O mulțime de probleme sunt aduse de colector: atât creșterea uzurii periilor, cât și scânteia, care provoacă explozivitate, supratensiuni actuale și interferențe radio.
Să fie perii și să fie inele de colectare a curentului, dar să nu existe colector!
Singurele dispozitive care furnizează această cerință pentru mașinile de curent continuu sunt mașinile unipolare.
Cel mai simplu exemplu (și cel mai devreme, de la mâinile lui Faraday!) Este un disc rotativ într-un câmp magnetic. Între axă și periferia discului există o diferență de stres (EMF), care este îndepărtată de contactele culisante.
Astfel de dispozitive furnizează curenți enormi (sute de mii de amperi!), Dar extrem de joasă tensiune (volți).
Pasul unu. Conductorul (discul) trebuie înlocuit cu o multitudine de conductori.
În dispozitivele existente (mașinile unipolare), partea de retur este sarcina (situată, firește, în afara câmpului). Curentul prin sarcină asigură închiderea circuitului. De fapt, sarcina închide un câmp de la EMF indus în afara câmpului.
Un rând trebuie înlocuit cu un set. Apoi, tensiunea indusă într-o singură întoarcere, combinată cu tensiunile pe alte rotații succesive, va crește la valoarea necesară.
Există două soluții.
1.Efectați partea de revenire (închidere) a înfășurării (fiecare viraj!) De la acțiunea câmpului pe instalație.
2.Organizovat în zona generatorului unde nu există câmp. Și acolo pentru a pune o parte de conectare (nu de lucru).
Pasul doi. Prima soluție este posibilă, realizabilă și utilizată în aceeași încărcătură. La mașinile existente glisante contacte de ieșire unipolară din domeniul parte zona de acțiune a conductorului. Pentru o bobină cu mai multe ture, soluția pare greoaie. Dar, în principiu, este posibil! Și principalul lucru este să știm că acest lucru este posibil și putem întotdeauna să îmbunătățim schema. Adică, dacă înlocuim discul sunt un număr de conductoare, izolate unul față de celălalt, și conectați-le în serie în afara câmpului printr-o multitudine de alunecare de contact de pe rotorul (axa) și periferie, atunci vom rezolva sarcina.
Astfel, se pare că toate bobinele sunt conectate în serie, EMF induse în ele stivuite secvențial în sus, iar tensiunea de funcționare este îndepărtată (sau este alimentat - în cazul utilizării dispozitivului ca motor) numai cu capetele bobinelor de contacte glisante. La începutul primei și sfârșitul ultimei bobine.
Generatoarele unipolare moderne nu utilizează un disc, ci un cilindru care se rotește într-un câmp magnetic. Și nu capetele, dar suprafața laterală funcționează. (Exista, apropo, si viteza este maxima).
1 - înfășurări de excitație; 2 - dispozitiv colector de curent; 3 - stator; 41 - partea feromagnetică a armăturii de ancorare; 42 - partea diamagnetică a ancorei; 5 axe de rotație a arborelui generatorului; 6 - sarcină externă; 7 - linii de câmp de bobine de excitație; 81 - conductoare de lucru; 82 - conductori care nu lucrează; 9 - partea de conectare a înfășurării. Liniile și crucea marchează direcțiile curentului în bobine (către și de la cititor).
Partea exterioară a cilindrului trebuie să fie o serie de conductori izolați (în care sunt induși EMF), care se află în canelurile feromagnetului. Iar partea interioară ar trebui să fie conductoare nefuncționale, plasate într-un diamagnetic (sau din oțel nemagnetic). Atât feromagnetul cât și diamagneticul sunt prefabricate, dintr-o multitudine de plăci acoperite cu lac! Curentul trebuie să curgă de-a lungul conductorului și nu de masa rotorului!
Câmpul va merge numai cu un feromagnet. Conductoarele de conectare o vor fi în afara câmpului, dar în interiorul rotorului.
Colectorul de curent se efectuează de la începutul primei viraje și de la sfârșitul ultimei viraje prin inelele de colectare a curentului și periile.
Orice tensiune dată fără un singur dinte, eșec, scânteie. Lucrați în același timp cu toți conducătorii externi, calitatea energiei este excepțională! Momentul dezvoltat este asigurat simultan de toate întoarcerile.
Creșteți costul cuprului, designul devine dificil?
Și nu aici! Designul motorului colector este mult mai complicat. Bobinele sunt stivuite conform schemei. Există întotdeauna ONLY ONE bobină, care este furnizată cu tensiune prin perii și plăci colector. Momentul dezvoltat este determinat numai de această singură bobină, toate celelalte sunt fără curent, sunt inactive. nu participați în acest moment la muncă, la crearea cuplului. Câte plăci există pe colector? Lăsați douăzeci. Doar două dintre ele sunt alimentate cu tensiune (pe o bobină). Adică, doar 1/10 din lichidare funcționează. Avem jumătate. În consecință, costul cuprului din motorul colectorului este mai mare. Da, chiar dacă au fost diferite - dar nu avem un colector! Iar problema complexității de stivuire a lichidării poate fi rezolvată tehnologic:
Dacă rotorul feromagnetic este un cilindru gol. atunci problema lichidării este mult simplificată. Câmpul nu va trece prin aer și nu va intra în partea ferită. Transformatoarele toroidale se agită ușor.
Și o puteți simplifica! Dacă ne taie de-a lungul cilindrului rotativ în două părți, bobina este înfășurată, și apoi (ace, sudură, bolțuri) sigure, procesul de înfășurare nu va pune probleme.
Bobinele de excitație pot fi înlocuite cu magneți toroidali permanenți, de exemplu magneți de niobiu.
Pasul patru. Dar interesant: poate o astfel de lucrare de design de la AC?
Dacă mai devreme, atunci când un rotor conducător se rotea într-un câmp magnetic, era de neconceput să-l includeți în rețea (scurtcircuit!). Apoi, dispozitivul propus poate fi inclus în rețeaua de tensiune AC. Atât rezistența activă cât și inductanța înfășurării sunt mari, ceea ce va limita curentul de pornire. Schimbarea polarității câmpului magnetic în bobinele de excitație va fi de asemenea însoțită de o modificare a direcției curentului în conductoarele de lucru. Deoarece EMF este accelerat și ghidat, curentul din bobina rotorului va cădea. Se pare că caracteristica motorului va fi ca cea a unui motor DC cu excitație secvențială. Acest lucru este minunat! Momentul de plecare va fi imens! Domeniul de aplicare crește dramatic! De la motoarele de foraj la motoarele de tracțiune ale locomotivelor electrice. De la o mașină de găurit, o mașină de spălat, o mașină de ras, un aspirator, un ventilator, la mașini de la HPP și CTE.
Și ca un generator, și cum un motor ca acest dispozitiv va funcționa și curent alternativ. Dar apoi, desigur, nu pe magneții permanenți.
Trimiteți-le prietenilor: