什么是直流发电机:结构和它的工作

最初的电磁发电机法拉第盘是由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年发明的。一个直流发电机是用于生成的电气设备电能．这个装置的主要作用是把机械能转换成电能。机械能来源有几种，如手摇柄、内燃机、水轮机、燃气轮机和蒸汽轮机。发电机为所有的电力提供电力电力网格．发电机的反向作用可以由电动机来完成。电动机的主要作用是把电能转换成机械能。电动机和发电机也有类似的特点。本文讨论直流发电机的概述。

什么是直流发电机？

直流发电机或直流发电机是电机的一种，而这台机器的主要功能是把机械能转换成直流电。能量转换过程采用能量感应电动势原理。的直流发电机图如下所示。

当一个导体横切时磁通，则根据电磁感应原理在其内部产生能量感应的电动势法拉第定律．当导体电路未断开时，这种电动势可以引起电流流动。

建设

直流发电机也被用作直流电机不改变其建筑。因此，DC电机否则可以称为DC发生器直流电机。a的构造4极直流发电机如下所示。这个生成器包括几个部分像轭，杆和杆鞋，田间绕组，电枢芯，电枢绕组，换向器和刷子。但该装置的两个主要部分是定子以及转子．

定子

定子是直流发电机的重要组成部分，它的主要功能是在线圈旋转的地方提供磁场。这包括稳定的磁体，其中两个磁体面向相反的磁极。这些磁铁的位置适合于转子的区域。

转子或电枢芯

转子或电枢铁芯是直流发电机的第二个重要部分，它包括有槽的铁薄片，槽被堆叠成一个圆柱形电枢铁芯．通常，提出了这些叠片以降低损失，因为涡流．

电枢绕组

电枢铁芯槽主要用于固定电枢绕组。这些是在一个封闭的电路绕组形式，并串联到并联，以提高产生的电流的总和。

轭

直流发电机的外部结构为轭式，由铸铁或钢制成。它提供必要的机械动力来搬运磁通通过极点给出。

波兰人

这些主要用于保持励磁绕组。通常，这些绕组是绕在磁极上的，它们是串联的，否则是通过线圈并联的电枢绕组．此外，磁极将通过使用螺钉向焊接方法带朝向轭。

杆鞋

杆靴主要用于扩散磁通量，并避免场线圈掉落。

换向器

换向器的工作就象整流器的变化交流电压到了直流电压在电枢绕组内穿过电刷。它设计了一个铜段，每个铜段在辅助下相互保护云母片．它位于机器的轴上。

直流发电机换向器功能

DC发生器中换向器的主要功能是将AC更改为DC。它类似于逆转开关，下面讨论其在发电机中的作用。

发电机电枢线圈内感应的电动势是交流的。因此，电枢线圈内的电流也可以是交流电。一旦电枢线圈穿过无偏磁轴，该电流可以通过换向器在准确的时刻被逆转。因此，负载获得直流或单向电流。

换向器保证从发电机流出的电流永远单向流动。电刷在换向器上移动，将在发电机和负载之间建立高质量的电气连接。

刷

可以确保电连接换向器以及借助电刷的外部负载电路。

工作原则

的直流发电机的工作原理是基于法拉第定律的电磁感应．当导体处于不稳定的磁场中时，导体内就会产生电动势。感生电动势的大小可由式求得发电机的电动势．

如果导体有一个闭合的通道，感应到的电流就会在通道中流动。在这个发电机，场线圈将产生一个电磁场以及电枢导体变成场。因此，电枢导体内将产生电磁感应电动势(emf)。感应电流的路径将由弗莱明右手法则提供。

直流发电机电动势方程

的直流发电机的EMF方程根据法拉第电磁感应定律例如=Pøzn/ 60 a

在哪里φ.是

韦伯内的助焊剂或杆

'z'是电枢导体的总编号

' P '是发电机的磁极数

'a'是电枢内部的一系列平行通道

'n'是R.P.M中电枢的旋转（每分钟转速）

“E”是电枢内任何平行车道上的感应电动势

“Eg”是任一平行车道产生的电动势

'n / 60'是每秒的匝数

一圈的时间是dt = 60/N秒

直流发电机类型

DC发电机的分类可以在两个最重要的类别中完成，即单独兴奋和自我兴奋。

他励

在单独励磁类型中，磁场线圈由一个独立的外部直流源加强。

自激

在自激式中，磁场线圈由发电机产生的电流加强。第一个电动势的产生是由于它在场极内具有突出的磁性。

所产生的电动势会使一小部分电流供应到场线圈中，从而增加了场磁通和电动势的产生。此外，这些类型的直流发电机可分为三种类型，即串绕式、并绕式和复合绕式。

• 在串联绕组中，励磁绕组和电枢绕组都是串联的。
• 并联时，励磁绕组和电枢绕组均并联。
• 复合绕组是串联绕组和并联绕组的混合。

直流发电机的效率

直流发电机非常可靠，效率额定值为85-95%

假设生成器的输出是VI

发电机的输入是VI +损耗

输入= VI + I2aRa + Wc

如果分流场电流是微不足道的，那么IA = I（约）

n = VI/ (VI+Ia2Ra+wc) = 1/(1+Ira/V+wc/VI)

