§ 105. อุปกรณ์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง

ชิ้นส่วนคงที่ในเครื่องจักร กระแสตรงเป็นอุปนัย กล่าวคือ สร้างสนามแม่เหล็ก และส่วนที่หมุนเป็นอุปนัย (อาร์มาเจอร์)

ส่วนคงที่ของเครื่อง (รูปที่ 134, a) ประกอบด้วยเสาหลัก 1, เสาเพิ่มเติม 2 และโครง 3 ขั้วหลัก (รูปที่ 134, b) เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างฟลักซ์แม่เหล็ก ประกอบด้วยแกน 4 ขดลวดกระตุ้น 7 และชิ้นขั้ว 8 เสาติดตั้งบนเฟรม 6 ด้วยสลักเกลียว 5 แกนของเสาหล่อจากเหล็กและมีหน้าตัดเป็นวงรี บนแกนของเสามีขดลวดกระตุ้นซึ่งพันด้วยลวดทองแดงหุ้มฉนวน ขดลวดของเสาทั้งหมดเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมทำให้เกิดขดลวดกระตุ้น กระแสที่ไหลผ่านขดลวดกระตุ้นจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็ก เสาชิ้นยึดสนามที่คดเคี้ยวบนเสาและช่วยให้กระจายอย่างสม่ำเสมอ สนามแม่เหล็กใต้เสา ชิ้นส่วนของขั้วไฟฟ้ามีรูปร่างในลักษณะที่ช่องว่างอากาศระหว่างขั้วกับเกราะจะเท่ากันตลอดความยาวของส่วนโค้งของเสา เสาเพิ่มเติมยังมีแกนและขดลวด

เสาเพิ่มเติมจะถูกติดตั้งที่จุดกึ่งกลางระหว่างเสาหลัก และจำนวนสามารถเท่ากับจำนวนเสาหลักหรือครึ่งหนึ่งก็ได้ มีการติดตั้งเสาเพิ่มเติมในเครื่องจักรที่มีกำลังสูงและทำหน้าที่กำจัดประกายไฟใต้แปรง ในเครื่องที่ใช้พลังงานต่ำ มักจะไม่มีเสาเพิ่มเติม

โครงหล่อจากเหล็กและเป็นโครงกระดูกของตัวเครื่อง เสาหลักและเสาเพิ่มเติมจะติดกับโครง รวมทั้งแผงป้องกันด้านข้างพร้อมลูกปืนที่ยึดเพลาเครื่องไว้ที่ด้านปลาย ด้วยความช่วยเหลือของโครงเครื่องจะยึดติดกับฐานราก

ส่วนที่หมุนของเครื่อง (สมอ) (รูปที่ 135, a) ประกอบด้วยแกน 1, ขดลวด 2 และตัวสะสม 3 แกนกระดองเป็นกระบอกสูบที่ประกอบขึ้นจากแผ่นเหล็กไฟฟ้า แผ่นถูกหุ้มฉนวนจากกันด้วยสารเคลือบเงาหรือกระดาษเพื่อลดการสูญเสียกระแสน้ำวน เหล็กแผ่นถูกประทับตราบนเครื่องจักรตามแบบ พวกเขามีร่องที่วางตัวนำของขดลวดกระดอง ช่องอากาศถูกสร้างขึ้นในตัวกระดองเพื่อทำให้ขดลวดและแกนกระดองเย็นลง

ขดลวดกระดองทำจากทองแดง ลวดหุ้มฉนวนหรือจากแท่งทองแดงหน้าตัดสี่เหลี่ยม ประกอบด้วยส่วนที่ทำด้วยแม่แบบพิเศษและวางในร่องของแกนสมอ ส่วนเลี้ยวเดียวประกอบด้วยสายไฟสองเส้นที่เชื่อมต่อกัน

ส่วนไม่สามารถมีได้ แต่หลายรอบ ส่วนดังกล่าวเรียกว่า multi-turn ขดลวดถูกแยกออกจากแกนอย่างระมัดระวังและจับจ้องไปที่ร่องด้วยลิ่มไม้ การเชื่อมต่อด้านหน้าเสริมด้วยผ้าพันแผลเหล็ก ทุกส่วนของขดลวดที่วางอยู่บนกระดองนั้นเชื่อมต่อกันเป็นชุด ๆ ทำให้เกิดวงจรปิด สายไฟที่เชื่อมต่อสองส่วนต่อจากส่วนอื่นตามโครงร่างคดเคี้ยวนั้นถูกต่อเข้ากับแผ่นสะสม

ตัวสะสมเป็นทรงกระบอกที่ประกอบด้วยแผ่นแต่ละแผ่น แผ่นสะสมทำจากทองแดงแข็งและหุ้มฉนวนระหว่างตัวกับตัวเครื่องด้วยปะเก็นไมคาไนต์ สำหรับการติดตั้งบนปลอกหุ้ม แผ่นสะสมจะมีรูปทรงคล้ายประกบ ซึ่งยึดระหว่างส่วนที่ยื่นออกมาบนปลอกหุ้มและแหวนรอง ได้รูปทรงเพื่อให้เข้ากับรูปร่างของเพลต เครื่องซักผ้าถูกยึดเข้ากับบุชชิ่ง

ตัวรวบรวมมีความซับซ้อนมากที่สุดในแง่ของการออกแบบและเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของเครื่องจักรในการใช้งาน พื้นผิวของตัวสับเปลี่ยนต้องเป็นทรงกระบอกอย่างเคร่งครัดเพื่อหลีกเลี่ยงการกระแทกและประกายไฟของแปรง

