Вопрос
Max Goodridge
Вчера 20:30
Что такое токосъёмные кольца в автомобильном генераторе?
Это не форум по физике, поэтому я не жду ответов, объясняющих закон электромагнитной индукции Фарадея (электродвижущую силу), который является базовым физическим принципом, лежащим в основе преобразования механической энергии (от ремня или цепи ГРМ) в электрическую энергию, необходимую любому современному автомобилю по многим причинам. По сути, это происходит за счёт изменения магнитного потока.
В этом видео довольно хорошо объясняется принцип работы генератора и контактных колец, насколько я понимаю.
- Что такое токосъёмные кольца в автомобильном генераторе?
- Каково их назначение в генераторе?
- Как они могут свободно вращаться, не запутывая провода?
- Они вообще вращаются или закреплены?
Одно из контактных колец будет заряжено положительно, а другое — отрицательно. Я предполагаю, что они сделаны из какого-то металла или сплава, чтобы проводить ток через генератор (поправьте меня, если я ошибаюсь), но, учитывая это,
- Как изолируются или разделяются контактные кольца, чтобы избежать короткого замыкания?
Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/25635/what-are-slip-rings-with-respect-to-a-cars-alternator
1
В генераторе переменного тока есть два основных компонента: статор и ротор. На роторе намотана катушка. При подаче тока на эту катушку образуется магнитное поле, а при вращении ротора в статоре возникает электрический ток. Поскольку ротор должен вращаться, сохраняя электрический контакт с катушкой, используются контактные кольца.
Обычно используются два кольца из меди или какого-либо медного сплава. Кольца установлены на пластиковом или композитном материале, который изолирует их от вала ротора. Провода, идущие от контактных колец к катушкам, прикреплены к кольцам с нижней стороны. В пластике есть каналы для прокладки проводов, которые не соприкасаются с движущимися частями. Для поддержания контакта с контактными кольцами используется пара угольных щёток. Щётки изготовлены из углеродного материала, который обладает хорошей проводимостью и не слишком сильно изнашивает кольца. Щётки плотно прилегают к контактным кольцам с помощью пружин.
Поскольку электрическая нагрузка автомобиля и частота вращения двигателя постоянно меняются, необходимо постоянно регулировать выходную мощность генератора. Эта регулировка осуществляется путем контроля тока в роторе. Эти регулировки выполняются регулятором напряжения.