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Construction d'un générateur à courant continu

UNE Générateur de courant continu est un appareil électrique qui convertit mécaniquel'énergie en énergie électrique. Il se compose principalement de trois parties principales, à savoir le système de champ magnétique, l’armature et le commutateur et le réducteur à brosse. Les autres parties d’un générateur à courant continu sont les suivantes: bâti magnétique et collet, corps de poteau et patins de poteau, bobines de champ ou excitantes, noyau d’armature et enroulements, brosses, logements d’extrémité, roulements et arbres.

Le schéma des parties principales d'un Générateur DC 4 pôles ou DC Machine est illustré ci-dessous.

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Contenu:

Système de champ magnétique du générateur à courant continu

Le système de champ magnétique est le système fixe oupartie fixe de la machine. Il produit le flux magnétique principal. Le système de champ magnétique se compose de Mainframe ou Yoke, de pôles et de semelles de pôle et de bobines Field ou Exciting. Ces différentes parties du générateur de courant continu sont décrites ci-dessous en détail.

Cadre magnétique et joug

Le cadre cylindrique creux extérieur auquel principalLes mâts et les pôles sont fixés et au moyen desquels la machine est fixée à la fondation est appelée Yoke. Il est fabriqué en acier moulé ou en acier laminé pour les grosses machines et pour les machines de petite taille, la culasse est généralement en fonte.

Les deux objectifs principaux du joug sont les suivants: -

  • Il supporte les noyaux des pôles et fournit une protection mécanique aux parties internes des machines.
  • Il fournit un chemin à faible réluctance pour le flux magnétique.

Pole Core et Pole Shoes

Les bâtons Pole Core et Pole Shoes sont fixés aucadre magnétique ou joug par boulons. Depuis les pôles, projetés vers l'intérieur, ils sont appelés pôles saillants. Chaque noyau de pôle a une surface courbe. Habituellement, le noyau de la hampe et les patins sont en acier moulé fin ou en tôle de fer forgé rivetés sous pression hydraulique. Les pôles sont laminés pour réduire la perte par courants de Foucault.

La figure du noyau et du sabot est indiquée ci-dessous.

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Le noyau de pôles répond aux objectifs suivants.

  • Il soutient le champ ou les bobines excitantes.
  • Ils répartissent le flux magnétique sur la périphérie de l'armature de manière plus uniforme.
  • Cela augmente la section du circuit magnétique, ce qui réduit la réluctance du chemin magnétique.

Bobines de terrain ou excitantes

Chaque noyau de pôle comporte une ou plusieurs bobines de champ(enroulements) placés dessus pour produire un champ magnétique. Le fil de cuivre émaillé est utilisé pour la construction de bobines d'excitation ou d'excitation. Les bobines sont enroulées sur l’ancien et ensuite placées autour du noyau de pôle.

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Quand le courant continu traverse le champenroulé, il magnétise les pôles, ce qui produit le flux. Les bobines de champ de tous les pôles sont connectées en série de telle sorte que, lorsqu'elles sont traversées par du courant, les pôles adjacents atteignent une polarité opposée.

Armature de générateur à courant continu

La partie tournante de la machine à courant continu ou d'un générateur de courant continu s'appelle l'armature. L'armature est constituée d'un arbre sur lequel est placé un cylindre stratifié, appelé noyau amature.

Noyau d'armature

Le noyau d'induit du générateur à courant continu est cylindriqueen forme et clavette à l'arbre en rotation. Comme indiqué sur la figure ci-dessous, des rainures ou des fentes sont prévues à la périphérie extérieure de l'armature.

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Le noyau d'induit d'un générateur ou d'une machine à courant continu remplit les fonctions suivantes.

  • Il abrite les conducteurs dans les fentes.
  • Il fournit un chemin facile pour le flux magnétique.

L’armature étant une partie tournante du DCGénérateur ou machine, l'inversion du flux a lieu dans le noyau, d'où des pertes par hystérésis. Le matériau acier au silicium est utilisé pour la construction du noyau afin de réduire les pertes par hystérésis.

L’armature en rotation coupe le champ magnétique,en raison de laquelle une emf est induite en elle. Cette emf fait circuler le courant de Foucault, ce qui entraîne une perte de courant de Foucault. Ainsi, pour réduire les pertes, le noyau d'induit est stratifié avec un estampage d'environ 0,3 à 0,5 mm d'épaisseur. Chaque feuilletage est isolé des autres par un revêtement de vernis.

