DC jeneratör nedir?
Çalışma ilkesi
DC jeneratör, motor veya türbin gibi bir tahrik makinesinin mekanik gücünü doğru akım elektrik gücüne çevirir. Armatür iletkenleri alan kutuplarının akısını keser ve E = k·Φ·ω EMK’sını indükler; gerilim hem akıyla hem hızla orantılıdır. Komütatör ve fırçalar, her bobin nötr eksenden geçerken bağlantısını ters çevirir; böylece bobinlerin alternatif EMK’sı uçlarda tek yönlü bir gerilime dönüşür.
Uyarma ve kendinden uyarma
Alan ayrı bir kaynaktan beslenebilir ya da makine kendi alanını besleyebilir. Şönt jeneratör, kutuplarda kalan küçük artık akıdan başlar: birkaç volt indükler, bu gerilim alan akımı sürer, akım akıyı artırır ve gerilim, boşta eğrisi V = R_f·I_f alan direnç doğrusunu kesene kadar yükselir. Bunun olması için R_f, boşta eğrisinin eğimi olan kritik dirençten küçük, hız kritik hızdan büyük olmalı ve alan artık akıyı desteklemelidir.
Yük karakteristiği ve regülasyon
Yükte uç gerilimi V = E − I_a·R_a − fırça düşümü olur ve armatür reaksiyonu akıyı biraz zayıflatır. Bu yüzden ayrı uyartımlı jeneratör yalnızca yüzde birkaç kaybeder. Şönt jeneratör daha fazla kaybeder, çünkü düşen gerilim kendi alanını da zayıflatır; tepe akımın ötesinde küçük bir kısa devre akımına çöker. Seri jeneratörün alanı yük akımını taşıdığından gerilimi yükle artar; kompunt jeneratör ikisini birleştirip gerilimi neredeyse sabit tutar.
Kayıplar ve tahrik momenti
Tahrik makinesi elektriksel çıkışa ek olarak kayıpları da karşılamalıdır: armatür ve alan bakır kayıpları, fırça kaybı, sürtünme, vantilasyon ve demir kayıpları. Mil momenti bu gücün açısal hıza bölümüdür ve elektromanyetik momentten biraz büyüktür. Anma yükte verim genellikle %85–92’dir. Doğrultuculu alternatörler DC jeneratörlerin yerini büyük ölçüde aldı, ancak aynı ilkeler dinamolarda, takojeneratörlerde ve DC sürücülerin rejeneratif frenlemesinde yaşamaya devam ediyor.
Sık sorulan sorular
- Şönt jeneratör neden gerilim oluşturamaz?
- Dört neden yaygındır: artık mıknatısiyet yoktur, alan ters bağlıdır ve akımı artık akıyı siler, alan direnci kritik değerin üzerindedir veya hız kritik hızın altındadır. Simülatörde her birini deneyin: uyarı nedeni söyler ve gerilim oluşma grafiği artık gerilimde düz kalır.
- DC jeneratörün kritik alan direnci nedir?
- Boşta eğrisinin orijindeki eğimidir; birimi alan akımının amperi başına volttur. Bu eğimden dik bir alan direnç doğrusu, sıfır civarı dışında eğriyi hiç kesmez ve gerilim artık değerde kalır. Eğim hızla orantılıdır; düşük hız kritik direnci düşürür ve verilen bir alan devresi için kritik hızı yükseltir.
- Farklı DC jeneratörlerde gerilim yükle nasıl değişir?
- Ayrı uyartımlı jeneratörde armatür direnci ve armatür reaksiyonu yüzünden hafifçe düşer. Şönt jeneratör daha çok düşer ve ağır aşırı yükte çökebilir. Seri jeneratör artık değerin yakınında başlar ve yükle yükselir; kompunt jeneratör neredeyse sabittir. Simülatörde bağlantıyı değiştirip yük karakteristiklerini grafikte karşılaştırın.