ในการเชื่อมต่อขดลวดกระดองกับวงจรภายนอก แปรงแบบตายตัวจะวางอยู่บนตัวสะสม ซึ่งสามารถเป็นกราไฟต์ คาร์บอน-กราไฟต์ หรือบรอนซ์-กราไฟต์ ในเครื่องจักรไฟฟ้าแรงสูง แปรงกราไฟท์ถูกใช้ซึ่งมีความต้านทานการสัมผัสสูงระหว่างแปรงและตัวสะสม ในเครื่องจักรไฟฟ้าแรงต่ำ แปรงบรอนซ์-กราไฟต์ถูกนำมาใช้ วางแปรงในที่ยึดแปรงพิเศษ (รูปที่ 135, b) แปรง 4 ที่วางอยู่ในที่ยึดของที่ยึดแปรง ถูกกดทับกับตัวสะสมโดยสปริง 5 ที่ยึดแปรงแต่ละอันสามารถมีแปรงหลายอันต่อขนานกัน

ที่ยึดแปรงติดตั้งอยู่บนหมุดสลักของแปรงซึ่งในทางกลับกันจะได้รับการแก้ไขบนแนวขวาง สำหรับยึดกับนิ้วแปรง ที่ยึดแปรงมีรู

นิ้วแปรงแยกออกจากแนวขวางด้วยฉนวนแหวนรองและปลอกหุ้ม จำนวนด้ามแปรงมักจะเท่ากับจำนวนด้ามแปรง

การเคลื่อนที่ถูกติดตั้งบนเกราะลูกปืนในเครื่องจักรที่มีกำลังไฟฟ้าขนาดเล็กและขนาดกลาง หรือติดกับโครงในเครื่องจักรที่มีกำลังขนาดใหญ่ แนวขวางสามารถหมุนได้และด้วยเหตุนี้จึงเปลี่ยนตำแหน่งของแปรงที่สัมพันธ์กับเสา

โดยปกติแนวขวางจะถูกติดตั้งในตำแหน่งที่ตำแหน่งของแปรงในอวกาศตรงกับตำแหน่งของจุดกึ่งกลางของเสาหลัก

เครื่องจักรไฟฟ้ากระแสตรง

เครื่องจักรไฟฟ้ากระแสตรงตามวัตถุประสงค์แบ่งออกเป็น เครื่องกำเนิดไฟฟ้า(หรือแค่เครื่องปั่นไฟ) ที่แปลงร่าง พลังงานกลเป็นไฟฟ้าที่แรงดันคงที่ (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้า) และ มอเตอร์ไฟฟ้า(มอเตอร์ไฟฟ้า) ที่แปลง พลังงานไฟฟ้ากระแสตรงเป็นพลังงานกล พลังงานกลนี้ใช้เพื่อหมุนตัวกระตุ้น (เครื่องจักร เครื่องกว้าน ล้อรถราง รถไฟฟ้า ฯลฯ)

นอกจากนี้ยังมีเครื่องจักรพิเศษบางประเภท เช่น เครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้า กระแสสลับหรือในทางกลับกัน ไมโครแมชชีนที่ใช้ในระบบ การควบคุมอัตโนมัติในอุปกรณ์วัดและคำนวณเป็นเซ็นเซอร์ (เช่น เซ็นเซอร์ความเร็ว) เป็นต้น

อุตสาหกรรมไฟฟ้าผลิตเครื่องจักร ...
กระแสตรงของกำลังและแรงดันต่างๆ ตามอัตภาพพวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มพลังต่อไปนี้:

1) ไมโครแมชชีนซึ่งวัดกำลังจากเศษส่วนของวัตต์ถึง 500 วัตต์

2) เครื่องจักรพลังงานต่ำ - 0.5 ÷ 10 kW;

3) เครื่องจักรขนาดกลาง - ตั้งแต่ 10 ถึงหลายร้อยกิโลวัตต์

4) เครื่องจักรกำลังสูง - กว่าหลายร้อยกิโลวัตต์

แรงดันไฟฟ้าของเครื่อง DC จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 6-12 V สำหรับที่ใช้ในยานพาหนะจนถึง 30 kV สำหรับผู้ที่ใช้ในการติดตั้งวิทยุ

เครื่อง DC ที่มีกำลังสูงถึง 200 kW สำหรับแรงดันไฟฟ้า 110-440 V ด้วยความเร็วการหมุน 550-2870 rpm นั้นใช้งานได้ดี ไมโครแมชชีนมีความเร็วตั้งแต่รอบไม่กี่รอบจนถึง 30,000 รอบต่อนาที

ในอุตสาหกรรม การขนส่ง และ เกษตรกรรมมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เครื่องกำเนิดไฟฟ้าใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์สื่อสาร การติดตั้งวิทยุ ฯลฯ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการใช้ตัวแปลงเซมิคอนดักเตอร์แบบคงที่ที่ประหยัดและง่ายต่อการใช้งานมากขึ้นเป็นแหล่งจ่ายกระแสตรง

การทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการใช้กฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าตามที่ตัวนำเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก และข้ามฟลักซ์แม่เหล็กจะเหนี่ยวนำให้เกิด EMF

หนึ่งในส่วนหลักของเครื่อง DC คือวงจรแม่เหล็กซึ่งฟลักซ์แม่เหล็กจะปิดลง วงจรแม่เหล็กของเครื่อง DC ประกอบด้วยส่วนคงที่ - สเตเตอร์ 1และส่วนที่หมุนได้ โรเตอร์ 4สเตเตอร์เป็นเคสเหล็กสำหรับติดส่วนอื่นๆ ของเครื่อง รวมถึงเสาแม่เหล็ก 2. ขดลวดกระตุ้นติดตั้งอยู่บนขั้วแม่เหล็ก 3, ขับเคลื่อนโดยกระแสตรงและการสร้าง ฟลักซ์แม่เหล็กหลักฉ 0 .