Enroulement d'induit

Les conducteurs isolés sont placés dans les fentesdu noyau d'induit. Les conducteurs sont calés et des bandes de fil d'acier enroulées autour du noyau sont correctement connectées. Cet arrangement de conducteurs s'appelle Armature Winding. L'enroulement de l'armature est le cœur de la machine à courant continu.

Le bobinage d'induit est un endroit où la conversion dele pouvoir a lieu. Dans le cas d'un générateur à courant continu, la puissance mécanique est convertie en puissance électrique. Sur la base des connexions, les enroulements sont classés en deux types nommés Enroulement par recouvrement et Enroulement par vague.

  • Enroulement de recouvrement

En enroulement par recouvrement, les conducteurs sont connectés ende telle sorte que le nombre de chemins parallèles soit égal au nombre de pôles. Ainsi, si une machine a P conducteurs polaires et Z induits, il y aura P chemins parallèles, chaque chemin aura des conducteurs Z / P connectés en série.

En enroulement par recouvrement, le nombre de brosses est égal au nombre de trajets parallèles. La moitié des brosses sont positives et la moitié restante sont négatives.

  • Enroulement des vagues

En enroulement de vague, les conducteurs sont ainsi connectésqu'ils soient divisés en deux chemins parallèles quel que soit le nombre de pôles de la machine. Ainsi, si la machine a Z conducteurs d'induit, il n'y aura que deux chemins parallèles ayant chacun Z / 2 conducteurs en série. Dans ce cas, le nombre de brosses est égal à deux, c'est-à-dire le nombre de chemins parallèles.

Commutateur en générateur à courant continu

Le commutateur, qui tourne avec l'armature,est de forme cylindrique et est constitué d’un certain nombre de barres ou de segments de cuivre étirés en forme de coin, isolés les uns des autres et de l’arbre. Les segments forment un anneau autour de la tige de l'armature. Chaque segment de commutateur est connecté aux extrémités des bobines d'induit.

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C'est la partie la plus importante d'une machine à courant continu et remplit les fonctions suivantes.

  • Il relie les conducteurs d'induit en rotation au circuit externe fixe à l'aide de brosses.
  • Il convertit le courant alternatif induit enle conducteur d'induit en courant unidirectionnel dans le circuit de charge externe en action de générateur CC, alors qu'il convertit le couple alternatif en un couple unidirectionnel (continu) produit dans l'induit en action moteur.

Construction du générateur de courant continu fig

Des pinceaux

Les balais de charbon sont placés ou montés sur le collecteur et à l'aide de deux balais de charbon ou plus, le courant est collecté à partir de l'enroulement d'induit. Chaque brosse est soutenue dans une boîte en métal appelée boîte de brosse ou porte-balais. Les balais sont pressés sur le commutateur et forment la liaison entre l'enroulement d'induit et le circuit externe.

La pression exercée par les brosses sur leLe commutateur peut être réglé et est maintenu à une valeur constante au moyen de ressorts. A l'aide des balais, le courant produit sur les enroulements est transmis au commutateur puis au circuit externe.

Ils sont généralement constitués de carbone de haute qualité, car le carbone est un matériau conducteur et, en même temps, sous forme de poudre, il procure un effet lubrifiant à la surface du collecteur.

Boîtiers d'extrémité

Les boîtiers d'extrémité sont fixés aux extrémités duMainframe et fournir un support aux roulements. Les logements avant supportent les ensembles roulement et brosse tandis que les logements arrière ne supportent généralement que les roulements.

Roulements

Les roulements à billes ou à rouleaux sont montés à la finboîtiers. Les roulements ont pour fonction de réduire les frottements entre les pièces tournantes et fixes de la machine. Ce sont principalement des aciers à haute teneur en carbone qui sont utilisés pour la construction de roulements, car ils sont très durs.

Arbre

Le manche est en acier doux avec un maximum derésistance à la rupture. L'arbre sert à transférer la puissance mécanique de ou vers la machine. Les pièces en rotation telles que le noyau d'induit, le commutateur, les ventilateurs de refroidissement, etc. sont liées à l'arbre.

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