Источники электроэнергии

 

Ниже рассматриваются обозначения син­хронных генераторов переменного тока и генераторов постоянного тока (динамо-машин), гальванических элементов и аккумуляторов, а также термопреобразователей.

Рис. 2.9. Синхронные генераторы. Рисунок 23,6 дан с некоторыми упрощениями: не показаны реостат возбуждения, устройство гашения поля и др.

Синхронные генераторы.Общее обозначение 1 синхронного генератора GS трехфазного переменного (3 ~) тока показано на рис. 2.9,а.

Обмотку статора можно изображать в двух формах. За основу обозначения в форме I (упрощенный способ) принята окружность 2. За основу обозначения в форме II (развернутый способ) принято обозначение 3 обмотки каждой фазы статора — три полуокружности.

Ротор в форме I, если не требуется уточнять его устройство, тоже обозначается окружностью 4, но диаметр ее меньше диаметра окружности 2, изображающей статор. Обмотку независимого возбуждения 5 в форме II обозначают четырьмя полуокружностями.

Если нужно уточнить устройство ротора, то пользуются обозначениями 6—8, где 6 — неявнополюсная распределенная обмотка возбуждения постоянного тока (характерно для быстроходных турбогенераторов); 7 — сосредоточенная обмотка постоянного тока с явно выраженными полюсами (характерно для тихоходных генераторов); 8 — ротор явнополюсный без обмотки с постоянными магнитами. Генераторы с постоянными магнитами используются на самолетах, тракторах, мотоциклах. Они широко применяются для измерения скорости (тахогенераторы), служат источниками тока в мегаомметрах, возбудителями синхронных генераторов и т. п.

При изображении синхронных генераторов и их возбудителей используют при необходимости обозначения: 9 — постоянный ток (заметьте: одна черточка, а не две); 10 — переменный ток; 11 — обмотка однофазная с двумя выводами; 12 — обмотка трехфазная, соединенная в звезду; 13 — то же с выведенной нейтральной (средней точкой).

На рис. 2.9,а также показаны: 14 — ротор с обмоткой, коллектором и щетками и 15 — ротор со щетками на контактных кольцах.

Обратите внимание: а) хотя ток к обмотке ротора подводится через щетки на контактных кольцах, но при изображении синхронных генераторов щетки не показывают: они подразумеваются; б) изображения щеток не зачерняют, как делали раньше, ограничиваясь их контурами.

На рис. 2.9,б дан пример изображения синхронного генератора в форме I сверху и в форме II снизу. При изображении в форме I обмотка статора 2 соединена в звезду 12. Ротор 7 имеет явно выраженные полюсы, обмотка которых питается от возбудителя — генератора постоянного тока с ротором 14 — обмоткой параллельного возбуждения 16. Ротор и возбудитель имеют общий вал, на что указывает линия механической связи 15.

Изображение в форме II отличается тем, что в нем показаны обмотки 3 каждой фазы статора. Кроме того, линия механической связи 15 показана не штриховой линией, а двумя параллельными линиями 17: оба способа (15 к 17) равноценны.

На схемах устройство ротора 6—8 обычно не показывают, ограничиваясь более простыми изображениями, примеры которых даны на рис. 2.9,в. У трехфазного синхронного генератора 18 GS выведены оба конца каждой фазы. На это указывают шесть проводов, присоединенных к статору 2, а также три черточки 11, изображающие три раздельные обмотки. К ротору 4 подведены два провода с обозначением 9 по­стоянного тока.

Под номером 19 показан синхронный генератор GS, обмотка статора которого соединена в звезду с выведенной нейтраль­ной точкой, на что указывают четыре провода, отходящие от статора (три фазы и нейтраль), и обозначение 13. Около обмотки ротора 5 дано обозначение постоянного тока 9.

Генератор GS 20 однофазного перемен­ного тока (1 ~) имеет два вывода от об­мотки статора и два вывода от обмотки ротора. Под номерами 21 и 22 изображен в формах I и II соответственно один и тот же генератор. У него выведены по два конца каждой обмотки статора, а возбуждение осуществляется от постоянных магнитов. Поэтому ротор не имеет выводов. Выводы обмоток ротора и статора не должны по направлению совпадать, но направлять их можно в любые стороны. Например, на рис. 2.9,б выводы обмотки ротора расположены по диаметру окружности .

