หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสและอุปกรณ์ เครื่องซิงโครนัส

ที่ เครื่องซิงโครนัสสนามแม่เหล็กของกระแสของขดลวดกระดองและโรเตอร์หมุนด้วยความเร็วเท่ากัน (พร้อมกัน) เครื่องซิงโครนัสย้อนกลับได้ กล่าวคือ สามารถทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเป็นเครื่องยนต์ได้ อย่างไรก็ตาม มีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในฐานะเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กระแสสลับซึ่งได้รับการติดตั้งในโรงไฟฟ้าที่ทันสมัยทั้งหมด

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับถูกคิดค้นโดยวิศวกรไฟฟ้าชาวรัสเซียชื่อ P. N. Yablochkov เครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้ใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับเทียนไข และตามหลักการทำงาน ไม่ต่างจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสมัยใหม่ซึ่งเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบหลายเฟสเครื่องแรก ขดลวดหลายเส้นแยกออกจากกันถูกวางบนสเตเตอร์ ซึ่งแต่ละอันมีวงจรของตัวเองพร้อมกับกลุ่มเทียน

ในปี พ.ศ. 2431 วิศวกรไฟฟ้าชาวรัสเซียผู้โดดเด่นอีกคนหนึ่งชื่อ M.O. Dolivo-Dobrovolsky ได้สร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟสเครื่องแรกของโลกด้วยกำลังไฟฟ้าประมาณ 3 kVA

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสมีสองนาฬิกาหลักคือโรเตอร์และสเตเตอร์

โรเตอร์ (ส่วนที่เคลื่อนที่, ส่วนที่หมุนของเครื่อง) ก่อให้เกิดระบบแม่เหล็กไฟฟ้าแบบหมุนซึ่งขับเคลื่อนโดยกระแสตรงจาก แหล่งภายนอก.

สเตเตอร์ (ส่วนคงที่ของเครื่อง) ไม่ต่างจากสเตเตอร์ของเครื่องอะซิงโครนัส ในการกระทำที่คดเคี้ยวของการหมุน สนามแม่เหล็กโรเตอร์ทำให้เกิด EMF ซึ่งจ่ายให้กับวงจรภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ในโหมดเครื่องยนต์ แรงดันไฟหลักจะถูกนำไปใช้กับขดลวดสเตเตอร์) การออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้ทำให้สามารถขจัดการเลื่อนหน้าสัมผัสในวงจรโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ (ขดลวดสเตเตอร์เชื่อมต่อโดยตรงกับโหลด) และแยกขดลวดทำงานออกจากตัวเครื่องได้อย่างน่าเชื่อถือ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสมัยใหม่ที่ผลิตขึ้น พลังสูงที่ไฟฟ้าแรงสูง ฟลักซ์แม่เหล็กหลัก เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสสร้างขึ้นโดยโรเตอร์หมุน ตื่นเต้นจากแหล่งเร้าภายนอก ซึ่งเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบธรรมดา (ที่มีกำลัง 0.5-10% ของกำลังเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) เครื่องกระตุ้นติดตั้งอยู่บนเพลาร่วมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือเชื่อมต่อกับเพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยใช้คลัตช์หรือสายพาน กระแสตรงจากตัวกระตุ้นผ่านโรเตอร์ที่คดเคี้ยวผ่านวงแหวนสองวงและแปรงแบบตายตัวที่ติดตั้งบนเพลาโรเตอร์

ตามการออกแบบ โรเตอร์แยกความแตกต่างระหว่างเสาเด่น (รูปที่ 5-25, a) และขั้วโดยปริยาย (รูปที่ 5-25, b) จำนวนเสาคู่ของโรเตอร์ถูกกำหนดโดยความเร็วของการหมุน ที่ความถี่ EMF ที่สร้างขึ้นที่ 50 Hz โรเตอร์ขั้วโดยนัยของเครื่องเทอร์โบเจเนอเรเตอร์ความเร็วสูงจะหมุนด้วยความเร็ว

3000 รอบต่อนาที มีเสาหนึ่งคู่ในขณะที่โรเตอร์ขั้วเด่นของเครื่องกำเนิดพลังน้ำความเร็วต่ำ (ความเร็วในการหมุนถูกกำหนดโดยความสูงของแรงดันน้ำ) หมุนด้วยความเร็ว 50 ถึง 750 รอบต่อนาทีมี จำนวนคู่ขั้วตามลำดับตั้งแต่ 60 ถึง 4

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสพลังงานต่ำ (สูงถึง 100 kVA) ตามกฎแล้วจะตื่นเต้นในตัวเอง: ขดลวดกระตุ้นจะถูกป้อนโดยกระแสที่แก้ไขของเครื่องกำเนิดเดียวกัน (รูปที่ 5-26) วงจรกระตุ้นถูกสร้างขึ้นโดยหม้อแปลงกระแสซึ่งรวมอยู่ในวงจรโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, วงจรเรียงกระแสเซมิคอนดักเตอร์ PV, ประกอบเช่นตามวงจรสะพานสามเฟสและขดลวดกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า OB พร้อมตัวปรับค่า Rheostat R .

การกระตุ้นตนเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเกิดขึ้นดังนี้ ในขณะที่สตาร์ทเครื่องกำเนิดเนื่องจากการเหนี่ยวนำที่เหลือในระบบแม่เหล็ก EMF และกระแสที่อ่อนแอปรากฏขึ้น การทำงานที่คดเคี้ยวเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สิ่งนี้นำไปสู่การปรากฏตัวของ EMF ใน ขดลวดทุติยภูมิหม้อแปลง CT และกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กในวงจรกระตุ้นซึ่งช่วยเพิ่มการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กของเครื่อง แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นจนกว่าระบบแม่เหล็กของเครื่องจะตื่นเต้นเต็มที่

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าว (เฟสเดียวและสามเฟส) ใช้ในโรงไฟฟ้าเคลื่อนที่พลังงานต่ำและแรงดันต่ำ เช่น ในการเกษตรเพื่อการตัดขนแกะและโครีดนมด้วยไฟฟ้า ตลอดจนสำหรับการจัดหาโรงหนังเคลื่อนที่ในชนบท เป็นต้น ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านี้ ขดลวดทำงานมักจะทำบนโรเตอร์ และบนพื้นผิวด้านในของสเตเตอร์ จะมีการจัดระบบเสาที่มีเสาเด่นชัด เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชื่อมต่อกับโหลดภายนอกผ่านตัวสะสมกระแสแบบเลื่อน (แปรงที่มีวงแหวนบนแกนโรเตอร์)

หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส ในเครื่องซิงโครนัส ความเร็วของโรเตอร์เท่ากับความเร็วในการหมุนของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์และดังนั้นจึงกำหนดโดยความถี่กระแสไฟหลักและจำนวนคู่ขั้ว เช่น n = 60f / p และ f = pn / 60. เช่นเดียวกับเครื่องจักรไฟฟ้า เครื่องซิงโครนัสสามารถย้อนกลับได้ กล่าวคือ มันสามารถทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือมอเตอร์ได้ พลังงานไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิดใหม่แบบซิงโครนัส ซึ่งตัวเคลื่อนย้ายหลัก ได้แก่ กังหันไฮดรอลิกหรือกังหันไอน้ำ หรือเครื่องยนต์สันดาปภายใน โดยทั่วไปแล้ว ขดลวดสนามจะถูกกระตุ้นโดยตัวกระตุ้น ซึ่งเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง เครื่องกระตุ้นตั้งอยู่บนเพลาเดียวกับเครื่องทำงานและกำลังมีขนาดเล็กตามลำดับ 1 - 5% ของกำลังของเครื่องซิงโครนัสที่ตื่นเต้น ที่พลังงานต่ำ วงจรจ่ายไฟสำหรับขดลวดกระตุ้นของเครื่องซิงโครนัสจากไฟหลัก AC ผ่านวงจรเรียงกระแสเซมิคอนดักเตอร์มักใช้ เครื่องกำเนิดที่ง่ายที่สุดสามารถเป็นขดลวด 1 และ 2 หมุนในสนามแม่เหล็ก (iso) สนามแม่เหล็กตื่นเต้นโดยกระแสของขดลวดสนามที่วางอยู่บนเสาสเตเตอร์ N - S เมื่อขดลวดหมุน ตัวนำ 1 และ 2 จะข้ามสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นระหว่างขั้ว N - S อันเป็นผลมาจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะ จะเหนี่ยวนำให้เกิดในขดลวด ปลายขดลวดเชื่อมต่อกับวงแหวน 3 หมุนพร้อมกับขดลวด หากวางแปรงแบบตายตัวไว้บนวงแหวนและเชื่อมต่อกับเครื่องรับพลังงานไฟฟ้า วงจรปิดที่ประกอบด้วยขดลวด วงแหวน แปรง และตัวรับพลังงานจะไป ไฟฟ้าภายใต้อิทธิพลของแรงเคลื่อนไฟฟ้า แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ได้รับจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบธรรมดาจะเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องตามตำแหน่งของขดลวดในสนามแม่เหล็ก เมื่อตัวนำ 1 และ 2 อยู่ใต้แกนของขั้ว (ดู iso) ระหว่างการหมุนของขดลวด พวกมันจะข้ามเส้นสนามแม่เหล็กจำนวนมากที่สุดต่อหน่วยเวลา ดังนั้นในขณะนี้แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในขดลวดจะมีค่ามากที่สุด ในอนาคตเมื่อขดลวดหมุนจำนวนเส้นสนามแม่เหล็กที่ข้ามต่อหน่วยเวลาโดยตัวนำ 1 และ 2 จะเปลี่ยนไป เมื่อขดลวดหมุน 90 °ในอวกาศตัวนำจะเคลื่อนที่ในแนวตั้งประจวบกับ ทิศทางของเส้นสนามแม่เหล็ก ดังนั้นตัวนำที่ 1 และ 2 ไม่ข้ามเส้นแม่เหล็กและแรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดจะเป็นศูนย์ เมื่อขดลวดหมุนผ่านมุมที่มากกว่า 90° ทิศทางการเคลื่อนที่ของตัวนำเหล่านี้ในสนามแม่เหล็กจะเปลี่ยนไป ด้วยเหตุนี้ ทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในขดลวด หากสนามแม่เหล็กระหว่างขั้ว N และ S มีการกระจายอย่างเท่าเทียมกัน แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงตามเวลาไซน์ สำหรับการหมุนของขดลวดในอวกาศหนึ่งครั้ง แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในขดลวดจะผ่านช่วงเวลาหนึ่งของการเปลี่ยนแปลง หากขดลวดหมุนด้วยความช่วยเหลือของตัวเสนอญัตติสำคัญใดๆ ที่มีความเร็วการหมุนคงที่ n ต่อนาที แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงได้จะถูกเหนี่ยวนำในขดลวดนี้ด้วยความถี่ f = n/60 อุปกรณ์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส การเกิดขึ้นของแรงเคลื่อนไฟฟ้าในตัวนำนั้นเป็นไปได้ทั้งเมื่อเคลื่อนที่ตัวนำเหล่านี้ในสนามแม่เหล็กคงที่และเมื่อเคลื่อนที่สนามแม่เหล็กสัมพันธ์กับตัวนำคงที่ ในกรณีแรก เสา เช่น ส่วนอุปนัยของเครื่องที่กระตุ้นสนามแม่เหล็ก จะถูกวางบนส่วนที่อยู่กับที่ของเครื่อง (บนสเตเตอร์) และส่วนที่เหนี่ยวนำ (เกราะ) กล่าวคือ ตัวนำใน ซึ่งแรงเคลื่อนไฟฟ้าถูกสร้างขึ้น วางอยู่บนส่วนที่หมุนของเครื่อง (บนโรเตอร์) ในกรณีที่สอง เสาจะวางอยู่บนโรเตอร์ และวางเกราะไว้บนสเตเตอร์ ข้างต้น เราพิจารณาหลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสที่มีเสาคงที่และกระดองหมุน ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าว พลังงานที่เกิดจากเครื่องจะถูกส่งไปยังเครื่องรับพลังงานผ่านหน้าสัมผัสแบบเลื่อน - วงแหวนสลิปและแปรง หน้าสัมผัสแบบเลื่อนในวงจรกำลังสูงทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานอย่างมาก และที่แรงดันไฟฟ้าสูง การมีอยู่ของหน้าสัมผัสดังกล่าวเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนาอย่างยิ่ง ดังนั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีกระดองหมุนและเสาคงที่จะดำเนินการเฉพาะที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ (สูงถึง 380/220 V) และกำลังต่ำ (สูงถึง 15 kVA) ที่สุด ประยุกต์กว้างได้รับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสซึ่งวางเสาไว้บนโรเตอร์และอาร์เมเจอร์อยู่บนสเตเตอร์ กระแสกระตุ้นไหลผ่านขดลวดกระตุ้น ซึ่งเป็นขดลวดที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมที่วางอยู่บนเสาของโรเตอร์ ปลายของขดลวดกระตุ้นเชื่อมต่อกับวงแหวนลื่นซึ่งติดตั้งอยู่บนเพลาเครื่อง แปรงแบบตายตัวถูกวางไว้บนวงแหวนซึ่งกระแสตรงจะถูกส่งไปยังขดลวดกระตุ้นจากแหล่งพลังงานภายนอก - เครื่องกำเนิดกระแสตรงที่เรียกว่าตัวกระตุ้น อุปกรณ์กำเนิดซิงโครนัส: 1 - เครื่องกำเนิดซิงโครนัส; 2 - exciter iso แสดงมุมมองทั่วไปของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสพร้อมตัวกระตุ้น อุปกรณ์ของสเตเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสนั้นคล้ายกับอุปกรณ์ของสเตเตอร์ของเครื่องอะซิงโครนัส โรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสดำเนินการด้วยขั้วที่ชัดเจน (ยื่นออกมา) หรือขั้วโดยปริยาย เช่น ไม่มีขั้วที่ยื่นออกมา ในเครื่องจักรที่มีความเร็วค่อนข้างต่ำ (ที่มีเสาจำนวนมาก) โรเตอร์จะต้องมีเครื่องหมายบวก (iso, a) ที่เว้นระยะเท่ากันรอบเส้นรอบวงของโรเตอร์ เสาประกอบด้วยแกน 1 ชิ้นขั้ว 2 และขดลวดกระตุ้น 3 ที่วางอยู่บนแกนเสา โรเตอร์ของเครื่องซิงโครนัส: a - มีขั้วเด่นชัด, b - มีขั้วโดยปริยาย; 1 - แกน, ชิ้นส่วน 2 ขั้ว, 3 - คอยล์กระตุ้น ตัวขับเคลื่อนหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสแบบขั้วเปิดมักจะเป็นกังหันไฮโดรลิก ซึ่งเป็นเครื่องจักรความเร็วต่ำ ที่ความเร็วรอบสูง อุปกรณ์โรเตอร์ดังกล่าวไม่สามารถให้ความแข็งแรงทางกลที่จำเป็นได้ ดังนั้นในเครื่องจักรที่มีความเร็วสูง โรเตอร์จะทำด้วยขั้วโดยปริยาย (iso, 6) แกนโรเตอร์ที่มีขั้วโดยนัยมักจะทำมาจากการตีขึ้นรูปแข็งบนพื้นผิวที่มีการกัดร่อง หลังจากวางขดลวดกระตุ้นบนโรเตอร์แล้ว ร่องของโรเตอร์จะอุดตันด้วยลิ่ม และส่วนปลายของขดลวดกระตุ้นจะเสริมด้วยผ้าพันแผลเหล็กที่ส่วนปลายของโรเตอร์ ด้วยการออกแบบของโรเตอร์นี้ อนุญาตให้ใช้ความเร็วสูงได้ สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีเสาโดยนัย ตัวเคลื่อนย้ายหลักมักจะเป็นกังหันไอน้ำ ซึ่งเป็นหนึ่งในเครื่องจักรที่มีความเร็วสูง