โรเตอร์ของเครื่องประกอบขึ้นจากแผ่นเหล็กประทับตราที่มีร่องรอบเส้นรอบวงและมีรูสำหรับเพลาและการระบายอากาศ . ในร่อง 5 วางโรเตอร์ การทำงานที่คดเคี้ยวเครื่อง DC เช่น ขดลวดที่ EMF ถูกเหนี่ยวนำโดยฟลักซ์แม่เหล็กหลัก ม้วนนี้เรียกว่า กระดองคดเคี้ยว(ดังนั้นโรเตอร์ของเครื่อง DC จึงมักเรียกว่ากระดอง)

ขั้วแม่เหล็กถาวรสร้างฟลักซ์แม่เหล็ก ให้เราจินตนาการว่าขดลวดกระดองประกอบด้วยหนึ่งเทิร์นซึ่งปลายจะติดกับวงแหวนครึ่งวงต่าง ๆ ที่แยกจากกัน รูปครึ่งวงกลมเหล่านี้ นักสะสม,ซึ่งหมุนด้วยขดลวดของขดลวดกระดอง ในเวลาเดียวกัน แปรงแบบตายตัวจะเลื่อนไปตามตัวสะสม

เมื่อขดลวดหมุนในสนามแม่เหล็ก จะมี e เหนี่ยวนำอยู่ในนั้น ง. ส

ที่ไหน ที่ -การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก l- ความยาวตัวนำ วี-ความเร็วของสาย

เมื่อระนาบของขดลวดตรงกับระนาบของเส้นกึ่งกลางของขั้ว (ขดลวดตั้งอยู่ในแนวตั้ง) ตัวนำจะข้ามฟลักซ์แม่เหล็กสูงสุดและค่า EMF สูงสุดจะเหนี่ยวนำให้เกิด เมื่อขดลวดอยู่ในตำแหน่งแนวนอน EMF ในตัวนำจะเป็นศูนย์

ทิศทางของ EMF ในตัวนำถูกกำหนดโดยกฎมือขวา เมื่อระหว่างการหมุนของขดลวด ตัวนำจะผ่านใต้อีกขั้วหนึ่ง ทิศทางของ EMF ในนั้นจะเปลี่ยนไปทางตรงกันข้าม แต่เนื่องจากตัวสะสมหมุนไปพร้อมกับขดลวด และแปรงอยู่นิ่ง ตัวนำที่อยู่ใต้ขั้วโลกเหนือจึงเชื่อมต่อกับแปรงด้านบนเสมอ EMF ซึ่งหันออกจากแปรง เป็นผลให้ขั้วของแปรงยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นจึงยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในทิศทางของ EMF บนแปรง - สหภาพยุโรป.

แม้ว่า EMF ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่ง่ายที่สุดจะมีทิศทางคงที่ แต่จะมีการเปลี่ยนแปลงค่าโดยใช้ค่าสูงสุดสองเท่าและค่าศูนย์สองเท่าในการหมุนรอบเดียว EMF ที่มีระลอกคลื่นขนาดใหญ่ไม่เหมาะกับเครื่องรับ DC ส่วนใหญ่ และในความหมายที่เข้มงวดของคำนี้ ไม่สามารถเรียกว่าค่าคงที่ได้

เพื่อลดการกระเพื่อม ขดลวดอาร์เมเจอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงจะทำด้วยการหมุนจำนวนมาก (คอยส์) และตัวสะสมทำจากแผ่นสะสมจำนวนมากที่แยกจากกัน ด้วยเหตุนี้การกระเพื่อมของ EMF ของขดลวดกระดองจึงลดลง ด้วยจำนวนรอบที่เพิ่มขึ้นและเพลทสะสม เป็นไปได้ที่จะได้รับ EMF ที่เกือบคงที่ของขดลวดกระดอง

ทำความคุ้นเคยกับอุปกรณ์ หลักการทำงาน, โหมดหลักของการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่มีการกระตุ้นอิสระ

ได้รับทักษะเชิงปฏิบัติในการสตาร์ท ปฏิบัติการ และหยุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง

ทดลองยืนยันข้อมูลทางทฤษฎีเกี่ยวกับลักษณะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง

บทบัญญัติทางทฤษฎีพื้นฐาน

เครื่องไฟฟ้ากระแสตรงสามารถทำงานได้ทั้งในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและในโหมดเครื่องยนต์เช่น มีคุณสมบัติย้อนกลับได้

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง - มันเป็นไฟฟ้า เครื่องที่ออกแบบมาเพื่อแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง

มอเตอร์กระแสตรง- เครื่องจักรไฟฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงเป็นพลังงานกล

แบบฟอร์มทั่วไป เครื่องไฟฟ้า DC แสดงในรูปที่ หนึ่ง.

อุปกรณ์ของเครื่องไฟฟ้ากระแสตรง

เช่นเดียวกับเครื่องจักรไฟฟ้าอื่น ๆ เครื่อง DC ประกอบด้วยชิ้นส่วนคงที่ - สเตเตอร์ และส่วนที่หมุนได้ - โรเตอร์ 1 ทำหน้าที่ สมอเนื่องจาก EMF ถูกเหนี่ยวนำในขดลวดของมัน

ในสเตเตอร์ของเครื่องมีขดลวดกระตุ้นที่สร้างฟลักซ์แม่เหล็กที่จำเป็น F. สเตเตอร์ประกอบด้วยโครงทรงกระบอก2 (เหล็กหล่อ ท่อเหล็ก หรือเหล็กแผ่นเชื่อม) โดยยึดเสาหลัก 3 เสาและเพิ่มเติม 4 เสาพร้อมขดลวดกระตุ้น จากปลายของสเตเตอร์ปิดบังลูกปืน 5 ตลับลูกปืนถูกกดเข้าไปและแปรงเคลื่อนที่ด้วยแปรง 6 จะแข็งแรงขึ้น

กระดองประกอบด้วยชุดทรงกระบอก (ทำจากแผ่นเหล็กเคลือบแลคเกอร์เพื่อลดกระแสน้ำวน) ขดลวดถูกวางไว้ในร่องของแกนกระดองที่เชื่อมต่อกับ นักสะสม 7; ทั้งหมดนี้ได้รับการแก้ไขบนเพลากระดอง

