2020/04/24

Модул 106-1. Тогтмол гүйдлийн генератор

Хэдийгээр дэлхийд хувьсах гүйдэл ноёлж байгаа ч хэрэглээнд тогтмол гүйдлийг өргөн ашиглана. Олон том үйлдвэрүүд тогтмол гүйдлийн генератор ашиглан том хэмжээний тогтмол гүйдлийн моторыг ажиллуулж байна. Тогтмол гүйдлийн мотор нь тодорхой нөхцөлд хувьсах гүйдлийн мотороос олон давуу талтай. Мөн дизель хөдөлгүүрүүд тогтмол гүйдлийн генераторыг ашигладаг. Ихэнх дизель хөдөлгүүрүүд тогтмол гүйдлийн генераторыг ашиглан тогтмол гүйдлийн моторыг тэжээлээр хангаж хүч дамжуулдаг.

Генератор гэдэг нь механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргаж буй төхөөрөмж юм. Тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрүүд нь соронзон индукцийн ажиллах зарчим дээр үндэслэгддэг.

Цаашид тогтмол гүйдлийн генераторыг товчоор DC генератор хэмээн нэрлэнэ. DС гэдэг нь Direct Current буюу тогтмол гүйдэл гэдгийн товчилсон нэр болно.

Дамжуулагчийг хүрээ хэлбэрт оруулж (loop) дамжуулагчийн 2 үзүүрийг эргэлддэг гулгамтгай цагираг дээр (sliprings) бэхэлнэ. Үүнийг шойтко (brushes)-ээр дамжуулж гадна талын хэлхээтэй холбоно.


Жаазны (shaft) 2 хүрээг (loop) доорх зурагт харуулав. Loop буюу хүрээг соронзон урсгал нэвтрэх үед түүнд индукцийн хөдөлгөгч хүч үүсэж уг хүчний улмаас гүйдэл гүйдэг. Харин энэ зурагт хүрээг соронзон урсгал нэвтлэхгүй байгаа учраас индукцлэл байхгүй.


Харин жааз эргэж жаазны хүрээгээр соронзон урсгал нэвтэрч эхлэхэд түүний эргэн тойрон соронзон орон хуйларч энэ нь индукцийн хөдөлгөгч хүчийг үүсгэнэ. Жааз 90 градус эргэсэн тохиолдолд жаазны хүрээний эргэн тойронд үүсэх соронзон орны хуйлрал хамгийн хүчтэй байна. Энэ үед үүсэх индукцийн хөдөлгөгч хүч хамгийн их утгадаа хүрнэ.


Үүнээс цааш жааз эргэх үед соронзон орны хуйлрал багасаж улмаар жааз 180 градус эргэх үед алга болно. Энэ үед индукцийн хөдлөх хүч эргээд тэг болно.


Үүнээс цааш эргэн үед соронзон орон хуйларч эхлэх ч түрүүчийн орны эсрэг чигт байна. Үүнээс болж энэ үед үүсэх индукцийн хөдөлгөгч хүч нь өмнөх хүчдэлээс эсрэг фазтай байх болно. Ингээд 270 градус эргэх үед энэ хүч хамгийн их утгадаа хүрнэ.


Үүнээс цааш энэ хүч буурсаар 360 жааз бүтэн эргэж анхны байдалдаа очиход эргэн тэг болно.


DC генератор нь үнэндээ хувьсах хүчдэл үйлдвэрлэж байна. Харин үүнийг тогтмол болгох үүргийг коммутатор (commutator) гүйцэтгэнэ. Коммутатор нь сегментүүдэд хуваагдах ба сегментүүд нь хоорондоо тусгаарлагчаар тусгаарлагдсан байна. Сегмент болгонд нэг дамжуулагчийн хүрээ (loop) холбоотой байна. Коммутатораас нүүрсэн шойткоор (brushes) дамжуулан хүрээ буюу loop-ийг гадны хэлхээтэй холбоно.


Хүрээ нь босоо байрлалд байхад түүнийг соронзон урсгал нэвтрэхгүй учраас хуйларч индукцийн хөдөлгөгч хүчийг үүсгэхгүй.


Гэвч хүрээ соронзон урсгалыг нэвтэлж эхлэх үед түүний эргэн тойронд соронзон орны хуйлрал үүсэж хүрээ 90 градус эргэх үед энэ хамгийн их утгадаа хүрнэ.


Үүнээс цааш жаазыг эргүүлэхэд индукцийн хөдөлгөгч хүч буурч буурсаар 180 градус эргэж ахин босоо байрлалд ороход тэг бол.


Ингээд цааш эргүүлэхэд индукцийн хөдөлгөгч хүч ихэснэ. Улмаар 90 градус эргүүлэхэд хамгийн их утгадаа хүрнэ. Гэхдээ энэ удаад коммутаторын туйл солигдох учраас индукцийн хөдлөгч хүчний туйл эргэхгүй хэвээр үлдэнэ. Ингэж коммутатор ашигласнаар энэ генератор тогтмол шулуутгагдсан гүйдлийг үүсгэдэг.


Ингээд цааш эргүүлэхэд индукцийн хөдөлгөгч хүч багассаар 180 болоход эргэн тэг болно.


Дамжуулагчийн хүрээ буюу loop-ийн тоог ихэсгэж энэ хүчний хэмжээг ихэсгэнэ. Жишээ нь хүрээг 20 удаа хийвэл энэ хүчдэл 20 дахин ихэснэ. Нэг хүрээ 2 В гаргаж байсан бол хүрээг 20 удаа хийснээр 40 В гаргах боломжтой.


Коммутаторыг одоо 4 хувааж хүрээг 90 градус үүсгэж байхаар нэмсэн тохиолдолд хүчдэл тэг болохгүй. Харин ингэж долгилсон хэлбэрт орох ба үүний ripple буюу пульсац гэнэ.


Хүрээг ихэнхдээ ховил татсан төмөр гол дээр суулгана. Коммутатор нь энэ төмөр голтойгоо шууд залгаатай хийгдэнэ.


Ингээд коммутатор болон төмөр голыг нийтэд нь якорь буюу armature хэмээн нэрлэнэ.


Якорийг хэрэв хөндлөн зүсвэл түүний хүрээний ороомгуудыг хэрхэн ховил суугдсан болохыг нь харж болно.