มอเตอร์ซิงโครนัส การออกแบบหลักการทำงาน

ไม่เหมือน มอเตอร์เหนี่ยวนำความเร็วของมอเตอร์ซิงโครนัสจะคงที่ภายใต้โหลดที่ต่างกัน มอเตอร์ซิงโครนัสใช้ในการขับเคลื่อนเครื่องจักร ความเร็วคงที่(ปั๊ม, คอมเพรสเซอร์, พัดลม).
สเตเตอร์ของมอเตอร์ซิงโครนัสประกอบด้วยขดลวดที่เชื่อมต่อกับเครือข่าย กระแสไฟสามเฟสและเกิดเป็นสนามแม่เหล็กหมุน โรเตอร์ของมอเตอร์ประกอบด้วยแกนที่มีขดลวดกระตุ้น ขดลวดกระตุ้นเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายกระแสตรงผ่านวงแหวนสลิป กระแสที่คดเคี้ยวสร้างสนามแม่เหล็กที่ทำให้โรเตอร์เป็นแม่เหล็ก
โรเตอร์ของเครื่องซิงโครนัสสามารถเป็นขั้วเด่น (มีขั้วชัดเจน) และขั้วโดยนัย (มีขั้วโดยนัย) ในรูป 1a แสดงแกน 1 ของโรเตอร์แบบขั้วเด่นที่มีเสายื่นออกมา ขดลวดกระตุ้น 2 ถูกวางบนเสา รูปที่ 1b แสดงโรเตอร์แบบขั้วโดยนัยซึ่งเป็นทรงกระบอกเฟอร์โรแมกเนติก 1 ร่องถูกสีบนพื้นผิวของโรเตอร์ในทิศทางตามแนวแกนซึ่งวางขดลวดกระตุ้น 2

