Подручја рада
Претрага
82.83.ГЕНЕРАТОР И МОТОР ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ

И поред великих предности машина за наизменичну струју, машине једносмерне струје широко се примењују и као генератори и као мотори. Ове машине допуштају континуалну промену брзинеокретања, имају велики момент у тренутку пуштања у рад, па се доста примењују у транспорту, аутоматици, аутомобилима итд. Недостатак ових машина је везан за колектор у односу на бесколекторске машина наизменичне струје.

               Генератор је електрична машина која претвара механичку енергију у електричну , а мотор електричну енергију у механичку. Грађа им је једнака само се разликују по принципу претварања (обрнут је). Зато ћемо објаснити изглед и основне особине на основу слика 1. и 2. Смерови струје на слици 2. су дати за генератор , а за мотор су само обрнути. На слици 1. је дат пресек који одговара и мотору и генератору.

          image001.jpg               image002.jpg

                                              Слика 1.                                                                         Слика 2.  

               Основни делови су статор и ротор (сл.1.). Статор је део који мирује, а ротор је је део који се окреће. Статор је обично направљен од сталног магнета, а ротор од меког гвожђа са бакарним проводницима кроз које тече струја. Струја се на ротор доводи преко четкица које належу на сегменте од бакра.(сл.2.) Да би се ротор стално окретао и да не би дошло до кратког споја када четкица додирне два суседна сегмента, ротор мора да има најмање три сегмента . а обично их има више од 10.

               Ако се жели да се при истој брзини обртања добије некад већа , а некад мања електромоторна сила, статор се прави од електромагнета. Променом струје кроз намотаје статора мења се магнетна индукција у којој се обрће ротор, па се тако,према Е = Вlv мења електромоторна сила.(снага мотора)

               Смер окретања се мења променом смера струје кроз ротор. Тада струја има супротан смер од претходног и смер силе је такође супротан као и смер окретања ротора.Ако се промени смер струје кроз ротор и статор истовремено, мотор се и даље обрће у исто смеру.(мења се и смер магнетне индукције).

               Сталан магнет се користи  за мале моторе са батеријским напајањем ради уштеде електричне енергије (дечије играчке). Електромагнет се користи за јаче моторе( електростартер аутомобила, електровуча – трамваји ..),затим електрични млин за кафу, електричне бушилице ...Типична угаона брзина за моторе је око 6000 обртаја у минуту.

               Генератори се углавном користе за неке типове аутомобила (динамо-машине), за комбинације мотор генератор у аутоматици, комбинацијама мотор-генератор за заваривање.

 

Статичке карактеристике

                Кад се мотор једносмерне струје прикључи на напон, тада се, под утицајем протока струје, јавља обртни моменат М, који условљава обртање мотора. Кад се мотор обрће са n обрта у смеру обртног момента, у проводницима ротора који се обрћу истом брзином у магнетном пољу В индукује се контраелектромоторна сила е= l·v·B и супротставља се напону.

Подела једносмерних струја

               Машине једносмерне струје деле се према начину добијања побудне струје које тече кроз навоје полова статора.Генератор се независном побудом добија побудну струју из независног извора једносмерне струје. Машине са редном побудом имају око полова редне везе калем са малим бројем навоја на ротору и кроз њих пролази сва струја оптерећења;машине са паралелном побудом имају калем са великим бројем навоја, а машине са сложеном побудом су у ствари комбинација обе претходне.

Врсте мотора

1.       са независном побудом (добијају побудну струју из независног извора, па је стога током рада без регулације брзина њихов магнетни флукс непроменљив Φ=const.);

2.       са оточеном побудом (добијају побудну струју навоја полова из мреже, пошто је њихов побудни навој полова паралелно везан за напон мреже, као и навој ротора);

3.       са редном побудом (имају струју побуде навоја полова једнаку струји оптерећења, јер се навој побуде полова редно везује са навојем ротора кроз који тече струја оптерећења. Стога код овог мотора магнетни флукс зависи од струје оптерећења);

Врсте генератора

1.       са независно побудом (добијају побудну струју из независног извора једносмерне струје);

2.       са паралелном или оточеном побудом (имају паралелено везане побудне навоје полова са четкицама ротора,тј. са навојем ротора оносно са напоном генератора и у њој се смањује магнетни флукс);

3.      са редном побудом (имају навој полова редно везан са навојем ротора.Пошто кроз овакве навоје полова пролази цела струја оптерећења пријемника, они се израђују од дебљих проводника. Тада је, према Кап-Хопкинсовом закону Φ=NI/θm, за стварање потребног магнетног флукса довољан мали број навојака;

4.      са сложеном побудом (има око магнетних полова две врсте навоја: већи број тањих навоја, везаних паралелелно са навојем ротора (оточна побуда) и мањи број дебљих навоја, везани редно са навојем ротора (редна побуда). Смер струје оптерећењаа кроз редно везане навоје подеси се тако да она појачава магнетни флукс полова Φ, па и индуковану електричну силу Е.