หลักการทำงาน

เครื่องไฟฟ้าที่ง่ายที่สุดสามารถแสดงเป็นขดลวดที่หมุนในสนามแม่เหล็ก (รูปที่ 2 เอ,ข). ปลายขดลวดถูกดึงออกมาเป็นแผ่นสะสมสองแผ่น แปรงแบบตายตัวถูกกดลงบนแผ่นสะสมซึ่งเชื่อมต่อวงจรภายนอก

หลักการทำงานของเครื่องไฟฟ้าขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า พิจารณาหลักการทำงานของเครื่องไฟฟ้าในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ให้คอยล์ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ขับเคลื่อนภายนอก (PD) ขดลวดตัดผ่านสนามแม่เหล็กและตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าจะเหนี่ยวนำตัวแปร EMF ในนั้น , ทิศทางที่กำหนดโดยกฎของมือขวา หากวงจรภายนอกปิดอยู่ กระแสจะไหลผ่านจากแปรงด้านล่างไปยังผู้บริโภคและจากแปรงไปยังแปรงด้านบน แปรงด้านล่างกลายเป็นขั้วบวกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และแปรงด้านบนกลายเป็นขั้วลบ เมื่อขดลวดหมุน 180 0 ตัวนำจากโซนของขั้วหนึ่งจะผ่านเข้าไปในโซนของอีกขั้วหนึ่งและทิศทางของ EMF ในพวกมันจะเปลี่ยนเป็นทิศตรงกันข้าม ในเวลาเดียวกัน แผ่นสะสมบนสัมผัสกับแปรงล่าง และแผ่นล่างกับแปรงบน ทิศทางของกระแสในวงจรภายนอกไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นแผ่นสะสมไม่เพียง แต่ให้การเชื่อมต่อระหว่างขดลวดหมุนกับวงจรภายนอกเท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งเช่น เป็นวงจรเรียงกระแสทางกลที่ง่ายที่สุด

เพื่อลดการกระเพื่อมในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง แทนที่จะใช้ขดลวดเดียว ขดลวดที่มีระยะห่างเท่าๆ กันหลายเส้นจะวางอยู่รอบเส้นรอบวงของกระดอง ซึ่งก่อให้เกิดขดลวดกระดอง และเชื่อมต่อกับตัวสะสมที่ประกอบด้วยส่วนจำนวนมากขึ้นเพื่อเปลี่ยนขั้วของ EMF . ดังนั้น EMF ในวงจรระหว่างขั้วแปรงจะเต้นเป็นจังหวะไม่มากนัก กล่าวคือ กลายเป็นเกือบคงที่

สำหรับค่าคงที่ EMF นี้ นิพจน์จะถูกต้อง

อี=กับ 1 ฟน,

ที่ไหน กับ 1 - ค่าสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบโครงสร้างของเกราะและจำนวนเสาของเครื่องไฟฟ้า F- สนามแม่เหล็ก; น- ความถี่ของการหมุนของกระดอง

เมื่อเครื่องทำงานในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กระแสจะไหลผ่านวงจรปิดภายนอกและขดลวดของขดลวดกระดอง ผม = ฉันผม ทิศทางที่สอดคล้องกับทิศทางของ EMF (ดูรูปที่ 2 ข). ตามกฎของแอมแปร์ ปฏิสัมพันธ์ของกระแส ผมและสนามแม่เหล็ก ที่สร้างความเข้มแข็ง ฉซึ่งตั้งฉากกับ ที่และ ผม. บังคับทิศทาง ฉถูกกำหนดโดยกฎของมือซ้าย: แรงกระทำต่อตัวนำบนทางซ้าย บนตัวล่างไปทางขวา แรงคู่นี้สร้างแรงบิด เอ็ม vr, กำกับในกรณีนี้ทวนเข็มนาฬิกาและเท่ากับ

เอ็ม=กับ 2 Fฉันฉัน.

แรงบิดนี้ต่อต้านแรงบิดของไดรฟ์เช่น คือช่วงเบรก

เกราะปัจจุบัน ฉัน ฉันทำให้กระดองพันกันด้วยแรงต้าน R ฉันแรงดันตก R ฉัน ฉัน ฉัน , ดังนั้นภายใต้โหลดแรงดันไฟฟ้า ยูที่ส่วนท้ายของแปรงมันกลับกลายเป็นน้อยกว่า EMF, กล่าวคือ

ยู = อี – Rฉัน ฉันฉัน.

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นเครื่องจักรไฟฟ้าที่แปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการใช้ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนี้ หากตัวนำถูกย้ายในสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรเพื่อให้ผ่านฟลักซ์แม่เหล็ก ดังนั้น a แรงเคลื่อนไฟฟ้า(emf) เรียกว่า emf induction (การเหนี่ยวนำจากคำภาษาละติน inductio - คำแนะนำแรงจูงใจ) หรือแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ แรงเคลื่อนไฟฟ้ายังเกิดขึ้นเมื่อตัวนำยังคงนิ่งและแม่เหล็กเคลื่อนที่ ปรากฏการณ์ของการเกิดขึ้นของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ในตัวนำเรียกว่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ถ้าตัวนำที่เหนี่ยวนำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้ารวมอยู่ในค่าปิด วงจรไฟฟ้าจากนั้นภายใต้การกระทำของแรงเคลื่อนไฟฟ้า กระแสจะไหลผ่านวงจร เรียกว่า กระแสเหนี่ยวนำ
จากการทดลองพบว่าขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในตัวนำเมื่อเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก ความยาวของตัวนำ และความเร็วของการเคลื่อนที่ แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ เกิดขึ้นเมื่อตัวนำข้ามสนามแม่เหล็กเท่านั้น เมื่อตัวนำเคลื่อนที่ไปตามสนามแม่เหล็ก เส้นแรงแรงเคลื่อนไฟฟ้า มันไม่ได้ถูกชักนำ ทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ และกระแสจะกำหนดได้ง่ายที่สุดโดยกฎของมือขวา (รูปที่ 1): หากฝ่ามือขวาจับให้รวมเส้นสนามแม่เหล็กของสนามด้วยนิ้วโป้งที่งอจะแสดงทิศทางการเคลื่อนที่ของ ตัวนำจากนั้นนิ้วที่เหลือจะระบุทิศทางของการกระทำของการกระตุ้น e. d.s. และทิศทางของกระแสในตัวนำ เส้นสนามแม่เหล็กจากขั้วเหนือของแม่เหล็กไปทางทิศใต้

