Jeneratörler

Jeneratörler, diğer enerji türlerini elektrik enerjisine dönüştüren cihazlardır. Jeneratör, 1832 yılında Fransız Bixi tarafından icat edildi.

Bir jeneratör, bir rotor ve bir statordan oluşur. Rotor, statorun merkez boşluğunda bulunur. Rotor üzerinde manyetik alan oluşturmak için manyetik kutuplar bulunur. Tahrik mekanizması rotoru döndürdükçe mekanik enerji aktarılır. Rotorun manyetik kutupları rotorla birlikte yüksek hızda döner ve bu da manyetik alanın stator sargısıyla etkileşime girmesine neden olur. Bu etkileşim, manyetik alanın stator sargısının iletkenlerini keserek indüklenen bir elektromotor kuvveti oluşturmasına ve böylece mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesine neden olur. Jeneratörler, endüstriyel ve tarımsal üretimde, milli savunmada, bilim ve teknolojide ve günlük yaşamda yaygın olarak kullanılan DC jeneratörler ve AC jeneratörler olarak ikiye ayrılır.

Yapısal parametreler

Jeneratörler genellikle stator, rotor, uç kapakları ve yataklardan oluşur.

Stator, stator çekirdeği, tel sargıları, çerçeve ve bu parçaları sabitleyen diğer yapısal parçalardan oluşur.

Rotor, rotor çekirdeği (veya manyetik kutup, manyetik bobin), sargı, koruma halkası, merkez halkası, kayar halka, fan ve rotor mili ve diğer bileşenlerden oluşur.

Jeneratörün stator ve rotoru yataklar ve uç kapakları ile birbirine bağlanıp monte edilir, böylece rotor stator içinde döner ve kuvvetin manyetik hatlarını kesme hareketini yapar, böylece indüklenen elektrik potansiyeli oluşur, bu potansiyel terminaller aracılığıyla dışarıya iletilir ve devreye bağlanır ve ardından elektrik akımı üretilir.

İşlevsel Özellikler

Senkron jeneratör performansı, esas olarak yüksüz ve yüksüz çalışma özellikleriyle belirlenir. Bu özellikler, kullanıcıların jeneratör seçiminde önemli bir temel oluşturur.

Yüksüz Karakterizasyonu:Bir jeneratör yüksüz çalıştığında, armatür akımı sıfırdır; bu durum açık devre çalışması olarak bilinir. Bu sırada, motor statorunun üç fazlı sargısı yalnızca uyarma akımı If tarafından indüklenen yüksüz elektromotor kuvveti E0'a (üç fazlı simetri) sahiptir ve büyüklüğü If'nin artmasıyla artar. Ancak, motor manyetik devre çekirdeği doymuş olduğundan, ikisi orantılı değildir. Yüksüz elektromotor kuvveti E0 ile uyarma akımı If arasındaki ilişkiyi yansıtan eğriye senkron jeneratörün yüksüz karakteristiği denir.

Armatür reaksiyonu:Bir jeneratör simetrik bir yüke bağlandığında, armatür sargısındaki üç fazlı akım, armatür reaksiyon alanı adı verilen başka bir dönen manyetik alan oluşturur. Hızı rotor hızına eşittir ve ikisi senkronize olarak döner.

Her iki senkron jeneratörün armatür reaktif alanı ve rotor uyarma alanının, sinüzoidal bir yasaya göre dağıldığı varsayılabilir. Uzamsal faz farkları, yüksüz elektromotor kuvveti E0 ile armatür akımı I arasındaki zaman faz farkına bağlıdır. Ayrıca, armatür reaksiyon alanı da yük koşullarıyla ilişkilidir. Jeneratör yükü endüktif olduğunda, armatür reaksiyon alanı mıknatıslanmayı giderici bir etkiye sahip olur ve bu da jeneratör voltajında ​​bir düşüşe yol açar. Tersine, yük kapasitif olduğunda ise armatür reaksiyon alanı mıknatıslanma etkisine sahip olur ve bu da jeneratörün çıkış voltajını artırır.

Yük çalışma özellikleri:Esas olarak dış karakteristikler ve ayar karakteristiklerini ifade eder. Dış karakteristik, sabit nominal hız, uyarma akımı ve yük güç faktörü verildiğinde, jeneratör terminal gerilimi U ile yük akımı I arasındaki ilişkiyi tanımlar. Ayar karakteristiği ise sabit nominal hız, terminal gerilimi ve yük güç faktörü verildiğinde, uyarma akımı If ile yük akımı I arasındaki ilişkiyi tanımlar.

Senkron jeneratörlerin gerilim değişim oranı yaklaşık %20-40'tır. Tipik endüstriyel ve evsel yükler nispeten sabit bir gerilim gerektirir. Bu nedenle, yük akımı arttıkça uyarma akımı da buna göre ayarlanmalıdır. Regülasyon karakteristiğinin değişim eğilimi harici karakteristiğin tersi olsa da, endüktif ve salt rezistif yüklerde artarken, kapasitif yüklerde genellikle azalır.

Çalışma Prensibi

Dizel Jeneratör

Dizel motor, dizel yakıtından gelen enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir jeneratörü çalıştırır. Dizel motorun silindirinin içinde, hava filtresi tarafından filtrelenen temiz hava, yakıt enjektörü tarafından enjekte edilen yüksek basınçlı atomize dizel yakıtıyla iyice karışır. Piston yukarı doğru hareket ederek karışımı sıkıştırırken, hacmi azalır ve sıcaklığı dizel yakıtının tutuşma noktasına ulaşana kadar hızla yükselir. Bu, dizel yakıtını tutuşturarak karışımın şiddetle yanmasına neden olur. Gazların hızla genleşmesi, pistonu aşağı doğru iter; bu süreç "iş" olarak bilinir.

Benzinli Jeneratör

Benzinli bir motor, jeneratörü çalıştırarak benzinin kimyasal enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür. Benzinli bir motorun silindiri içinde, yakıt ve hava karışımı hızla yanarak hacimde hızlı bir genişlemeye neden olur ve pistonu aşağı doğru iterek iş yapar.

Hem dizel hem de benzinli jeneratörlerde, her silindir belirli bir düzende ve sırayla çalışır. Pistona uygulanan kuvvet, biyel kolu tarafından dönme kuvvetine dönüştürülür ve bu da krank milini döndürür. Güç motorunun krank miliyle eş eksenli olarak monte edilmiş fırçasız senkron bir AC jeneratör, motorun dönüşünün jeneratör rotorunu döndürmesini sağlar. Elektromanyetik indüksiyon prensibine dayanan jeneratör, indüklenmiş bir elektromotor kuvveti üreterek kapalı bir yük devresinden akım üretir.