对于最高效率D / DT（IRA / V + WC / VI）= 0否则I2RA = WC

因此，当可变损耗等于恒定损耗时，效率最高

最高效率等效负载电流为I2ra = wc，否则I =√wc/ra

直流发电机损耗

市场上有各种各样的机器，由于投入能量的损失，总投入能量不能转化为产出。所以不同的损耗可能发生在这种类型的发电机。

铜损

电枢铜损耗(Ia2Ra)，其中电枢电流为“Ia”，电枢电阻为“Ra”。对于并联发电机，场铜损耗相当于Ish2Rsh，基本稳定。对于串联绕线的发电机，场铜损耗相当于Ise2 Rse，几乎是稳定的。对于复绕式发电机，其场铜损耗与Icomp2 Rcomp相似，且基本稳定。在满载损耗时，由于电刷接触，铜损耗发生20-30%。

核心或铁或磁性损失

铁芯损耗可分为滞后损耗和涡流损耗两种类型

磁滞损耗

这种损耗主要是由于电枢铁芯的倒转引起的。转子铁芯的每一部分交替通过南北两极以下，分别达到S和N极性。当磁芯供给一组磁极以下时，磁芯将完成一系列的频率反转。请参阅此链接了解更多什么是滞后损耗:影响因素及其应用

涡流损耗

电枢铁芯在其整个旋转过程中大幅降低磁通量，电动势可以在铁芯的外部感应到，根据电磁感应定律，这个电动势是非常微小的，然而，它在铁芯的表面设置了一个大电流。这种巨大的电流称为涡流，而其损耗称为涡流损耗。

核心损失对于化合物和分流发电机稳定，因为它们的田间电流几乎稳定。这种损失主要发生在满载损失中的20％至30％。

机械损失

机械损失可定义为旋转电枢的空气摩擦损失或风阻损失。摩擦损失主要发生在轴承和换向器上，占满负荷损失的10% ~ 20%。

杂散损耗

杂散损耗主要是由磁芯损耗和机械损耗共同作用的结果。这些损耗也称为转动损耗。

交流和直流发电机的区别

在我们可以讨论AC和DC发生器之间的区别之前，我们必须了解发电机的概念。通常，发电机被分类为AC和DC等两种类型。这些发电机的主要功能是将电力从机械变为电气。交流发电机产生交流电，而DC发生器会产生直接电源。

两个发电机都使用法拉第定律来产生电力。该法律告诉，一旦导体在磁场内移位，那么它就会削减磁力线以刺激导体内的EMF或电磁力。这种诱导的EMF的幅度主要取决于通过导体的磁线力连接。一旦导体的电路关闭，则EMF会导致电流的流动。DC发生器的主要部分是在磁场内移动的磁场和导体。

交流发电机和直流发电机之间的主要区别是最重要的电气问题之一。这些差异可以帮助学生学习这个话题，但在那之前，一个人应该了解交流发电机和直流发电机的每个细节，这样的差异是非常容易理解的。请参阅此链接了解更多关于交流和直流发电机的区别。

特征

直流发电机的特性可以定义为这两个独立量之间的图形表示。这张图将显示稳态特性，通过这张图解释了终端电压、负载和励磁之间的主要关系。下面将讨论这种发电机最基本的特性。

磁化特性

磁化特性提供了产生电压的差异，否则空载电压通过励磁电流在稳定的速度。这种特性也称为开路或空载特性。

内部特征

可以在负载电流和产生的电压之间绘制DC发生器的内部特性。

外部或负载特性

负载或外部类型特性提供了稳定速度下负载电流和终端电压之间的主要关系。

优点

的一个DC发电机的DVANTAGES包括以下。

• 直流发电机输出功率大。
• 这些发电机的终端负荷很高。
• DC发电机的设计非常简单
• 这些用于产生不均匀的输出功率。
• 这与85-95%非常一致。效率评级
• 他们提供可靠的输出。
• 它们既轻便又紧凑。

缺点

直流发电机的缺点包括以下几点。

• 直流发电机不能与变压器一起使用
• 由于铜，机械，涡流等损失，该发电机的效率低。
• 电压降可以在很远的距离内发生
• 它采用了劈开环换向器，使机床设计复杂化
• 昂贵的
• 高维护
• 产生能量时会产生火花
• 在传输过程中会损失更多的能量

直流发电机的应用

不同类型直流发电机的应用包括:

• 单独励磁式直流发电机用于升压和升压电镀．适用于电力、照明等用途现场监管机构
• 自激直流发电机或分流直流发电机用于使用稳压器的电源以及普通照明。它可用于电池照明。
• 本系列直流发电机适用于照明弧光灯、稳定电流发生器、升压电源等。
• 一个复合直流发电机被用来提供电源适用于直流焊机。
• 水平化合物DC.发电机供宿舍、宿舍、办公室等使用。
• 过复配时，采用直流发电机补偿馈线内的电压降。

因此，这一切都是关于直流发电机．从上述信息中最终，我们可以得出结论，DC发电机的主要优点包括简单的结构和设计，并联操作简单，系统稳定性问题不太不像交流发电机。这是一个问题，DC发电机的缺点是什么？