Принцип действия генератора постоянного тока

Принцип действия генератора постоянного тока основан на явлении элекромагнитной индукции. Для расмотрения принципа действия воспользуемся упрощённой маделью коллекторной машины. Между двумя полюсами постоянного магнита расположена вращающаяся часть якорь. Вал якоря при помощи ременной передачи механически связан с приводным двигателем, в качестве которого может быть использован двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель.

Под действием вращающего момента приводного двигателя, якорь генератора приводится во вращение. В двух подольных пазах цилиндра якоря расположена обмотка в виде витка проволоки конци которой присоедены к двум медным полукольцам изолированными друг от друга и остольного целиндра. Эти два полукольца образуют простейший коллектор. На его поверхность наложены щётки к которым присоедены внешняя цепь генератора и нагрузка. В процессе работы генератора якорь вращается и проводники его обмотки поочерёдно замыкают положение в магнитном поле с разными значениями могнитной индукции, а поэтому в обмотке якоря наводится переменное ЭДС. Если бы в машине небыло коллектора, то ток во внешней цепи генератора был бы переменным. Но по средствам коллектора и щёток, переменный ток в обмотке якоря преобразуется в пульсирующий, т.е ток не изменный по напровлению.

После того как якорь повернётся на 180 градусов напровление токав витке измениться на обратное, однако полярность щеток, а следовательно и направление тока во внешней части цепи остаются неизменными. Объясняется это тем, что в тот момент когда ток в витке меняя свое направление происходит смена коллекторных пластин под щётками. В результате полярность щеток в процессе работы генератора остаётся неизменным независимо от положения витка в магнитном поле, благодаря этому электрический ток во внешней цепи генератора становится неизменным по направлению.

Таким образом при помощи коллектора и щеток в генераторе постоянного тока происходит преобразование переменного тока в обмотке якоря в пульсирующий ток во внешнем участке цепи. Пульсации тока во внешней цепи генератора можно уменьшить если применить обмотку якоря из нескольких равномерно распределенных по якорю витков. Каждый из которых присоединён к соответствующей паре коллекторных пластин и уже при 16 витках в обмотке (16 коллекторных пластин) пульсация становиться не заметной и ток во внешной цепи генератора (нагрузки) можно считать постоянным не только по направлению, но и по величине.