พิจารณาหลักการทำงานของมอเตอร์ซิงโครนัสในรุ่น (รูปที่ 11)

มอเตอร์รีลัคแทนซ์แบบซิงโครนัสเป็นมอเตอร์ซิงโครนัสที่ไม่มีการกระตุ้นที่โรเตอร์

โรเตอร์ของมอเตอร์รีลัคแทนซ์แบบซิงโครนัสทำจากวัสดุที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติกและต้องมีขั้วที่เด่นชัด สนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์ทำให้โรเตอร์เป็นแม่เหล็ก โรเตอร์ Salient-pole มีความต้านทานแม่เหล็กต่างกันไปตามแกนตามยาวและตามขวางของเสา เส้นแรงของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์จะโค้งงอ พยายามเดินตามเส้นทางที่มีแรงต้านแม่เหล็กน้อยกว่า การเสียรูปของสนามแม่เหล็กจะทำให้เกิดเนื่องจากคุณสมบัติยืดหยุ่น เส้นแรง, แรงบิดปฏิกิริยาหมุนโรเตอร์พร้อมกันกับสนามสเตเตอร์
หากใช้แรงบิดเบรกกับโรเตอร์ที่หมุนอยู่ แกนของสนามแม่เหล็กของโรเตอร์จะหมุนเป็นมุม θ ที่สัมพันธ์กับแกนของสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์
เมื่อโหลดเพิ่มขึ้นมุมนี้จะเพิ่มขึ้น หากโหลดเกินค่าที่อนุญาต เครื่องยนต์จะหยุดทำงาน หลุดออกจากการซิงโครไนซ์
มอเตอร์ซิงโครนัสไม่มี แรงบิดเริ่มต้น. นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าที่กระทำต่อโรเตอร์แบบอยู่กับที่เปลี่ยนทิศทางสองครั้งในช่วง T ของกระแสสลับ เนื่องจากความเฉื่อย โรเตอร์จึงไม่มีเวลาออกตัวและพัฒนาจำนวนรอบที่ต้องการ
กำลังสมัคร การเริ่มต้นแบบอะซิงโครนัสมอเตอร์ซิงโครนัส มีการวางขดลวดลัดวงจรเพิ่มเติมในร่องของเสาโรเตอร์
สนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์ทำให้เกิดกระแสน้ำวนในขดลวดสตาร์ทที่ลัดวงจร เมื่อกระแสเหล่านี้โต้ตอบกับสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์ จะเกิดแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสขึ้น ทำให้โรเตอร์หมุน เมื่อความเร็วของโรเตอร์เข้าใกล้ความเร็วของสนามสเตเตอร์ มอเตอร์จะถูกดึงเข้าสู่การซิงโครไนซ์และหมุนด้วยความเร็วซิงโครนัส ขดลวดลัดวงจรไม่เคลื่อนที่สัมพันธ์กับสนาม กระแสน้ำวนจะไม่เกิดขึ้น แรงบิดเริ่มต้นแบบอะซิงโครนัสจะเท่ากับศูนย์

ถึงหมวดหมู่:

โรงไฟฟ้าเคลื่อนที่

วัตถุประสงค์และอุปกรณ์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสประกอบด้วยสองส่วนหลัก: สเตเตอร์คงที่ (กระดอง) ที่มีขดลวดอยู่ในนั้นและโรเตอร์ (หมุน) ที่เคลื่อนที่ได้ (ตัวเหนี่ยวนำ) พร้อมขดลวดกระตุ้น จุดประสงค์ของขดลวดกระตุ้นคือการสร้างสนามแม่เหล็กหลักในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อกระตุ้นแรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf) ในขดลวดสเตเตอร์ ... หากโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสหมุนด้วยความเร็วที่กำหนด V และตื่นเต้นจากทางตรง แหล่งที่มาปัจจุบันจากนั้นฟลักซ์กระตุ้นจะข้ามตัวนำของขดลวดสเตเตอร์และตัวแปร e จะถูกเหนี่ยวนำในขั้นตอนของขดลวด ดีเอส เมื่อโหลดเชื่อมต่อกับขดลวดนี้สนามแม่เหล็กหมุนจะปรากฏขึ้น สนามสเตเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้จะหมุนไปในทิศทางการหมุนของสนามโรเตอร์และด้วยความเร็วเท่ากันกับสนามโรเตอร์ ส่งผลให้สนามแม่เหล็กหมุนได้ทั้งหมด

ความเร็วของการหมุนของสนามแม่เหล็กของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสขึ้นอยู่กับจำนวนขั้วคู่ ที่ความถี่ที่กำหนด ยิ่งจำนวนคู่ของขั้วมากเท่าใด ความเร็วของการหมุนของสนามแม่เหล็กก็จะยิ่งต่ำลง กล่าวคือ ความเร็วของการหมุนของสนามแม่เหล็กแปรผกผันกับจำนวนคู่ของขั้ว ตัวอย่างเช่น ที่ความถี่ที่กำหนด f = 50 Hz ความเร็วของการหมุนของสนามแม่เหล็กคือ 3000 rpm สำหรับจำนวนขั้วคู่ p = 1, 1500 rpm สำหรับ p = 2V 1000 rpm สำหรับ p = 3 เป็นต้น .

