Τι είναι Αυτοεκταραγμένοι DC Γεννήτριες;

Τι είναι Αυτοεκταραγμένοι DC Γεννήτριες;

Αυτοεκταραγμένη DC γεννήτρια

Μια σύγχρονη DC γεννήτρια με κατανεμητικό πλάκα είναι αυτοεκταραγμένη γεννήτρια, η οποία ξεκινά με την αρχική ροή στον κατανεμητικό πλάκα. Όταν η γεννήτρια είναι ανενεργή, δημιουργείται μικρή μαγνητική δύναμη στον στρόφινο, η οποία επικαλύπτει ηλεκτροκινητική δύναμη στον αντιστρόφινο και, ως αποτέλεσμα, δημιουργεί ροή στα πεδία πλάκων. Αρχικά, το αδύναμο μαγνητικό πεδίο παράγει μικρή ροή στον πλάκα, αλλά για να διατηρηθεί η αυτοεκτάραξη, η επιπλέον μαγνητική φλούξη αυξάνει την ηλεκτροκινητική δύναμη στον στρόφινο, έτσι η τάση αυξάνεται συνεχώς μέχρι η μηχανή να φορτωθεί πλήρως.

Μηχανισμός λειτουργίας

Μια μικρή ποσότητα μαγνητισμού διατηρείται στον στρόφινο. Αυτό το υπόλοιπο μαγνητικό πεδίο στον κύριο πόλο επικαλύπτει ηλεκτροκινητική δύναμη στον πλάκα του στατόρα, η οποία παράγει μια αρχική ροή στον πλάκα του πεδίου.

Η μικρή ροή που διαρρέει τον πλάκα ενισχύει το μαγνητικό πεδίο. Ως αποτέλεσμα, η εξόδος τάσης και η ροή πεδίου αυξάνονται. Αυτός ο κύκλος συνεχίζεται μέχρι η ηλεκτροκινητική δύναμη στον αντιστρόφινο να ξεπεράσει την πτώση τάσης στα δύο άκρα του πλάκα του πεδίου. Ωστόσο, μετά το επίτευγμα μιας συγκεκριμένης επιπέδου, ο πόλος του πεδίου φθάνει σε κατάσταση κορύφωσης, στην οποία προκύπτει ηλεκτρική ισορροπία, η ηλεκτροκινητική δύναμη του αντιστρόφινου δεν αυξάνεται πλέον και η ροή δεν αυξάνεται. Η αντίσταση του πλάκα του πεδίου έχει μια συγκεκριμένη σταθερή τιμή, στην οποία μπορεί να επιτευχθεί η αυτοεκτάραξη. Αυτή η τιμή αντίστασης μπορεί να μεταβάλλεται ανάλογα με τα ηλεκτρικά παράμετρα της γεννήτριας.

Τύπος DC γεννήτριας

Οι DC γεννήτριες χωρίζονται κυρίως σε σειριακά πλάκια, παράλληλα πλάκια και συνδυασμένα πλάκια, κάθε πλάκιο έχει διαφορετική διάταξη κατανεμητικών και χαρακτηριστικά ρύθμισης τάσης.

Σειριακά Πλάκια Γεννήτριες

Στις γεννήτριες με σειριακά πλάκια, τα πλάκια πεδίου και αντιστρόφινο είναι συνδεδεμένα σε σειρά, επιτρέποντας τη ροή ρεύματος μέσω του εξωτερικού κύκλου και των πλάκων. Το πλάκιο πεδίου έχει χαμηλή αντίσταση και αποτελείται από λίγες επαναλήψεις παχύ χαλίνου, οι οποίες αυξάνουν τη ροή ρεύματος όσο μειώνεται η αντίσταση φορτίου.

Ως αποτέλεσμα, το μαγνητικό πεδίο και η εξόδος τάσης αυξάνονται στον κύκλο. Σε αυτόν τον τύπο γεννήτριας, η εξόδος τάσης μεταβάλλεται άμεσα με την ροή ρεύματος του φορτίου, το οποίο δεν είναι απαραίτητο σε περισσότερες εφαρμογές. Λόγω αυτού, αυτοί οι τύποι γεννήτριες χρησιμοποιούνται σπάνια.

