Wat is de collector die wordt gebruikt in DC-machines?

Verzamelaar Het is een systeem van koperen platen geïsoleerd van elkaar en van de ankerschacht. Kranen van de ankerwikkeling zijn aan de platen gesoldeerd. De sleepcontacten (borstels) worden gebruikt om de collector aan te sluiten op de klemmen van de machine en op het externe circuit.

De collector in elektrische machines fungeert als een AC / DC-gelijkrichter (in generatoren) en de rol van automatische omschakeling van de stroomrichting in de roterende ankerdraden (in motoren).

Wanneer het magnetische veld wordt gekruist door slechts twee draden die een frame vormen, zal de collector een enkele ring zijn die in twee van elkaar geïsoleerde delen is gesneden. In principe wordt elke halve cirkel een collectorplaat genoemd.

Elk begin en einde van het frame is bevestigd aan zijn eigen collectorplaat. Borstels zijn zo gerangschikt dat een ervan altijd is verbonden met een draad die naar de Noordpool zal gaan en de andere met een draad die naar de Zuidpool zal gaan. In afb. 1. toont een algemeen beeld van een elektrische collectormachine.

Om de werking van het verdeelstuk te bekijken, verwijzen we naar Fig.2, waarin het frame met draden A en B in doorsnede is weergegeven. Voor de duidelijkheid is draad A weergegeven met een dikke cirkel en draad B met twee dunne cirkels.

Borstels zijn gesloten voor externe weerstand, dan b.v. enz. geïnduceerd in de draden zal een elektrische stroom opwekken in een gesloten circuit. Daarom kan men, wanneer men naar de werking van de collector kijkt, geen nee zeggen over de geïnduceerde e. enz. s., en voor de geïnduceerde elektrische stroom.

Rijst. 1. Elektrische machinecollector

Rijst. 2. Vereenvoudigde afbeelding van de tank

Rijst. 3. Gelijkrichting van wisselstroom met behulp van een collector

Laat het frame met de klok mee draaien. Op het moment dat het roterende frame de positie inneemt zoals getoond in Fig. 3, A, zal de grootste stroom worden geïnduceerd in zijn draden, omdat de draden de magnetische krachtlijnen kruisen die er loodrecht op staan.

De geïnduceerde stroom van draad B die is aangesloten op collectorplaat 2 zal naar borstel 4 vloeien en na doorgang door het externe circuit via borstel 3 terugkeren naar draad A. In dit geval is de rechterborstel positief en de linker negatief.

Verdere rotatie van de ring (positie B) zal opnieuw stroom opwekken in beide draden; de richting van de stroom in de draden zal echter tegengesteld zijn aan die in positie A. Aangezien de collectorplaten ook met de draden meedraaien, zal borstel 4 opnieuw elektrische stroom leveren aan het externe circuit en zal de stroom terugkeren naar de frame door borstel 3.

Hieruit volgt dat, ondanks de verandering in de richting van de stroom in de roterende draden zelf, als gevolg van de omschakeling door de collector, de richting van de stroom in het externe circuit niet is veranderd.

Op het volgende moment (positie D), wanneer het frame weer een positie op de neutrale lijn inneemt, is er geen stroom meer in de draden en dus in het externe circuit.

Op volgende momenten zal de beschouwde bewegingscyclus zich in dezelfde volgorde herhalen. Op deze manier blijft de richting van de geïnduceerde stroom in het externe circuit door de collector te allen tijde hetzelfde en blijft tegelijkertijd de polariteit van de borstels behouden.

Rijst. 4. DC-motorcollector

De kromme in afb. 5. Uit de curve blijkt dat de stroom zijn hoogste waarden bereikt op de punten die overeenkomen met 90 ° en 270 °, dat wil zeggen wanneer de geleiders de krachtlijnen direct onder de polen kruisen. Op de punten 0 ° (360 °) en 180 ° is de stroom in het externe circuit nul, aangezien de draden die door de neutrale lijn gaan, de hoogspanningslijnen niet kruisen.

Rijst. 5. Curve van de stroomverandering in het externe circuit voor één omwenteling van het frame na correctie door de collector

Uit de curve kan gemakkelijk worden afgeleid dat hoewel de richting van de stroom in het externe circuit ongewijzigd blijft, de waarde constant verandert van nul naar een maximum.

Elektriciteitconstant in richting maar variabel in grootte wordt genoemd pulserende stroom… Voor praktische doeleinden is rimpelstroom erg onhandig. Daarom proberen ze in generatoren rimpelingen glad te strijken en de stroom uniformer te maken.

In tegenstelling tot generatoren werkt de collector bij gelijkstroommotoren als een automatische omschakeling van de stroomrichting in de draaiende ankerdraden.Als in de generator de collector dient om wisselstroom in gelijkstroom te corrigeren, dan wordt in de elektromotor de rol van de collector gereduceerd tot de stroomverdeling in de ankerwikkelingen zodanig dat gedurende de gehele werking van de elektromotor in de draden die zich momenteel onder de Noordpool bevinden, de stroom vloeit constant in wat - of in de ene richting, en in draden die zich onder de Zuidpool bevinden - in de tegenovergestelde richting.