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า stator (รูปที่ 1, a) ประกอบด้วยแกนที่ทำจากเหล็กแผ่นบาง ๆ เพื่อจำกัดกระแสน้ำวน แผ่นเหล็กจะถูกหุ้มฉนวนด้วยฟิล์มเคลือบเงาหนา 0.08-0.1 มม. และอัดแน่นเข้าไปในบรรจุภัณฑ์ เรียกว่าชุดเหล็กแอคทีฟ พิลึกรูปจะถูกประทับตราในเหล็กแต่ละแผ่นเนื่องจากร่องที่เกิดขึ้นในบรรจุภัณฑ์ที่ประกอบขึ้นจากแผ่นดังกล่าวซึ่งขดลวดพอดี ร่องสำหรับเพิ่มความแข็งแรงทางไฟฟ้าของขดลวดและป้องกันความเสียหายทางกลนั้นหุ้มฉนวนด้วยแผ่นกระดาษแข็งไฟฟ้าที่มีผ้าเคลือบเงาหรือไมคาไนต์ แพ็คเกจเหล็กที่ใช้งานได้รับการแก้ไขในเหล็กหล่อหรือโครงเหล็กของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ข้าว. 1. อุปกรณ์และวงจรกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส: a - สเตเตอร์, b - โรเตอร์เด่น (ไม่มีขดลวดขั้ว), c - โรเตอร์ไม่มีขั้ว; 1 - สเตเตอร์ (กระดอง), 2 - โรเตอร์ (ตัวเหนี่ยวนำ), 3 - วงแหวนหน้าสัมผัส, 4 - ขั้ว, 5 - ขดลวดเหนี่ยวนำขั้ว, 6 - เร้า, 7 - ตัวควบคุมการแบ่ง, 8 - แปรง

โรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสสามารถทำเป็นเสาที่เด่นและไม่เด่นได้

โรเตอร์ Salient-pole (รูปที่ 1, b) มีส่วนยื่นออกมาหรืออย่างที่พวกเขาพูดกันว่าเป็นขั้วที่เด่นชัด โรเตอร์ดังกล่าวใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าความเร็วต่ำที่มีความเร็วในการหมุนไม่เกิน 1,000 รอบต่อนาที แกนของเสาของโรเตอร์เหล่านี้มักจะถูกคัดเลือกจากแผ่นเหล็กไฟฟ้าที่มีความหนา 1-2 มม. ซึ่งถูกมัดอย่างแน่นหนาในบรรจุภัณฑ์ที่มีแท่งผูก บนเพลาของโรเตอร์ เสาจะถูกยึดด้วยสลักเกลียวหรือด้วยความช่วยเหลือของก้าน T ของเสา ซึ่งยึดติดอยู่ในร่องพิเศษที่กัดอยู่ในตัวเหล็กของโรเตอร์

ขดลวดกระตุ้นเป็นฉนวนหุ้ม ลวดทองแดงส่วนที่เกี่ยวข้อง ในโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสสำหรับใช้ในการติดตั้งระบบไฟฟ้าซึ่งใช้เครื่องยนต์ดีเซลเป็นเครื่องยนต์หลักจะจัดให้มีขดลวดที่สงบเงียบ การผ่อนคลายหรือที่เรียกกันว่าขดลวดแดมเปอร์นั้นใช้เพื่อสงบการสั่นอิสระที่เกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันในโหมดการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส กรณีที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลายเครื่องทำงานพร้อมกันบนเครือข่ายทั่วไป

เสาโดยนัยคือโรเตอร์ที่มีรูปทรงกระบอกโดยไม่มีเสายื่นออกมา โรเตอร์ดังกล่าวมักทำด้วยเสาสองหรือสี่ขั้ว

โรเตอร์ Salient-pole สำหรับเครื่องจักรที่มีความเร็วสูงไม่ได้ใช้เนื่องจากความซับซ้อนของการผลิตเสายึดที่สามารถทนต่อแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางขนาดใหญ่ได้

โรเตอร์ขั้วโดยนัย (รูปที่ 1, c) ประกอบด้วยเพลาและเหล็กปลอมที่มีร่องกัดอยู่ในนั้นซึ่งวางขดลวดกระตุ้น มิฉะนั้น โรเตอร์ขั้วโดยนัยจะถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกับขั้วเด่น

การออกแบบตัวนำ ไขลานถูกเลือกขึ้นอยู่กับประเภทของโรเตอร์: สำหรับขดลวดของโรเตอร์แบบเสาเด่นจะใช้ลวดหุ้มฉนวนสี่เหลี่ยมหรือกลมเช่นเดียวกับแถบทองแดงเปลือยที่งอบนขอบและหุ้มฉนวนด้วยแถบไมคาไนต์ ขดลวดของโรเตอร์แบบไม่มีขั้วพิเศษทำจากขดลวดหุ้มฉนวนของทองแดงรีดแข็งแบบแบนที่วางอยู่ในร่องฉนวนของโรเตอร์

