Τι είναι ο συλλέκτης που χρησιμοποιείται στις μηχανές συνεχούς ρεύματος;

Συλλέκτης Είναι ένα σύστημα χάλκινων πλακών που απομονώνονται μεταξύ τους και από τον άξονα του οπλισμού. Οι βρύσες από την περιέλιξη του οπλισμού συγκολλούνται στις πλάκες. Οι συρόμενες επαφές (βούρτσες) χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση του συλλέκτη στους σφιγκτήρες του μηχανήματος και στο εξωτερικό κύκλωμα.

Ο συλλέκτης στις ηλεκτρικές μηχανές λειτουργεί ως ανορθωτής AC / DC (στις γεννήτριες) και ο ρόλος της αυτόματης μεταγωγής της κατεύθυνσης ρεύματος στα καλώδια περιστρεφόμενου οπλισμού (σε κινητήρες).

Όταν το μαγνητικό πεδίο διασχίζεται μόνο από δύο καλώδια που σχηματίζουν ένα πλαίσιο, ο συλλέκτης θα είναι ένας ενιαίος δακτύλιος κομμένος σε δύο μέρη απομονωμένα το ένα από το άλλο. Βασικά, κάθε ημικύκλιο ονομάζεται πλάκα συλλέκτη.

Κάθε αρχή και τέλος του πλαισίου είναι προσαρτημένο στη δική του πλάκα συλλέκτη. Οι βούρτσες είναι διατεταγμένες με τέτοιο τρόπο ώστε το ένα από αυτά να συνδέεται πάντα με ένα καλώδιο που θα κινείται στον Βόρειο Πόλο και το άλλο σε ένα καλώδιο που θα κινείται στον Νότιο Πόλο. Στο σχ. 1. δείχνει μια γενική άποψη μιας συλλεκτικής ηλεκτρικής μηχανής.

Για να εξετάσουμε τη λειτουργία της πολλαπλής, ας ανατρέξουμε στο Σχ.2, στο οποίο φαίνεται στην ενότητα το πλαίσιο με τα καλώδια Α και Β. Για λόγους σαφήνειας, το σύρμα Α εμφανίζεται με έναν παχύ κύκλο και το σύρμα Β με δύο λεπτούς κύκλους.

Οι βούρτσες είναι κλειστές στην εξωτερική αντίσταση, τότε π. κ.λπ. που προκαλείται στα καλώδια θα προκαλέσει ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα κλειστό κύκλωμα. Επομένως, όταν εξετάζουμε τη λειτουργία του συλλέκτη, δεν μπορούμε να πούμε όχι για το επαγόμενο e. και τα λοιπά. s., και για το επαγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα.

Ρύζι. 1. Συλλέκτης ηλεκτρικής μηχανής

Ρύζι. 2. Απλοποιημένη εικόνα της δεξαμενής

Ρύζι. 3. Διόρθωση εναλλασσόμενου ρεύματος με χρήση συλλέκτη

Αφήστε το πλαίσιο να περιστραφεί δεξιόστροφα. Τη στιγμή που το περιστρεφόμενο πλαίσιο παίρνει τη θέση που φαίνεται στο σχ. 3, Α, το μεγαλύτερο ρεύμα θα προκληθεί στα καλώδια του, επειδή τα καλώδια διασχίζουν τις μαγνητικές γραμμές δύναμης που τρέχουν κάθετα σε αυτά.

Το επαγόμενο ρεύμα από το καλώδιο Β που είναι συνδεδεμένο στην πλάκα συλλέκτη 2 θα ρέει στη βούρτσα 4 και αφού περάσει από το εξωτερικό κύκλωμα θα επιστρέψει μέσω της βούρτσας 3 στο καλώδιο Α. Σε αυτή την περίπτωση η δεξιά βούρτσα θα είναι θετική και η αριστερή θα είναι αρνητική.

Περαιτέρω περιστροφή της στεφάνης (θέση Β) θα προκαλέσει ξανά ρεύμα και στα δύο καλώδια. Ωστόσο, η κατεύθυνση του ρεύματος στα καλώδια θα είναι αντίθετη από αυτή που είχαν στη θέση Α. Δεδομένου ότι οι πλάκες συλλέκτη θα περιστρέφονται επίσης με τα καλώδια, η βούρτσα 4 θα παρέχει ξανά ηλεκτρικό ρεύμα στο εξωτερικό κύκλωμα και το ρεύμα θα επιστρέψει στο πλαίσιο μέσα από βούρτσα 3.

