Jaký se kolektor používá u stejnosměrných strojů?

Kolektor Jedná se o systém měděných plátů izolovaných od sebe a od hřídele kotvy. Odbočky z vinutí kotvy jsou připájeny k destičkám. Posuvné kontakty (kartáče) slouží k připojení kolektoru ke svorkám stroje a k vnějšímu obvodu.

Kolektor v elektrických strojích funguje jako AC/DC usměrňovač (u generátorů) a role automatického přepínání směru proudu v rotujících drátech kotvy (v motorech).

Když magnetické pole protínají pouze dva dráty tvořící rám, bude kolektor tvořit jeden prstenec rozřezaný na dvě části izolované od sebe. V zásadě se každý půlkruh nazývá kolektorová deska.

Každý začátek a konec rámu je připevněn k vlastní sběrné desce. Kartáče jsou uspořádány tak, že jeden z nich je vždy připojen k drátu, který se bude pohybovat k severnímu pólu, a druhý k drátu, který se bude pohybovat k jižnímu pólu. Na Obr. 1 znázorňuje celkový pohled na kolektorový elektrický stroj.

Abychom zvážili fungování rozdělovače, odkažme se na Obr.2, na kterém je rám s dráty A a B znázorněn v řezu. Pro názornost je drát A znázorněn tlustým kroužkem a drát B dvěma tenkými kroužky.

Kartáče jsou uzavřeny vůči vnějšímu odporu, pak např. atd. indukované ve vodičích budou indukovat elektrický proud v uzavřeném obvodu. Proto při pohledu na činnost kolektoru nelze říci ne o indukovaném e. atd. s., a pro indukovaný elektrický proud.

Sběrač elektrického stroje

Rýže. 1. Sběrač elektrického stroje

Zjednodušený obrázek tanku

Rýže. 2. Zjednodušený obrázek nádrže

Usměrnění AC s kolektorem

Rýže. 3. Usměrnění střídavého proudu pomocí kolektoru

Nechte rám otáčet ve směru hodinových ručiček. V okamžiku, kdy otočný rám zaujme polohu znázorněnou na obr. 3, A se v jeho vodičích bude indukovat největší proud, protože vodiče křižují magnetické siločáry probíhající kolmo k nim.

Indukovaný proud z vodiče B ​​připojeného ke kolektorové desce 2 poteče do kartáče 4 a po průchodu vnějším obvodem se vrátí kartáčem 3 do vodiče A. V tomto případě bude pravý kartáč kladný a levý záporný.

Další otáčení lunety (pozice B) opět indukuje proud v obou vodičích; směr proudu ve vodičích však bude opačný, než měly v poloze A. Protože se kolektorové desky budou také otáčet s vodiči, bude kartáč 4 opět dodávat elektrický proud do vnějšího obvodu a proud se vrátí do rám přes kartáč 3.

Z toho vyplývá, že i přes změnu směru proudu v samotných rotujících vodičích se vlivem přepínání provedeného kolektorem směr proudu ve vnějším obvodu nezměnil.

V příštím okamžiku (pozice D), kdy rám opět zaujme polohu na nulovém vedení, nebude ve vodičích a tedy ani ve vnějším obvodu proud.

V následujících okamžicích se uvažovaný cyklus pohybů bude opakovat ve stejném pořadí. Tímto způsobem zůstane směr indukovaného proudu ve vnějším obvodu vlivem kolektoru stále stejný a zároveň zůstane zachována polarita kartáčů.

Rozdělovač stejnosměrného motoru

Rýže. 4. Sběrač stejnosměrného motoru

Křivka na Obr. 5. Z křivky je vidět, že proud dosahuje nejvyšších hodnot v bodech odpovídajících 90° a 270°, to znamená, když vodiče kříží siločáry přímo pod póly. V bodech 0 ° (360 °) a 180 ° je proud ve vnějším obvodu nulový, protože vodiče procházející neutrálním vedením neprotínají elektrické vedení.

Křivka změny proudu ve vnějším obvodu za jednu otáčku rámu po korekci kolektorem

Rýže. 5. Křivka změny proudu ve vnějším obvodu za jednu otáčku rámu po korekci kolektorem

Z křivky lze snadno usoudit, že i když směr proudu ve vnějším obvodu zůstává nezměněn, jeho hodnota se neustále mění z nuly na maximum.

Elektřinakonstantní ve směru, ale proměnné ve velikosti se nazývá pulzující proud… Pro praktické účely je zvlnění proudu velmi nepohodlné. Proto se v generátorech snaží vyhladit vlnění a učinit proud jednotnějším.

Na rozdíl od generátorů působí u stejnosměrných motorů kolektor jako automatický přepínač směru proudu v rotujících drátech kotvy.Jestliže v generátoru kolektor slouží ke korekci střídavého proudu na stejnosměrný, pak v elektromotoru je role kolektoru redukována na rozvod proudu ve vinutí kotvy tak, že po celou dobu provozu elektromotoru v dráty, které jsou aktuálně pod severním pólem, proud teče neustále v tom, co — nebo v jednom směru, a v drátech umístěných pod jižním pólem — v opačném směru.

Doporučujeme vám přečíst si:

Proč je elektrický proud nebezpečný?