ปลายของขดลวดโรเตอร์ (ตัวเหนี่ยวนำ) ถูกดึงออกมาและเชื่อมต่อกับวงแหวนลื่นบนเพลาของโรเตอร์ กระแสตรงถูกส่งไปยังตัวเหนี่ยวนำจากแหล่งภายนอกบางส่วน ในฐานะที่เป็นแหล่งของกระแสกระตุ้นสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสที่มีกำลังสูงถึง 20 กิโลวัตต์ วงจรเรียงกระแสเซมิคอนดักเตอร์จึงถูกนำมาใช้ และสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทรงพลังกว่านั้น เครื่อง DC แบบพิเศษ (ตัวกระตุ้น) มักจะวางอยู่บนเพลาทั่วไปที่มีโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือเชื่อมต่อทางกลไกกับ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยใช้ส่วนต่อพ่วง เครื่องกระตุ้นคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงซึ่งโดยปกติแล้วจะอยู่ที่ 1-3% จัดอันดับอำนาจเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ป้อน แรงดันไฟฟ้า exciters มีขนาดเล็กและสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส พลังปานกลางไม่เกิน 150 โวลต์ กระแสตรงสำหรับการกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสสามารถรับได้โดยใช้สารปรอท เซมิคอนดักเตอร์ หรือวงจรเรียงกระแสแบบเครื่องกล เพื่อกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสที่มีกำลังสูงถึง 20 กิโลวัตต์ วงจรเรียงกระแสซีลีเนียมหรือเจอร์เมเนียมมักถูกใช้บ่อยที่สุด

กระแสกระตุ้นไหลผ่านจากแหล่งกำเนิดไปยังตัวเหนี่ยวนำตามเส้นทางต่อไปนี้: แหล่งกระแสตรง - แปรงคงที่บนวงแหวนลื่น, วงแหวนลื่นของโรเตอร์ - ขดลวดของขั้วของตัวเหนี่ยวนำ เส้นทางนี้แสดงเป็นแผนผังในรูปที่ 1, ก. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสมีคุณสมบัติของการย้อนกลับได้เช่น นอกจากนี้ยังสามารถทำงานเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าได้หากขดลวดสเตเตอร์เชื่อมต่อกับเครือข่ายกระแสสลับสามเฟส

ถึงหมวดหมู่: - โรงไฟฟ้าเคลื่อนที่

9.1. อุปกรณ์และหลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส

ซิงโครนัสเรียกว่า รถยนต์ไฟฟ้า, ความเร็วในการหมุนซึ่งเชื่อมต่อด้วยอัตราส่วนคงที่กับความถี่ของเครือข่ายกระแสสลับที่เครื่องนี้เชื่อมต่ออยู่ . เครื่องซิงโครนัสทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับในโรงไฟฟ้า และใช้มอเตอร์ซิงโครนัสในกรณีที่มอเตอร์ทำงานที่ความเร็วคงที่ เครื่องซิงโครนัสสามารถย้อนกลับได้ กล่าวคือ สามารถทำงานได้ทั้งในฐานะเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและในฐานะมอเตอร์ เครื่องซิงโครนัสจะเปลี่ยนจากโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นโหมดมอเตอร์ ขึ้นอยู่กับว่าแรงทางกลหมุนหรือเบรกทำปฏิกิริยากับเครื่องหรือไม่ ในกรณีแรก มันรับพลังงานกลบนเพลา และมอบให้กับเครือข่าย พลังงานไฟฟ้าและในกรณีที่สอง จะได้รับพลังงานไฟฟ้าจากเครือข่ายและให้พลังงานกลกับเพลา

เครื่องซิงโครนัสมีสองส่วนหลัก: โรเตอร์และสเตเตอร์ และสเตเตอร์ไม่แตกต่างจากสเตเตอร์ของเครื่องอะซิงโครนัส โรเตอร์ของเครื่องซิงโครนัสเป็นระบบของแม่เหล็กไฟฟ้าแบบหมุนซึ่งขับเคลื่อนโดยกระแสตรงที่จ่ายให้กับโรเตอร์ผ่านวงแหวนสลิปและแปรงจากแหล่งภายนอก ในขดลวดสเตเตอร์ภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กหมุน EMF จะถูกเหนี่ยวนำซึ่งถูกส่งไปยังวงจรภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ฟลักซ์แม่เหล็กหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสที่สร้างขึ้นโดยโรเตอร์หมุนได้นั้นตื่นเต้นจากแหล่งภายนอก - ตัวกระตุ้นซึ่งมักจะเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงกำลังต่ำซึ่งติดตั้งบนเพลาทั่วไปที่มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส กระแสตรงจากตัวกระตุ้นจะถูกป้อนไปยังโรเตอร์ผ่านแปรงและแหวนสลิปที่ติดตั้งอยู่บนเพลาของโรเตอร์ จำนวนเสาคู่ของโรเตอร์ถูกกำหนดโดยความเร็วของการหมุน ในเครื่องซิงโครนัสแบบหลายขั้ว โรเตอร์มี p

ขั้วคู่และกระแสในขดลวดสเตเตอร์ก็ก่อตัวเป็นคู่ของเสาของสนามแม่เหล็กหมุน (เช่นเดียวกับในเครื่องอะซิงโครนัส) โรเตอร์จะต้องหมุนด้วยความถี่ของการหมุนของสนาม ดังนั้น ความเร็วของโรเตอร์จึงเท่ากับ:

n=60f/p (9.1)

ที่ f = 50Hz และ p = 1 n = 3000 รอบต่อนาที

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบสมัยใหม่จะหมุนด้วยความถี่นี้ ซึ่งประกอบด้วยกังหันไอน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสกำลังสูงที่มีโรเตอร์ที่มีขั้วหนึ่งคู่

ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ เครื่องยนต์หลักคือกังหันไฮโดรลิก ซึ่งมีความเร็วตั้งแต่ 50 ถึง 750 รอบต่อนาที ในกรณีนี้ จะใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสที่มีโรเตอร์แบบขั้วเด่นที่มีเสาตั้งแต่ 4 ถึง 60 คู่

ความเร็วในการหมุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลที่เชื่อมต่อกับเครื่องยนต์หลัก - ดีเซลอยู่ในช่วง 500 ถึง 1500 รอบต่อนาที

ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสกำลังต่ำมักใช้การกระตุ้นด้วยตนเอง: ขดลวดกระตุ้นจะถูกป้อนโดยกระแสที่แก้ไขของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเดียวกัน (รูปที่ 9.2)

วงจรกระตุ้นถูกสร้างขึ้นโดยหม้อแปลงกระแส CT ที่รวมอยู่ในวงจรโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า วงจรเรียงกระแสเซมิคอนดักเตอร์ที่ประกอบตามโครงร่างสะพานสามเฟส และ OB ที่คดเคี้ยวด้วยการกระตุ้นด้วยรีโอสแตต R

การกระตุ้นตนเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเกิดขึ้นดังนี้ ในขณะที่สตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเนื่องจากการเหนี่ยวนำที่เหลือในระบบแม่เหล็ก EMF และกระแสที่อ่อนแอปรากฏขึ้นในการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สิ่งนี้นำไปสู่การปรากฏตัวของ EMF ในขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง CT และกระแสไฟขนาดเล็กในวงจรกระตุ้นซึ่งช่วยเพิ่มการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กของเครื่อง แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นจนกว่าระบบแม่เหล็กของเครื่องจะตื่นเต้นเต็มที่

ค่าเฉลี่ยของ EMF ที่เกิดขึ้นในแต่ละเฟสของขดลวดสเตเตอร์:

Еср = c∙n∙Φ (9.2)

n คือความเร็วของโรเตอร์

Φ คือฟลักซ์แม่เหล็กสูงสุดที่ตื่นเต้นในเครื่องซิงโครนัส

c เป็นสัมประสิทธิ์คงที่โดยคำนึงถึง คุณสมบัติการออกแบบเครื่องนี้.

แรงดันขั้วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า:

ยู = อี - ฉัน z ที่ไหน

ผม - กระแสในขดลวดสเตเตอร์ (กระแสโหลด);

Z คือความต้านทานของขดลวด (หนึ่งเฟส)

ในการปรับแอมพลิจูดของ EMF อย่างละเอียด ขนาดของฟลักซ์แม่เหล็กจะถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนกระแสในขดลวดกระตุ้น ค่าไซนัสของ EMF นั้นมาจากการทำให้ชิ้นขั้วของโรเตอร์มีรูปร่างที่แน่นอน ในเครื่องจักรที่ไม่มีขั้วพิเศษ การกระจายที่ต้องการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กทำได้โดยการวางขดลวดกระตุ้นพิเศษบนพื้นผิวของโรเตอร์

เมื่อกระดองหมุนในสนามแม่เหล็ก แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนำในตัวนำของขดลวด ซึ่งแปรผันตามขนาดและทิศทาง (รูปที่ 117) หากจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของการหมุนรอบเดียวถูกบัดกรีด้วยวงแหวนทองแดงสองวง แปรงที่เชื่อมต่อกับวงจรภายนอกจะถูกนำไปใช้กับวงแหวน จากนั้นเมื่อการหมุนหมุนในสนามแม่เหล็กดังแสดงในรูปที่ 117 a การสลับ กระแสไฟฟ้าจะไหลในวงจรปิด (รูปที่ 117 ข) นี่เป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

อย่างไรก็ตาม หากจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของขดลวดติดอยู่กับวงแหวนครึ่งทองแดงสองวงซึ่งแยกออกจากกันและเรียกว่าแผ่นสะสมและใช้แปรงกับพวกมัน เมื่อขดลวดหมุนในสนามแม่เหล็ก (รูปที่ 118a) แรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบสลับจะยังคงถูกเหนี่ยวนำในขดลวด อย่างไรก็ตาม กระแสเป็นจังหวะจะไหลในวงจรภายนอก แปรผันตามขนาด แต่มีทิศทางคงที่ (รูปที่ 118b)

เพื่อสร้างสิ่งนี้ให้เราหันไปที่รูปที่ 119a แสดงให้เห็นที่นี่เป็นสมอที่มีหนึ่งเทิร์น จุดเริ่มต้นของขดลวด ( น) บัดกรีกับแผ่นสะสม ( ก), ปลายขดลวด ( ถึง) ไปที่จาน ( ข). แปรงแบบตายตัวสองตัวถูกกดลงบนเพลตตัวรวบรวมและเชื่อมต่อกับวงจรภายนอก ให้เราพิจารณาตำแหน่งลักษณะเฉพาะของขดลวดสามตำแหน่งในช่องว่างระหว่างเสา ในตำแหน่ง (รูปที่ 119 a) ขดลวดอยู่ในโซนการกระทำของขั้วโลกเหนือ จากทิศทางการหมุนของกระดองเรากำหนดทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดตามกฎ มือขวา. ก็ต้องคำนึง

แรงเคลื่อนไฟฟ้าถูกเหนี่ยวนำเฉพาะในส่วนนั้นของขดลวดที่อยู่ด้านบนของเกราะ กระแสในตำแหน่งนี้ถูกชี้นำจากจุดเริ่มต้นของขดลวดไปยังจุดสิ้นสุด ผ่านแปรงขวากระแสจะไปที่วงจรภายนอก ดังนั้นแปรงนี้สามารถเรียกได้ว่าเป็นบวก หลังจากผ่านภาระแล้วกระแสจะไหลไปที่แปรงด้านซ้ายของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งสามารถเรียกได้ว่าเป็นค่าลบ