ข้าว. 1. การกำหนดทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ กฎมือขวา

มีแนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ลองพิจารณาหลักการทำงานของเครื่องกำเนิดที่ง่ายที่สุด (รูปที่ 2) ตัวนำในรูปแบบของโครงลวดทองแดงจับจ้องอยู่ที่แกนและวางไว้ในสนามแม่เหล็ก ปลายของกรอบติดกับสองส่วน (ครึ่งวง) ของวงแหวนหนึ่งที่แยกจากกัน แผ่นสัมผัส (แปรง) เลื่อนบนวงแหวนนี้ วงแหวนดังกล่าวประกอบด้วยวงแหวนครึ่งวงแยกเรียกว่าตัวสะสมและวงแหวนครึ่งวงแต่ละวงเรียกว่าแผ่นสะสม แปรงบนตัวสะสมจะต้องจัดเรียงในลักษณะที่เมื่อเฟรมหมุน พวกมันจะผ่านจากวงแหวนครึ่งวงหนึ่งไปยังอีกวงหนึ่งพร้อมกันในช่วงเวลาเหล่านั้นเมื่อแรงเคลื่อนเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในแต่ละด้านของเฟรมเป็นศูนย์ กล่าวคือ เมื่อเฟรมผ่าน ตำแหน่งแนวนอนของมัน

ข้าว. 2. เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่ง่ายที่สุด

ด้วยความช่วยเหลือของตัวสะสม ตัวแปร emf ที่ถูกเหนี่ยวนำในลูปจะได้รับการแก้ไข และกระแสที่คงที่ในทิศทางจะถูกสร้างขึ้นในวงจรภายนอก
โดยการเชื่อมต่อกับแผ่นสัมผัสวงจรภายนอกด้วยอุปกรณ์วัดทางไฟฟ้าที่กำหนดขนาดของกระแสเหนี่ยวนำ เราจะตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ที่พิจารณานั้นเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงอย่างแท้จริง
เมื่อใดก็ได้ E (รูปที่ 3) ที่เกิดขึ้นในด้านการทำงาน L ของเฟรม อยู่ตรงข้ามกับทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในด้านการทำงาน B ทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้า ในแต่ละด้านของกรอบนั้นง่ายต่อการกำหนดโดยใช้กฎมือขวา แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดจากทั้งเฟรมจะเท่ากับผลรวมของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในแต่ละด้านการทำงาน ค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าในเฟรมเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง ในช่วงเวลาที่เฟรมเข้าใกล้ตำแหน่งแนวตั้ง จำนวนเส้นแรงที่ตัวนำข้ามใน 1 วินาทีจะมีค่ามากที่สุดและแรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงสุดจะเหนี่ยวนำให้เกิดในเฟรม เมื่อเฟรมเคลื่อนผ่านตำแหน่งแนวนอน ด้านที่ทำงานของเฟรมจะเลื่อนไปตามเส้นแรงโดยไม่ตัดผ่าน และแรงเคลื่อนไฟฟ้า ไม่ถูกชักนำ ระหว่างการเคลื่อนที่ของด้าน B ของเฟรมไปยังขั้วใต้ของแม่เหล็ก (รูปที่ 3, a, b) กระแสในนั้นจะพุ่งเข้าหาเรา กระแสนี้ไหลผ่านครึ่งวงแหวน แปรง 2 เครื่องมือวัดไปที่แปรง / ไปด้าน A ของกรอบ ด้านนี้ของลูป กระแสถูกเหนี่ยวนำให้ห่างจากเรา ของเขา คุ้มค่าที่สุดแรงเคลื่อนไฟฟ้า ในกรอบถึงเมื่อด้านข้างอยู่ใต้เสาโดยตรง (รูปที่ 3, b)

ข้าว. 3. โครงร่างของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง

ด้วยการหมุนเฟรมต่อไป emf ลดลงและหลังจากนั้นหนึ่งในสี่ของเทิร์นจะกลายเป็นศูนย์ (รูปที่ 3, c) ในเวลานี้ แปรงจะเคลื่อนจากวงแหวนครึ่งวงหนึ่งไปอีกวงหนึ่ง ดังนั้น ในช่วงครึ่งแรกของการหมุนเฟรม วงแหวนครึ่งวงกลมแต่ละอันของสับเปลี่ยนสัมผัสกับแปรงเพียงอันเดียว กระแสไหลผ่านวงจรภายนอกในทิศทางเดียวจากแปรง 2 ถึงแปรง 1 เราจะหมุนเฟรมต่อไป แรงเคลื่อนไฟฟ้าในเฟรมเริ่มเพิ่มขึ้นอีกครั้ง เนื่องจากด้านที่ทำงานของมันจะข้ามเส้นแรงแม่เหล็ก อย่างไรก็ตาม ทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้า กลับด้านเนื่องจากตัวนำเคลื่อนที่ผ่านฟลักซ์แม่เหล็กไปในทิศทางตรงกันข้าม กระแสที่เหนี่ยวนำในด้าน A ของเฟรมพุ่งเข้าหาเราแล้ว แต่เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าเฟรมหมุนไปพร้อมกับตัวสะสม ทำให้วงแหวนกึ่งวงแหวนที่เชื่อมต่อกับด้าน A ของเฟรมมาสัมผัสไม่ได้กับแปรง 1 แต่ด้วยแปรง 2 (รูปที่ 3, ง) และกระแสไหลผ่าน วงจรภายนอกในทิศทางเดียวกับในช่วงครึ่งแรกของการปฏิวัติ ดังนั้นตัวสะสมจะแก้ไขกระแสนั่นคือทำให้แน่ใจว่ากระแสเหนี่ยวนำผ่านในวงจรภายนอกในทิศทางเดียว เมื่อสิ้นสุดไตรมาสสุดท้ายของเทิร์น (รูปที่ 3, e) เฟรมจะกลับสู่ตำแหน่งเดิม (ดูรูปที่ 3, a) หลังจากนั้นกระบวนการทั้งหมดของการเปลี่ยนกระแสในวงจรจะทำซ้ำ
ดังนั้นแรงเคลื่อนไฟฟ้าคงที่ทำหน้าที่ระหว่างแปรง 2 และ 1 และกระแสผ่านวงจรภายนอกจะไหลในทิศทางเดียวเสมอ - จากแปรง 2 ถึงแปรง 1 แม้ว่ากระแสนี้จะยังคงคงที่ในทิศทาง แต่ก็แตกต่างกันไปตามขนาด t อี เป็นจังหวะ กระแสดังกล่าวใช้งานยากจริง
พิจารณาวิธีที่คุณจะได้รับกระแสที่มีระลอกคลื่นเล็ก ๆ นั่นคือกระแสที่มีค่าเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยระหว่างการทำงานของเครื่องกำเนิด ลองนึกภาพเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ประกอบด้วยขดลวดสองเส้นที่ตั้งฉากกัน (รูปที่ 4) จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของแต่ละเทิร์นเชื่อมต่อกับตัวสะสม ซึ่งตอนนี้ประกอบด้วยแผ่นสะสมสี่แผ่น

