champ de la série aide à augmenter la résistance du champ magnétique lorsque le courant de charge augmente, ce qui permet au générateur de fournir plus de puissance.
Applications de Générateurs DC composés - plaie
Composé - Les générateurs DC enroulés sont utilisés dans une variété d'applications. Ils sont couramment utilisés dans les trains électriques pour alimenter les moteurs. Ils sont également utilisés dans les stations de chargement des batteries, où une tension CC stable est nécessaire pour charger les batteries.
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Références
- Fitzgerald, AE, Kingsley, C., et Umans, SD (2003). Machines électriques. McGraw - Hill.
- Chapman, SJ (2012). Fondamentaux des machines électriques. McGraw - Hill.