ในตำแหน่ง (b) (รูปที่ 119b) ขดลวดอยู่บนเส้นกลาง เส้นที่เป็นกลางหรือเป็นกลางทางเรขาคณิตคือเส้นที่ลากผ่านจุดศูนย์กลางของเกราะและตั้งฉากกับแกนของเสา ส่วนแอคทีฟของคอยล์ในตำแหน่งนี้จะเลื่อนไปตามเส้นแม่เหล็กโดยไม่ตัดขวาง ดังนั้นแรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดจึงไม่เหนี่ยวนำและกระแสจะเป็นศูนย์ โดยปกติความกว้างของแปรงจะมากกว่าความหนาของชั้นฉนวนระหว่างแผ่นสะสมและขดลวดซึ่งอยู่บนเส้นที่เป็นกลางจะถูกลัดวงจรโดยแปรงในขณะนี้

ในตำแหน่ง (c) (รูปที่ 119 c) ขดลวดอยู่ในโซนการกระทำของขั้วโลกใต้ การกำหนดทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในขดลวด เราพบว่ากระแสพุ่งจากจุดสิ้นสุดของขดลวดไปยังจุดเริ่มต้น หากจานสะสม (a) ยังคงสัมผัสกับแปรงด้านซ้าย และจาน (b) ด้วยแปรงขวา การเปลี่ยนแปลงในทิศทางของกระแสในขดลวดจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของกระแสในวงจรภายนอก แต่สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นในขณะนี้ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของกระแสในขดลวดหลังจากผ่านเส้นกลางเกิดขึ้นพร้อมกับช่วงเวลาที่จาน (ก) อยู่ใต้แปรงขวาและจาน (ข) อยู่ใต้ แปรงซ้าย.

เมื่อเปรียบเทียบตำแหน่งที่หนึ่งและสาม จะเห็นได้ (รูปที่ 119 a, c) ว่ากระแสของขดลวดในทั้งสองกรณีไหลไปทางขวา แปรงบวก ผ่านวงจรภายนอกและย้อนกลับไปทางซ้าย แปรงลบ ในวงจรภายนอก ทิศทางของกระแสจะไม่เปลี่ยนแปลงและกระแสจะเต้นเป็นจังหวะ (รูปที่ 118b)

วัตถุประสงค์ในการสะสม. ระลอกปัจจุบันสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มจำนวนแผ่นสะสม (แทนที่จะเป็นสองวงครึ่ง) ตามลำดับการเพิ่มจำนวนรอบของกระดองซึ่งแบ่งออกเป็นส่วนต่าง ๆ - ส่วน

เราจะวางขดลวดสี่อันที่จุดยึดโดยเลื่อน 90 0 สัมพันธ์กันและเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเป็นชุด (รูปที่ 120 a) เราจะเพิ่มจำนวนแผ่นสะสมเป็นสี่แผ่น ทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดถูกกำหนดโดยกฎมือขวา

ในรูป 120 b แสดงเส้นโค้ง EMF ของขดลวด 1 และ 2 เนื่องจากขดลวดถูกเลื่อนในอวกาศ 90 0 เส้นโค้งแรงเคลื่อนไฟฟ้าจึงถูกเลื่อนในเฟสด้วย 90 0 เส้นโค้งแรงเคลื่อนไฟฟ้าสำหรับขดลวด 3 และ 4 มีลักษณะเดียวกับขดลวด 1 และ 2 โดยมีความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือแรงเคลื่อนไฟฟ้าของขดลวด 1 และ 3 ในด้านหนึ่ง และขดลวด 2 และ 4 อีกด้านหนึ่งมีค่าเท่ากัน ขนาด แต่มีทิศทางตรงกันข้าม ดังนั้น เพื่อชี้แจงปัญหา เราจำกัดตัวเองให้พิจารณาเส้นโค้ง EMF ของขดลวด 1 และ 2 เนื่องจากขดลวดเชื่อมต่อกันแบบอนุกรม ค่าทันทีของแรงเคลื่อนไฟฟ้า e ทั้งหมดที่สร้างขึ้นโดยสองขดลวดจะเท่ากับผลรวมของ ค่าทันทีของแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแต่ละคอยล์ รูปที่ 121a แสดงการเพิ่มค่าทันทีของขดลวดทั้งสอง เส้นโค้ง emf ทั้งหมดมีค่าน้อยกว่า

ระลอกคลื่นมากกว่าเส้นโค้ง EMF ของแต่ละขดลวด แรงเคลื่อนไฟฟ้ารวมของขดลวดใต้อีกขั้วหนึ่งมีค่าเท่ากัน แต่อยู่ตรงข้ามกับทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าทั้งหมดของขดลวดบน แรงเคลื่อนไฟฟ้าทั้งสองเชื่อมต่อแบบขนานกับแปรงของเครื่องกำเนิด

ขดลวดแปดตัวที่วางอยู่บนกระดองเมื่อเพิ่มแรงเคลื่อนไฟฟ้าทันทีจะให้ดังแสดงในรูปที่ 121b แรงเคลื่อนไฟฟ้าทั้งหมด e รวมซึ่งระลอกจะน้อยกว่าในกรณีก่อนหน้า ดังนั้นโดยการวางตัวนำจำนวนมากบนจุดยึด การเพิ่มจำนวนแผ่นสะสมตามลำดับ จึงเป็นไปได้ที่จะได้รับแรงเคลื่อนไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิด ซึ่งระลอกคลื่นจะไม่มีความสำคัญมากจนปัจจุบันสามารถถือได้ว่าคงที่ ตัวอย่างเช่น มีขดลวดกระดอง 16 ตัวแล้ว ความผันผวนของแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะน้อยกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์ ในเครื่องจักรสมัยใหม่ จำนวนสมอคอยล์มีมากกว่าร้อยตัว

ดังนั้น ตัวสะสมในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงจะทำหน้าที่แปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำให้เกิดในขดลวดกระดองให้เป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้าคงที่บนแปรงของเครื่องกำเนิด