Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Генератор постоянного тока состоит из неподвижной станины, внутри которой располагаются полюсы электромагнитов разной полярности. Другая часть – вращающийся ротор или якорь, выполненный из электротехнической стали, – изолирует один лист якоря генератора от другого лаковой пленкой или папиросной бумагой. Спрессованные листы образуют цилиндр, который крепится на валу. С внешней стороны цилиндра штампуются отверстия, которые образуют пазы, предназначенные для укладки обмотки якоря. Переменная ЭДС в обмотке, приводящая к получению напряжения на зажимах генератора при помощи механического выпрямителя – коллектора, совершает выпрямление. Как любая электрическая машина, генератор постоянного тока имеет свойства обратимости электрической энергии постоянного тока в механическую энергию вращательного движения. При нагрузке генератора постоянного тока напряжение на щетках меняется из-за падения напряжения в обмотке якоря. Ток нагрузки протекает по проводникам обмотки якоря и создает механические силы, которые мешают вращению. Существует два способа возбуждения электромагнитов станины: независимая от тока нагрузки и зависимая от тока нагрузки. Способ зависимого тока нагрузки происходит при помощи параллельного включения обмотки возбуждения, последовательного включения и комбинированного включения, а также имеет место самовозбуждение генератора постоянного тока. Независимое возбуждение тока нагрузки происходит за счет питания от иного источника тока, не связанного с током нагрузки. Напряжение генераторов обычно равняется нескольким сотням вольт. При воздействии автоматического управления на ток возбуждения генератор-регулятор добавляет в регулируемую им цепь ЭДС определенной величины и знака. Процесс преобразования механической энергии в электрическую постоянно связан с потерей энергии, рассеивающей тепло. Во избежание перегрева генератора постоянного тока создается система воздушного охлаждения, которая непосредственно связана с вращающимся якорем.

Гистерезисный электродвигатель – это электродвигатель, в основе работы которого лежит явление гистерезиса. Главным отличием от обычного электродвигателя является необратимость всех процессов.

Сама теория гистерезиса была создана советскими учеными Н. С. Акуловым, Е. И. Кондорским, С. В. Вонсовским и многими другими. На основе их теорий и был позже создан гистерезисный электродвигатель.

Гистерезисные электродвигатели бывают трех видов, каждый из которых использует особый тип явления гистерезиса.

1. Электродвигатель, использующий магнитный гистерезис. Само явление такого гистерезиса основано на разнице между намагниченностью тела и магнитного поля. В этом типе электродвигателей под воздействием различных факторов происходит цикличное перемагничивание ферромагнетика, что приводит к потерям энергии на гистерезис. Сам магнитный гистерезис будет отличаться в зависимости от вида ферромагнетика, его термообработки, количества примесей и многих других факторов. Наиболее используемыми в магнитных гистерезисных электродвигателях ферромагнетиками являются электротехническая сталь, пермаллой, альни, алнико, магнико. В основе работы таких электродвигателей лежат три принципа. Это необратимость вращения, задержка роста зародышей перемагничивания и задержка смещения границ между доменами.

2. Электродвигатель, использующий упругий гистерезис. Основой работы этого типа гистерезисного электродвигателя состоит в том, что в некоторых зернах ферромагнетиков из-за деформации создаются остаточные напряжения. Для этого типа двигателя нет какого-либо единого стандарта материала.

3. Электродвигатель, использующий диэлектрический гистерезис. В них используются сегнетоэлектрики (тип электроизолирующих веществ), так как их зависимость от напряженности электромагнитного поля схожа с зависимостью ферромагнетиков от намагничивающего поля. И на основе сходства результатов процессов, происходящих с ферромагнетиками и сегнетоэлектриками, как раз и осуществляется работа диэлектрического гистерезисного электродвигателя.

Грозозащита – это устройство, предохраняющее здания и технические сооружения от разрушительного действия грозы.

При электрическом пробое молнии в материале образуются каналы, по которым движется ток большой силы. Это может привести к разрыву объекта, его воспламенению и возникновению больших разностей потенциалов и электрических разрядов между отдельными предметами внутри данного строения. Такие разряды приводят к поражению людей электрическим током и возникновению пожаров. При волнах атмосферного перенапряжения с высокой амплитудой происходит распространение их по всем электрическим проводам, что может вызвать электрический разряд с электроаппаратуры на землю. Прямые удары молнии во время грозы по высоковольтным линиям электропередачи переходят под действием рабочего напряжения в электрическую дугу и приводят к короткому замыканию и отключению всей линии. На промышленных объектах электрический ток способен вызвать искрение и нагревание контактов электрического контура. Жилые помещения небольших размеров могут защититься от грозы с помощью молниеотвода и грозоотвода. Для уменьшения возможности электрической искры внутри помещения необходимо все электрические части соединить между собой и с молниеотводами, для которых устраиваются несколько токоотводов с различными заземлениями. Сопротивление заземления каждого заземлителя должно быть не больше 10 Ом. Для защиты вентильных разрядников и линий электропередачи применяются защитные тросы, т. е. многопроволочные провода в воздушных линиях электропередачи, подвешенные на опорах с токоведущими проводами и заземленные у каждой опоры. Защитные действия тросов основаны на свойстве грозы поражать высокие металлические предметы, соединенные с землей. Линии передачи на 220 000 В обладают защитным уровнем 200 000 А и считаются грозоупорными. Линии, рассчитанные на 400 000 В, обладают защитным уровнем 250 000 А. Во время грозы может быть перенапряжение электрического тока. Для его недопущения используются молниеотводы, защитные тросы и разрядники, а также нерезонирующие трансформаторы и импидоры. Защитить электрические установки от опасных действий токов во время грозы могут предохранительные плавки. Низковольтные установки защищаются от перегрузки максимальными автоматами, а высоковольтные установки – при помощи релейной защиты, у которой масляный или газовый выключатель с автоматическим управлением. Для ограничения большого тока при коротком замыкании в десятки тысяч ампер применяется на станциях и подстанциях реактор.