รูปที่ 4 เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบสองรอบ

เมื่อการหมุนเหล่านี้หมุนในสนามแม่เหล็ก แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในนั้น อย่างไรก็ตามแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในแต่ละเทิร์น ถึงศูนย์และค่าสูงสุดของพวกเขาไม่ได้ในเวลาเดียวกัน แต่ต่อมาในช่วงเวลาที่สอดคล้องกับการหมุนของรอบโดยหนึ่งในสี่ของรอบเต็มนั่นคือ 90 ° ในตำแหน่งที่แสดงในรูปที่ 4 ในขดลวด 1 แรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงสุดเกิดขึ้น เท่ากับ Emach ในขดลวด 2 e. ดีเอส ไม่ถูกเหนี่ยวนำ เนื่องจากด้านที่ทำงานเลื่อนไปตามเส้นแรงแม่เหล็กโดยไม่ผ่านมัน ค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของการหมุนแสดงในรูปที่ 5 เมื่อขดลวดหมุน แรงเคลื่อนไฟฟ้าของขดลวด 1 จะลดลง เมื่อเทิร์นเทิร์น 1/8 ของเทิร์น แรงเคลื่อนไฟฟ้า เทิร์นที่ 1 จะเท่ากับ Emin ในขณะนี้ แปรงเคลื่อนไปยังแผ่นสะสมคู่ที่สองที่เชื่อมต่อกับขดลวด 2 คอยล์ 2 หมุนไปแล้ว 1/8 รอบ ข้ามเส้นแรงแม่เหล็ก และแรงเคลื่อนไฟฟ้าเท่ากับค่าเดียวกัน Emach ถูกเหนี่ยวนำเข้า มัน. ด้วยการเลี้ยวต่อไป แรงเคลื่อนไฟฟ้า เทิร์น 2 เพิ่มเป็นค่าสูงสุด Emakh ดังนั้น แปรงจึงเชื่อมต่อกับขดลวดเสมอ ซึ่งแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนำด้วยค่าจาก Emin ถึง Emax

รูปที่ 5 เส้นโค้งการเต้นของแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสองรอบ

กระแสในวงจรภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการกระทำของแรงเคลื่อนไฟฟ้าทั้งหมด ดังนั้นจึงไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น กระแสเช่นเมื่อก่อนจะเต้นเป็นจังหวะ แต่ระลอกคลื่นน้อยกว่ารอบเดียวมากเนื่องจากแรงเคลื่อนไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่ลดลงเป็นศูนย์
โดยการเพิ่มจำนวนตัวนำ (รอบ) ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและด้วยเหตุนี้ จำนวนแผ่นสะสมจึงเป็นไปได้ที่จะทำให้ระลอกคลื่นในปัจจุบันมีขนาดเล็กมาก กล่าวคือ กระแสจะกลายเป็นขนาดที่เกือบคงที่ ตัวอย่างเช่น มีเพลทตัวรวบรวม 20 แผ่น แรงเคลื่อนไฟฟ้าผันผวน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะไม่เกิน 1% ของค่าเฉลี่ย ในวงจรภายนอก เราจะได้กระแสที่มีขนาดคงที่ในทางปฏิบัติ
ในขณะเดียวกันก็ง่ายที่จะเห็นว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่แสดงในรูปที่ 4 มีข้อเสียเปรียบที่สำคัญมากเช่นกัน ในช่วงเวลาใดก็ตาม วงจรภายนอกจะเชื่อมต่อด้วยแปรงกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพียงรอบเดียวโดยใช้แปรงปัด รอบสองพร้อมกันไม่ได้ใช้เลย แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในรอบเดียวมีขนาดเล็กมาก ซึ่งหมายความว่ากำลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็จะมีขนาดเล็กเช่นกัน
สำหรับการใช้งานทุกรอบอย่างต่อเนื่อง จะเชื่อมต่อกันเป็นชุด เพื่อจุดประสงค์เดียวกัน จำนวนแผ่นสะสมจะลดลงตามจำนวนรอบที่คดเคี้ยว จุดสิ้นสุดของหนึ่งและจุดเริ่มต้นของการหมุนรอบถัดไปของขดลวดจะถูกแนบกับแผ่นสะสมแต่ละแผ่น ผลัดกันในกรณีนี้เป็นแหล่งที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม กระแสไฟฟ้าและสร้างขดลวดกระดองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตอนนี้แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเท่ากับผลรวมของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในรอบที่เชื่อมต่อระหว่างแปรง นอกจากอนุกรมแล้วยังมีรูปแบบอื่น ๆ สำหรับการเชื่อมต่อการหมุนที่คดเคี้ยว จำนวนรอบมากพอที่จะได้ค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ต้องการ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ดังนั้นนักสะสมเครื่องจักรไฟฟ้าดีเซลจะได้จานจำนวนมาก
ดังนั้น เนื่องจากการหมุนของขดลวดจำนวนมาก จึงไม่เพียงแต่จะทำให้แรงดันและกระแสกระเพื่อมราบรื่นเท่านั้น แต่ยังสามารถเพิ่มค่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำโดยเครื่องกำเนิดได้อีกด้วย
ข้างต้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับการพิจารณาประกอบด้วยแม่เหล็กถาวรและหนึ่งรอบหรือมากกว่านั้นซึ่งปัจจุบันเกิดขึ้น สำหรับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวไม่เหมาะสมเนื่องจากไม่สามารถรับพลังงานจำนวนมากจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าฟลักซ์แม่เหล็กที่สร้างโดยแม่เหล็กถาวรนั้นมีขนาดเล็กมาก นอกจากนี้ ช่องว่างระหว่างเสายังสร้างแรงต้านทานต่อกระแสแม่เหล็กอย่างมาก ฟลักซ์แม่เหล็กอ่อนลงอีก ดังนั้นในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทรงพลังซึ่งรวมถึงเครื่องดีเซลจึงใช้แม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างฟลักซ์การกระตุ้นด้วยแม่เหล็กที่แข็งแกร่ง (รูปที่ 6) เพื่อลดความต้านทานแม่เหล็กของวงจรแม่เหล็กของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การหมุนของขดลวดจะถูกวางบนกระบอกเหล็กซึ่งเติมช่องว่างเกือบทั้งหมดระหว่างเสา
กระบอกนี้ที่มีขดลวดและตัวสะสมวางอยู่บนนั้นเรียกว่าเครื่องกำเนิดเกราะ