Рис. 2.10. Источники постоянного тока: генераторы постоянного тока в формах I и II, термопреобразователи, аккумуляторные батареи и галь­ванические элементы

Генераторы постоянного тока изображают либо в форме I — упрощенный спо­соб, либо в форме II — развернутый. В основу изображений положены обозначения, показанные на рис. 2.10,а, где 1 — ротор (якорь) с обмоткой, коллектором и щет­ками; 2 и 3 — обмотки ротора и статора. Диаметры окружностей различны, так как одну окружность помещают внутри другой (см. изображения 11—13).

В форме II для изображения обмотки применяют обозначения: 4 — обмотка вспомогательного полюса — одна полуокружность; 5 — обмотка компенсационная две полуокружности; 6 — обмотка последовательного возбуждения — три полуокружности; 7 — обмотка параллельного возбуждения четыре полуокружности.

Четырьмя полуокружностями изобра­жают также обмотку независимого возбуждения.

Применение обозначений, приведенных на рис. 2.10,а, иллюстрируют рис. 2.10,б — г. Так, рис. 2.10,б изображает генератор последовательного возбуждения, рис. 2.10,в — параллельного возбуждения. Легко видеть, что рис. 2.10,г просто объединяет рис. 2.10,б и в, так как у генератора смешанного возбуждения есть две обмотки: последовательная 6 и параллельная 7, что отчетливо видно на рисунках под номерами 8-10.

Наиболее распространены и наглядны изображения 8-10. Под ними показаны изображения 11—13 в форме I и, наконец, внизу обозначения 14—16 и соответствующие им обозначения 14—16 в форме II.

Обратите внимание: а) точки в местах присоединения обмотки возбуж­дения к статору не ставят — так как со­единение само собой разумеется; б) в формах I и II в окружность вписаны буква G (генератор) и обозначение постоянного тока (черточка).

Термопреобразователи (старые, но употребительные термины: термоэлементы, термопары, термобатареи) непосредственно преобразуют тепло в электрическую энергию. До сравнительно недавнего времени металлические термопары применялись только для дистанционного измерения температуры (между термоЭДС и температурой существует строгая зависимость). В настоящее время широко применяются полу­проводниковые термопреобразователи; они преобразуют, например, тепло керосиновой лампы в электроэнергию для питания радиоприемников в полевых условиях и злектроприемников постоянного тока небольшой мощности.

На рис. 2.10,д показаны термопреобразователи: 17 — без подогревателя, 18 — с подогревателем (дужка), который каса­ется термопреобразователя и потому назы­вается контактным, и 19 — бесконтактный: подогреватель и термопреобразователь не касаются, т. е. не имеют контакта. Плюс — это знак полярности. Заметьте: не нужно утолщать одну сторону в изображении термопреобразователя (как делали рань­ше), так как положительный полюс обозначен (+).

Гальванические элементы и аккумуляторы обозначают одинаково (рис. 2.10,е). Здесь 21 — элемент гальванический или аккумулятор, а 20 - батарея, т. е. несколько элементов, соединенных последовательно. Обратите внимание: а) короткая черта обозначает отрицательный полюс (утолщать черту не надо, как делали раньше), а длинная — положительный; б) знаки полярности допускается не указывать; в) батарея может быть изображена как один элемент, но в этом случае над обозначением пишут напряжение батареи, например 120V. Могут быть указаны и другие данные, например емкость в ампер-часах.

 

Упражнение 2.6

На рис. 2.11 даны примеры применения обозначений источников тока.

Рис. 2.11. Примеры изображений источников тока. К упражнению 2.6

 

Ответить на вопросы.

1. Что изображено на рис. 2.11,а-г. Что на них общего и чем они раз­личаются? Почему не показаны щетки? Можно ли направить выводы якоря не горизонтально, а вверх, вправо, влево, вниз?

2. Что изображено на рис. 2.11,д и откуда это известно?

3. На рис. 2.11,е показан генератор постоянного тока со смешанным возбуждением, который питает нагрузку Н. Что обозначают поз. 3-5, зеленые и синие стрелки? Почему в местах соединения якоря с обмотками нет точек?

4. На рис. 2.11,ж изображена аккумуляторная батарея с двойным элементным коммутатором, щетки которого обозначены 6 и 7. Каковы ем­кость и напряжение этой батареи, откуда это известно? Если напряжение батареи определено надписью 220V, то зачем нужен элементный коммутатор? Какая из его ручек является за­рядной, а какая разрядной? Благодаря чему, несмотря на отсутствие знаков полярности, со­вершенно ясно, что слева (на рисунке) минус батареи, а справа - плюс?

5. Что иллюстрирует рис. 2.11,з?

6. На рис. 2.11,« точками 8 изображены отводы. Для чего они служат и какой элементный коммутатор обозначен поз. 9?

7. Что изображает рис. 2.11, к?