DC Jeneratörün Yapısı

DC jeneratör tanımı

Bir DC jeneratörü, mekanik enerjiyi doğrudan akım (DC) elektrik enerjisine dönüştüren bir elektrik cihazı olarak tanımlanır. Elektromanyetik indüksiyon prensibine göre çalışır, yani bir iletken manyetik bir alanda geçtiğinde, iletken içinde bir potansiyel fark oluşturur ve bu, kapalı bir devreye bağlanırsa, akımın akmasına neden olur.

DC jeneratörün yapısı

Yoke (Kafes)

Yoke genellikle jeneratörün boyutu ve ağırlığına bağlı olarak dökme demir veya dökme çeliğden yapılmıştır.

Yoke kullanımı

Jeneratörün manyetik kutuplarını yerinde tutar ve makine için koruyucu bir kılıf görevi görür.

Alan sarımından üretilen manyetik akıyı taşır.

Manyetik kutuplar ve alan sarmaları

Manyetik kutuplar ve alan sarmaları, DC jeneratöründe ana manyetik alanı oluşturan sabit bileşenlerdir. Yoke'nin iç ve dışına monte edilirler.

Dikey çubuk, levhalı çelik veya katı dökme demir veya çelikten yapılır. Levhalaşma, manyetik kutuplarda dönen akım kaybını azaltır. Kutuplar dışa doğru çıkıntı yapar, yani yoke'den içeriye doğru uzanırlar.

Armatur

Armatur, DC jeneratörünün dönen kısmıdır ve manyetik alanda elektromotiv kuvvetin induklendiği armatur sarmasını taşır. Kutuplar arasında dönen bir şaft üzerine monte edilir.

Armatur çekirdeği, dış yüzeyinde kanalları olan levhalı çelikten yapılmıştır. Bu kanallar, armatur iletkilerini birbirinden ve çekirdekten yalıtlamak için kullanılır. Levhalaşma, çekirdekteki dönen akım kaybını azaltır.

Armatur sarması, yalıtılmış bakır tel veya banttan oluşan birkaç bobinin belirli bir desende bağlantısıyla oluşturulur. Armatur sarmasının iki türü vardır: lap sarması ve dalga sarması.

Lap sarması: Bu tür sarmada, her bobin ucundan biri komütatör segmentine ve aynı tarafındaki diğer bir bobin ucuna bağlanır.

Dalga sarması: Bu tür sarmada, her bobin ucundan biri, komütatör segmentinden bir kutup mesafesi uzaklıktaki komütatör segmentine ve diğer tarafındaki diğer bir bobin ucuna bağlanır.

Komütatör

Komütatör, armatur sarmasında induklanan AC elektromotiv kuvveti yük terminalinin her iki ucunda DC gerilime dönüştüren mekanik bir cihazdır. DC güç üretimi için bir diod gibi davranır.

Komütatör, birbirinden ve şafttan mika sayfalarla yalıtılmış sert çekilmiş veya düşürülmüş bakır parçacıklardan oluşur. Her segment, bir yükseltici veya bağlayıcı aracılığıyla armatur iletkisine bağlanır.

Komütatör segmentleri, şaft üzerinde silindirik şeklinde düzenlenir ve şaftla birlikte döner. Segmentlerin sayısı, armatur sarmasındaki bobin sayısına bağlıdır.

Elektrik fırçası

Fırçalar, komütatör segmentinden akımı toplayıp dış devreye ileten karbon veya grafit bloklardan yapılmıştır. Ayrıca, jeneratörün sabit ve dönen kısımları arasında elektriksel temas sağlar.

Fırçalar, yoke'ye veya yatağa takılan dikdörtgen kutular olan fırça kollarında konumlandırılır. Fırça kolu, fırçayı komütatöre uygun basınçla bastırmak için bir yay içerir. Fırça, armatur iletkisinde induklanan elektromotiv kuvvet yönünü değiştirdiği noktaya yerleştirilmelidir. Bu noktalara tarafsız bölgeler veya geometrik tarafsız eksen (GNA) denir.

Yatak

Yataklar, jeneratörün dönen şaftını desteklemek ve şaft ile sabit bileşenler arasındaki sürtünmeyi azaltmak için kullanılır. Ayrıca, şaftın düzgün ve eşit bir şekilde dönmeye izin verir.

Küçük jeneratörler için, düşük sürtünme ve yüksek verimlilik sağlayan yuvarlak yataklar kullanılır. Büyük jeneratörler için, ağır yükleri ve şokları dayanabilen rulman yataklar kullanılır.

Yatakların düzgün çalışması ve jeneratörün uzun ömürlülüğü için uygun şekilde yağlanması gerekmektedir. Yağlama, yağ halkaları, yağ banyoları, yağ kâseleri veya zorlanmış yağlama sistemleri aracılığıyla yapılabilir.

Çalışma prensibi

Armatur, manyetik bir alanda döndüğünde, Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasına göre iletkide elektromotiv kuvvet induklanır.

DC jeneratörünün türleri

Dıştetik DC jeneratörü: Bu türde, manyetizasyon bobini, pil veya başka bir DC jeneratör gibi bağımsız bir dış DC güç kaynağı tarafından tetiklenir.

Kenditetik DC jeneratörü: Bu türde, manyetizasyon bobini, ilk manyetizasyon sonradan kalıcı manyetizma aracılığıyla kendi ürettiği voltajla tetiklenir. Üç alt tipi vardır: seri sarım, bölünmüş sarım ve karma sarım.

Kalıcı manyetli DC jeneratörü: Bu türde, manyetik alan bobini yoktur, ancak sürekli manyetik akıyı sağlayan bir kalıcı manyet vardır.

Uygulamalar

• Araba, inverter ve güneş paneli bataryalarını şarj etmek.

• Elektrikli arabalar, trenler ve vinçler için traksiyon motorlarını beslemek.

• Ekipman ve elektrolitik süreçler için ark kaynağı, elektrotavlama cihazları ve güç sağlama.

• AC iletimin mümkün veya ekonomik olmadığı uzak bölgelere güç sağlama.

• AC makineleri ve devrelerin test edilmesi için güç sağlama.

Sonuç

DC jeneratör, elektromanyetik indüksiyon yoluyla mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmenin önemli bir cihazıdır. Yoke, kutup, alan sarımı, armatur, komütatör, fırça ve yatak gibi birçok bileşeni vardır ve bu bileşenler birlikte doğrudan akım üretir. DC jeneratörleri, manyetizasyon yöntemlerine göre farklı türler halinde ayrılabilir. DC jeneratörleri, batarya şarjı, traksiyon, kaynak, elektrotavlama, elektroliz ve uzak güç sağlama dahil olmak üzere çeşitli alanlarda çeşitli uygulamaları vardır.