Language
Country/Area
No result found
Скрытая мощность роторов электродвигателей: почему в современных генераторах не используются угольные щетки?
По мере развития технологий конструкция и работа генераторов также совершенствуются. Переход от ранних генераторов, в которых использовались угольные щетки, к современной, все более распространенной бесщеточной технологии не только повысил производительность генератора, но и снизил затраты на техническое обслуживание. Многим читателям может быть интересно, почему современные генераторы не используют угольные щетки. Какие технологические инновации за этим скрываются?
Возбуждение в электромагнетизме
В электромагнетизме возбуждение — это процесс создания магнитного поля с помощью электрического тока. Генератор или двигатель состоит из ротора, вращающегося в магнитном поле. Магнитное поле может создаваться постоянными магнитами или катушками электрического поля. В машинах, использующих катушки электрического поля, ток должен протекать через катушки для создания (возбуждения) магнитного поля, в противном случае ротор не сможет передавать мощность.
Катушки электрического поля обеспечивают наиболее гибкую форму регулирования потока, но они потребляют ток.
Возбуждение в генераторах
Для многих крупных генераторов электрический ток должен быть установлен, прежде чем генератор сможет вырабатывать электроэнергию. Хотя часть выходной мощности генератора может быть использована для поддержания магнитного поля после запуска, во время запуска по-прежнему требуется внешний источник тока. Управление магнитным полем очень важно, поскольку оно будет поддерживать напряжение в системе.
Принцип усилителя
За исключением генераторов с постоянными магнитами, выходное напряжение генератора пропорционально магнитному потоку. Сумма магнитного потока состоит из намагниченности конструкции и магнитного поля, создаваемого током возбуждения. Если ток возбуждения отсутствует, магнитный поток очень мал, а напряжение якоря практически равно нулю. Управляя током возбуждения, можно регулировать напряжение генерирующей системы, чтобы устранить падение напряжения, вызванное увеличением тока якоря.
Генератор можно рассматривать как усилитель тока в напряжение.
Использование независимых стимулов
Для крупных генераторов обычной практикой является использование генератора с отдельным возбуждением, подключенного параллельно основному генератору. Это небольшой генератор с постоянным магнитом или батарейным питанием, предназначенный для обеспечения необходимого тока для более крупного генератора.
Новая эра самомотивации
Современные генераторы обычно являются самовозбуждающимися, то есть часть выходной мощности ротора используется для приведения в действие катушек электрического поля. При выключении генератора сердечник ротора сохраняет определенное количество остаточного магнетизма. При запуске генератора не подключайте предварительно нагрузку. Тогда его изначально слабое магнитное поле вызовет слабый ток в катушке ротора, тем самым усилив магнитное поле и в конечном итоге установив сильное напряжение.
Стартап и другие варианты
Самовозбуждающиеся генераторы должны запускаться без внешней нагрузки. Существуют различные типы самовозбуждающихся конструкций, от простых шунтовых конструкций, использующих энергию от основной обмотки, до систем усиления возбуждения, которые обеспечивают временное повышение энергии для реагирования на изменения нагрузки.
Когда остаточного магнетизма генератора недостаточно для достижения полного напряжения, обычно предусмотрена возможность подачи тока из другого источника.
Рост стимулов для бесщеточных автомобилей
Технология бесщеточного возбуждения позволяет генерировать магнитный поток в двигателе без необходимости использования угольных щеток. Эта технология, разработанная на основе достижений полупроводниковой технологии, использует вращающийся выпрямитель для сбора индуцированного переменного напряжения на валу синхронной машины и выпрямления его для подачи на обмотку возбуждения генератора. Хотя бесщеточная система возбуждения исторически не обеспечивала быстрого регулирования потока, ситуация улучшается по мере появления новых решений.
Будущее технологий
Современная бесщеточная технология является более сложной и использует высокопроизводительные беспроводные коммуникации для достижения полного контроля над магнитным полем, такие как тиристорные выпрямители и коммутационные интерфейсы, что делает работу генератора более гибкой и эффективной.
Поскольку технологии продолжают развиваться, остается сложной проблемой вопрос о том, смогут ли генераторы полностью избавиться от угольных щеток. Какие новые технологии появятся в будущем для решения этих проблем?