ข้าว. 6. แบบแผนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีระบบกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้าและสมอเหล็กขนาดใหญ่

ขดลวดกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตั้งอยู่บนแกนของเสาหลัก เมื่อกระแสไหลผ่าน สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้น เรียกว่า สนามของขั้วหลัก ด้วยวงจรเปิดภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เส้นสนามแม่เหล็กจะอยู่ในขั้วและกระดองสมมาตรกับแกนแนวตั้ง (รูปที่ 7, a) เพื่อให้เข้าใจถึงคุณลักษณะของการทำงานของเครื่องจักรไฟฟ้า เราจึงได้แนะนำแนวคิดของความเป็นกลางทางเรขาคณิตและทางกายภาพ
ความเป็นกลางทางเรขาคณิตคือเส้นที่ลากผ่านจุดศูนย์กลางของเกราะซึ่งตั้งฉากกับแกนของขั้วตรงข้าม (เส้นแนวนอน 01-01) ความเป็นกลางทางกายภาพเป็นเส้นเงื่อนไขที่แยกโซนอิทธิพลของขั้วเหนือและขั้วใต้ออกจากขดลวดกระดองและตั้งฉากกับทิศทางของฟลักซ์แม่เหล็กของเครื่องไฟฟ้า
ในตัวนำที่คดเคี้ยวซึ่งเมื่อเกราะหมุนผ่านแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เป็นกลางทางกายภาพ ไม่ถูกเหนี่ยวนำ เนื่องจากตัวนำดังกล่าวจะเลื่อนไปตามเส้นสนามแม่เหล็กโดยไม่ข้ามเส้นเหล่านั้น ในกรณีที่ไม่มีกระแสในกระดอง (ดูรูปที่ 7, a) ทางกายภาพ เป็นกลาง n-nตรงกับค่ากลางทางเรขาคณิต

รูปที่ 7 ปฏิกิริยาสมอ
a คือฟลักซ์แม่เหล็กของขั้วหลัก b - ฟลักซ์แม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยขดลวดกระดอง c คือฟลักซ์แม่เหล็กรวมของเครื่องกำเนิดโหลด

เมื่อปิดวงจรภายนอกของเครื่องไฟฟ้า กระแสก็จะไหลผ่านขดลวดกระดองด้วย เกราะทั้งหมดในกรณีนี้จะเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าอันทรงพลังซึ่งประกอบด้วยแกนเหล็กและขดลวดที่กระแสไหลผ่าน ดังนั้นนอกเหนือจากฟลักซ์ของขั้วแล้วยังมีฟลักซ์แม่เหล็กตัวที่สองในเครื่องกำเนิดโหลดซึ่งเรียกว่าฟลักซ์ของกระดอง (รูปที่ 7, b) ฟลักซ์แม่เหล็กของกระดองตั้งฉากกับฟลักซ์ของเสาหลัก ฟลักซ์แม่เหล็กทั้งสองถูกซ้อนทับกันและก่อให้เกิดผลรวมหรือสนามที่แสดงในรูปที่ 7, c. ทิศทางของสนามแม่เหล็กของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอันเป็นผลมาจากการกระทำของสนามเกราะจะเลื่อนไปในทิศทางของการหมุนของกระดอง ความเป็นกลางทางกายภาพยังถูกเลื่อนไปในทิศทางเดียวกัน ซึ่งในกรณีนี้จะอยู่ที่ตำแหน่ง n1-n1
อิทธิพลของสนามแม่เหล็กของกระดองที่มีต่อสนามของเสาเรียกว่าปฏิกิริยากระดอง ปฏิกิริยากระดองส่งผลเสียต่อการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แปรง M-Mของเครื่องไฟฟ้าจะต้องติดตั้งในทิศทางที่เป็นกลางทางกายภาพเสมอ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเปลี่ยนแปรงของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยคำนึงถึงความเป็นกลางทางเรขาคณิตด้วยมุมหนึ่ง P (รูปที่ 7, c) เนื่องจากประกายไฟที่รุนแรงเกิดขึ้นระหว่างแปรงและตัวสะสม ประกายไฟทำให้เกิดการเผาไหม้ที่พื้นผิวของสับเปลี่ยนและแปรงและปิดการใช้งาน ยิ่งกระแสของกระดองมากเท่าไหร่ ปฏิกิริยาของกระดองก็จะยิ่งแรงขึ้น มุมยิ่งจำเป็นต้องเปลี่ยนแปรง ด้วยการเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้งในโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล ตำแหน่งของแปรงจะต้องเปลี่ยนเกือบอย่างต่อเนื่อง
ปฏิกิริยากระดองไม่เพียงแต่เปลี่ยนสนามแม่เหล็กของเสาหลัก แต่ยังทำให้อ่อนลงบางส่วนซึ่งนำไปสู่การลดลงของ e ที่เกิดจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ดีเอส
เพื่อลดปฏิกิริยากระดองในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เสาเพิ่มเติมจะถูกติดตั้งระหว่างเสาหลัก และบางครั้ง เพื่อจุดประสงค์เดียวกัน ขดลวดชดเชยจะวางในชิ้นขั้วของเสาหลัก เสาเพิ่มเติมจะสร้างสนามแม่เหล็กเพิ่มเติมซึ่งมุ่งตรงไปยังสนามเกราะในพื้นที่การติดตั้งแปรงซึ่งเป็นผลมาจากการทำให้เป็นกลาง (รูปที่ 8)