Παράλληλα Πλάκια DC Γεννήτριες

Στις γεννήτριες με παράλληλα πλάκια, το πλάκιο πεδίου είναι συνδεδεμένο παράλληλα με τον αντιστρόφινο, διατηρώντας σταθερή τάση στον κύκλο. Το πλάκιο πεδίου έχει πολλές επαναλήψεις για να επιτευχθεί υψηλή αντίσταση, περιορίζοντας τη ροή ρεύματος που διαρρέει και κατευθύνοντας το υπόλοιπο στο φορτίο.

Στις γεννήτριες με παράλληλα πλάκια, καθώς είναι συνδεδεμένα παράλληλα, η ροή ρεύματος στις παράλληλες κλάδοι είναι ανεξάρτητη. Επομένως, η εξόδος τάσης είναι σχεδόν σταθερή και αν μεταβάλλεται, τότε μεταβάλλεται αντίστροφα σε σχέση με τη ροή ρεύματος του φορτίου. Αυτό οφείλεται στην πτώση τάσης όταν η αντίσταση του αντιστρόφινου αυξάνεται. 

Συνδυασμένη Πλάκια Γεννήτρια

Η συνδυασμένη πλάκια γεννήτρια είναι προηγμένη εκδοχή των γεννήτριων με σειριακά πλάκια και παράλληλα πλάκια. Ο μηχανισμός λειτουργίας της γεννήτριας είναι συνδυασμός των δύο τύπων, έτσι ώστε να επικρατεί στις αδυναμίες των δύο. Έχει και τα δύο τύπους πλάκων: σειριακό πεδίο και παράλληλο πεδίο. Με βάση τη σύνδεσή τους, οι συνδυασμένες πλάκια γεννήτριες είναι δύο τύπους- μικρή παράλληλη συνδυασμένη γεννήτρια και μεγάλη παράλληλη συνδυασμένη γεννήτρια.

 Μεγάλη Παράλληλη Συνδυασμένη Γεννήτρια

Εδώ το παράλληλο πεδίο πλάκιο είναι συνδεδεμένο παράλληλα με τον αντιστρόφινο όπως φαίνεται στο σχήμα. Το σειριακό πλάκιο είναι στη συνέχεια συνδεδεμένο σε σειρά.

 Μικρή Παράλληλη Συνδυασμένη Γεννήτρια

Εδώ το παράλληλο πεδίο πλάκιο είναι συνδεδεμένο παράλληλα με τον αντιστρόφινο όπως φαίνεται στο σχήμα. Το σειριακό πλάκιο είναι στη συνέχεια συνδεδεμένο σε σειρά.

Πλεονεκτήματα της Συνδυασμένης DC Γεννήτριας

Στη συνδυασμένη γεννήτρια, η τάση του αντιστρόφινου μειώνεται αυτόματα, όταν η ροή ρεύματος του φορτίου αυξάνεται, λόγω του οποίου το μαγνητικό πεδίο που παράγεται από το παράλληλο πλάκιο μειώνεται. Αλλά η ίδια αύξηση της ροής ρεύματος του φορτίου που διαρρέει το σειριακό πλάκιο προκαλεί αύξηση του μαγνητικού πεδίου. Έτσι, η μείωση του μαγνητικού πεδίου στο παράλληλο πεδίο αντισταθμίζεται από την αύξηση του μαγνητικού πεδίου στο σειριακό πεδίο. Με αυτόν τον τρόπο, η εξόδος τάσης παραμένει σταθερή, όπως φαίνεται στο σχήμα.

 Κοινωνική και Διαφορική Συνδυασμένη DC Γεννήτρια

Επειδή η συνδυασμένη πλάκια γεννήτρια έχει και τα δύο πεδία- παράλληλο πεδίο και σειριακό πεδίο, ο συνδυασμός τους κάνει μεγάλη διαφορά. Όταν το σειριακό πεδίο βοηθά το παράλληλο πεδίο, ο επίδρασή τους είναι μεγαλύτερη και λέγεται ότι είναι κοινωνικά συνδυασμένη. Από την άλλη, αν το σειριακό πεδίο αντιτίθεται στο παράλληλο πεδίο, τότε η επίδρασή τους είναι μικρότερη και λέγεται ότι είναι διαφορική συνδυασμένη γεννήτρια.