Συνεπάγεται ότι, παρά την αλλαγή της κατεύθυνσης του ρεύματος στα ίδια τα περιστρεφόμενα καλώδια, λόγω της μεταγωγής που γίνεται από τον συλλέκτη, η κατεύθυνση του ρεύματος στο εξωτερικό κύκλωμα δεν έχει αλλάξει.

Την επόμενη στιγμή (θέση D), όταν το πλαίσιο καταλαμβάνει ξανά θέση στην ουδέτερη γραμμή, δεν θα υπάρχει ρεύμα στα καλώδια και επομένως στο εξωτερικό κύκλωμα.

Σε επόμενες χρονικές στιγμές, ο εξεταζόμενος κύκλος κινήσεων θα επαναλαμβάνεται με την ίδια σειρά. Με αυτόν τον τρόπο, η κατεύθυνση του επαγόμενου ρεύματος στο εξωτερικό κύκλωμα λόγω του συλλέκτη θα παραμένει ίδια ανά πάσα στιγμή και ταυτόχρονα θα διατηρηθεί η πολικότητα των βουρτσών.

Ρύζι. 4. Συλλέκτης κινητήρα συνεχούς ρεύματος

Η καμπύλη στο σχ. 5. Από την καμπύλη φαίνεται ότι το ρεύμα φτάνει τις υψηλότερες τιμές του στα σημεία που αντιστοιχούν σε 90 ° και 270 °, δηλαδή όταν οι αγωγοί διασχίζουν τις γραμμές δύναμης απευθείας κάτω από τους πόλους. Στα σημεία 0 ° (360 °) και 180 °, το ρεύμα στο εξωτερικό κύκλωμα είναι μηδέν, καθώς τα καλώδια, που διέρχονται από την ουδέτερη γραμμή, δεν διασχίζουν τις γραμμές τροφοδοσίας.

Ρύζι. 5. Καμπύλη μεταβολής ρεύματος στο εξωτερικό κύκλωμα για μία περιστροφή του πλαισίου μετά από διόρθωση από τον συλλέκτη

Είναι εύκολο να συμπεράνουμε από την καμπύλη ότι αν και η κατεύθυνση του ρεύματος στο εξωτερικό κύκλωμα παραμένει αμετάβλητη, η τιμή του αλλάζει συνεχώς από το μηδέν στο μέγιστο.

Ηλεκτρική ενέργειαλέγεται σταθερή κατεύθυνση αλλά μεταβλητή σε μέγεθος παλλόμενο ρεύμα… Για πρακτικούς λόγους, το ρεύμα κυματισμού είναι πολύ άβολο. Επομένως, στις γεννήτριες επιδιώκουν να εξομαλύνουν τους κυματισμούς και να κάνουν το ρεύμα πιο ομοιόμορφο.

Σε αντίθεση με τις γεννήτριες, στους κινητήρες συνεχούς ρεύματος ο συλλέκτης λειτουργεί ως αυτόματος διακόπτης της κατεύθυνσης ρεύματος στα καλώδια περιστρεφόμενου οπλισμού.Εάν στη γεννήτρια ο συλλέκτης χρησιμεύει για τη διόρθωση του εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα, τότε στον ηλεκτροκινητήρα ο ρόλος του συλλέκτη μειώνεται στην κατανομή του ρεύματος στις περιελίξεις του οπλισμού με τέτοιο τρόπο ώστε κατά τη διάρκεια ολόκληρης της λειτουργίας του ηλεκτροκινητήρα σε τα καλώδια που βρίσκονται αυτή τη στιγμή κάτω από τον Βόρειο Πόλο, το ρεύμα ρέει συνεχώς προς την αντίθετη κατεύθυνση — ή προς μία κατεύθυνση, και στα καλώδια που βρίσκονται κάτω από τον Νότιο Πόλο — προς την αντίθετη κατεύθυνση.