ข้าว. 8. วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพร้อมเสาเพิ่มเติม

อย่างไรก็ตาม ผลบวกของเสาเพิ่มเติมต่อการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่นี้ หลังจากผ่านแกนกลางของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทิศทางของกระแสในแต่ละรอบของขดลวด (ดูรูปที่ 7) จะเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็วมาก ในสภาวะที่เป็นกลาง ขดลวดจะลัดวงจรโดยแปรง การเลี้ยวดังกล่าวเรียกว่าการเดินทาง (การสับเปลี่ยนจากคำภาษาละติน commutatio - change, change) ในการสลับการหมุน (ส่วน) ของขดลวดกระดองเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วมากในทิศทางของกระแสแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ค่อนข้างใหญ่เกิดขึ้น การเหนี่ยวนำตนเองและการเหนี่ยวนำร่วมกันซึ่งเรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าปฏิกิริยา แรงเคลื่อนไฟฟ้านี้ ในส่วนสวิตชิ่งนั้นได้รับการปรับปรุงโดยการกระทำของฟลักซ์แม่เหล็กของกระดองซึ่งพวกมันข้าม การกระทำของแรงเคลื่อนไฟฟ้าปฏิกิริยา ทำให้เกิดประกายไฟของแปรง มีการคำนวณขั้วเพิ่มเติมเพื่อให้ฟลักซ์แม่เหล็กของพวกมันค่อนข้างมากกว่าฟลักซ์แม่เหล็กของกระดอง ด้วยเหตุนี้ จึงเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเพิ่มเติมในส่วนสวิตชิ่ง แรงเคลื่อนไฟฟ้าใหม่ มีทิศทางตรงข้ามกับแรงเคลื่อนไฟฟ้ารีแอกทีฟ และดับมัน ป้องกันไม่ให้เกิดประกายไฟรุนแรง
สนามแม่เหล็กของกระดองเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงของโหลด (กระแส) ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ดังนั้นในการทำให้เป็นกลางจึงจำเป็นต้องเปลี่ยนสนามของอุปกรณ์ชดเชย ขดลวดของเสาเพิ่มเติมเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับขดลวดกระดองและกระแสของกระดองทั้งหมดจะไหลผ่าน ด้วยการเพิ่มขึ้นของกระแสกำเนิดฟลักซ์แม่เหล็กของกระดองเพิ่มขึ้น แต่ในขณะเดียวกันฟลักซ์แม่เหล็กของเสาเพิ่มเติมที่ชดเชยก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน
ขดลวดชดเชยทำให้สามารถปรับปรุงการกระจายของฟลักซ์แม่เหล็กในเครื่องไฟฟ้าได้ดียิ่งขึ้น ดังนั้น จากรูปที่ 7 จะเห็นได้ง่ายว่าเป็นผลมาจากปฏิกิริยาของกระดอง ฟลักซ์แม่เหล็กของเสาหลักจะไม่สม่ำเสมอ - ด้านหนึ่งของขั้วจะเพิ่มขึ้นและอีกด้านหนึ่งอ่อนลง สิ่งนี้นำไปสู่การโหลดที่ไม่สม่ำเสมอของขดลวดกระดอง การหมุนบางส่วนจะโอเวอร์โหลด และสภาพการทำงานของแปรงจะเสื่อมลง
ด้วยวิธีการชดเชยที่คดเคี้ยวบนขั้วหลัก การบิดเบือนของฟลักซ์แม่เหล็กที่อยู่ใต้ขั้วหลักโดยตรงจะถูกขจัดออกไป อย่างไรก็ตาม การใช้เสาเพิ่มเติมและขดลวดชดเชยพร้อมกันทำให้การออกแบบเครื่องจักรไฟฟ้าซับซ้อนขึ้นอย่างมาก หากมีความเป็นไปได้ที่จะใช้งานเครื่องจักรไฟฟ้าได้อย่างน่าพอใจโดยใช้เสาเพิ่มเติมก็จะพยายามไม่ใช้ขดลวดชดเชย พบขดลวดชดเชย การใช้งานจริงเฉพาะในเครื่องจักรไฟฟ้าทรงพลังเท่านั้น

ตัวเลขต่อไปนี้แสดงเครื่องกำเนิดไฟฟ้า G-21 สำหรับ 12 V, 0.22 kW, 1450 -7000 rpm