Silnik prądu stałego a generator prądu stałego
Podstawowa wewnętrzna struktura silnika prądu stałego i generatora prądu stałego jest taka sama i działa zgodnie z prawem indukcji Faradaya. Jednak sposób działania silnika prądu stałego różni się od sposobu działania operatorów generatorów prądu stałego. W tym artykule przyjrzymy się bliżej strukturze silnika prądu stałego i generatora oraz sposobowi ich działania, a na koniec podkreślono różnicę między silnikiem prądu stałego a generatorem.
Więcej informacji o generatorze prądu stałego
Generatory mają dwa komponenty uzwojenia; jedną z nich jest armatura, która wytwarza energię elektryczną poprzez indukcję elektromagnetyczną, a drugą jest Składnik Pola, który wytwarza statyczne pole magnetyczne. Kiedy zwora porusza się względem pola, indukowany jest prąd z powodu zmiany strumienia wokół niego. Prąd jest znany jako prąd indukowany, a napięcie, które go napędza, jest znane jako siła elektromotoryczna. Powtarzalny ruch względny wymagany w tym procesie uzyskuje się poprzez obracanie jednego elementu względem drugiego. Część obrotowa nazywana jest wirnikiem, a część nieruchoma nazywana jest stojanem. Wirnik jest zaprojektowany jako twornik, a elementem pola jest stojan. W miarę ruchu wirnika strumień zmienia się w zależności od względnego położenia wirnika i stojana, gdzie strumień magnetyczny przyczepiony do twornika zmienia się stopniowo i zmienia polaryzację.
Niewielka zmiana w konfiguracji zacisków stykowych twornika umożliwia wyjście, które nie zmienia polaryzacji. Taki generator jest znany jako generator prądu stałego. Komutator, dodatkowy element dodawany do styków twornika, zapewnia, że polaryzacja prądu w obwodzie zmienia się co pół cyklu twornika.
Napięcie wyjściowe twornika staje się sinusoidalnym przebiegiem fali z powodu powtarzającej się zmiany polaryzacji pola w stosunku do twornika. Komutator umożliwia zmianę zacisków stykowych twornika na obwód zewnętrzny. Szczotki są przymocowane do zacisków stykowych zwory, a pierścienie ślizgowe służą do utrzymania połączenia elektrycznego między zworą a obwodem zewnętrznym. Gdy zmienia się polaryzacja prądu twornika, przeciwdziała się temu poprzez zmianę styku z drugim pierścieniem ślizgowym, co umożliwia przepływ prądu w tym samym kierunku.
Dlatego prąd płynący przez obwód zewnętrzny jest prądem, który nie zmienia polaryzacji w czasie, stąd nazwa prąd stały. Prąd jest jednak zmienny w czasie, postrzegany jako impulsy. Aby przeciwdziałać temu efektowi tętnienia, należy wykonać regulację napięcia i prądu.
Więcej informacji o silniku prądu stałego
Główne części silnika prądu stałego są podobne do generatora. Wirnik to element, który się obraca, a stojan to element, który jest nieruchomy. Oba mają uzwojenia cewki, które wytwarzają pole magnetyczne, a odpychanie pola magnetycznego powoduje ruch wirnika. Prąd jest dostarczany do wirnika przez pierścienie ślizgowe lub stosuje się magnesy trwałe. Energia kinetyczna wirnika dostarczana do wału połączonego z wirnikiem oraz generowany moment obrotowy działają jako siła napędowa maszyny.
Istnieją dwa typy silników prądu stałego, a są to szczotkowy silnik elektryczny prądu stałego i bezszczotkowy silnik elektryczny prądu stałego. Podstawowe zasady fizyczne działania generatorów prądu stałego i silników prądu stałego są takie same.
W silnikach szczotkowych szczotki są używane do utrzymania połączenia elektrycznego z uzwojeniem wirnika, a komutacja wewnętrzna zmienia biegunowość elektromagnesu, aby utrzymać ciągły ruch obrotowy. W silnikach prądu stałego jako stojany stosuje się magnesy trwałe lub elektromagnesy. W praktycznym silniku prądu stałego uzwojenie twornika składa się z wielu cewek w szczelinach, z których każda rozciąga się na 1/p powierzchni wirnika dla p biegunów. W małych silnikach liczba cewek może wynosić zaledwie sześć, podczas gdy w dużych silnikach może to być nawet 300. Cewki są połączone szeregowo, a każde złącze jest połączone z listwą komutatora. Wszystkie cewki pod biegunami przyczyniają się do wytwarzania momentu obrotowego.
W małych silnikach prądu stałego liczba uzwojeń jest niewielka, a jako stojan używane są dwa magnesy trwałe. Gdy potrzebny jest wyższy moment obrotowy, zwiększa się liczba uzwojeń i siła magnesu.
Drugi typ to silniki bezszczotkowe, które mają magnesy trwałe, ponieważ wirnik i elektromagnesy są umieszczone w wirniku. Tranzystor dużej mocy ładuje się i napędza elektromagnesy.
Jaka jest różnica między silnikiem prądu stałego a generatorem prądu stałego?
• Podstawowa struktura wewnętrzna silnika i generatora jest taka sama i działa na zasadzie indukcji Faradaya.
• Generator ma wejściową energię mechaniczną i daje prąd wyjściowy prądu stałego, podczas gdy silnik ma wejście prądu stałego i wyjście mechaniczne.
• Oba używają mechanizmu komutatora. Silniki prądu stałego wykorzystują komutatory do zmiany polaryzacji pola magnetycznego, podczas gdy generator prądu stałego wykorzystuje je do przeciwdziałania efektowi polaryzacji i przekształcania wyjścia z twornika w sygnał prądu stałego.
• Można je uznać za to samo urządzenie obsługiwane na dwa różne sposoby.
