چه چیزی خود تحریک شونده دی سی ژنراتورها هستند
چه هستند ژنراتورهای دی‌سی خودانگیز?
ژنراتور دی‌سی خودانگیز
یک ژنراتور دی‌سی مدرن با سیم پیچ تحریک، یک ژنراتور خودانگیز است که با جریان اولیه در سیم پیچ تحریک شروع می‌شود. وقتی ژنراتور خاموش می‌شود، نیروی مغناطیسی کوچکی در آهن روتور ایجاد می‌شود که الکتروموتنسیتی در آرماتور و بنابراین جریانی در سیم‌پیچ‌های میدان ایجاد می‌کند. در ابتدا، میدان مغناطیسی ضعیف جریان کوچکی در سیم پیچ ایجاد می‌کند، اما برای حفظ خودانگیزی، فلکس مغناطیسی اضافی الکتروموتنسیتی در روتور را افزایش می‌دهد، بنابراین ولتاژ به طور مداوم افزایش می‌یابد تا ماشین به طور کامل بارگیری شود.
مکانیزم عملکرد
مقدار کمی مغناطیسی در آهن روتور باقی می‌ماند. این میدان مغناطیسی باقی‌مانده در قطب اصلی الکتروموتنسیتی در سیم پیچ استاتور را القا می‌کند که جریان اولیه‌ای در سیم‌پیچ میدان ایجاد می‌کند.
جریان کوچکی که از طریق سیم پیچ می‌گذرد میدان مغناطیسی را تقویت می‌کند. به عنوان نتیجه، خروجی ولتاژ و جریان میدان افزایش می‌یابد. این چرخه تا زمانی ادامه دارد که الکتروموتنسیتی در آرماتور بیشتر از کاهش ولتاژ در دو سر سیم پیچ تحریک شود. با این حال، پس از رسیدن به سطح خاصی، قطب میدان اشباع می‌شود، در این نقطه تعادل الکتریکی برقرار می‌شود، الکتروموتنسیتی آرماتور دیگر افزایش نمی‌یابد و جریان نیز افزایش نمی‌یابد. مقاومت سیم‌پیچ تحریک دارای مقدار ثابتی است که خودانگیزی را ممکن می‌سازد. این مقدار مقاومت ممکن است بر اساس پارامترهای الکتریکی ژنراتور متفاوت باشد.
نوع ژنراتور دی‌سی
ژنراتورهای دی‌سی عمدتاً به سه نوع تقسیم می‌شوند: سیم‌پیچ سری، سیم‌پیچ موازی و سیم‌پیچ ترکیبی، هر سیم‌پیچ دارای ترتیب متفاوتی از سیم‌پیچ‌ها و ویژگی‌های تنظیم ولتاژ است.
ژنراتورهای سیم‌پیچ سری
در ژنراتورهای سیم‌پیچ سری، سیم‌پیچ میدان و سیم‌پیچ آرماتور به صورت سری متصل می‌شوند، که اجازه می‌دهد جریان از طریق مدار خارجی و سیم‌پیچ‌ها حرکت کند. سیم پیچ میدان دارای مقاومت کم و شامل چند دور سیم ضخیم است که با کاهش مقاومت بار، جریان را افزایش می‌دهد.
به عنوان نتیجه میدان مغناطیسی و ولتاژ خروجی در مدار افزایش می‌یابد. در این نوع ژنراتور، ولتاژ خروجی مستقیماً با جریان بار تغییر می‌کند که در بیشتر کاربردها لازم نیست. به این دلیل، این نوع ژنراتورها به ندرت استفاده می‌شوند.
ژنراتورهای دی‌سی سیم‌پیچ موازی
در ژنراتورهای سیم‌پیچ موازی، سیم‌پیچ میدان به صورت موازی با آرماتور متصل می‌شود و ولتاژ ثابتی در مدار حفظ می‌کند. سیم پیچ میدان دارای تعداد زیادی دور برای دستیابی به مقاومت بالا است که جریان عبوری از آن را محدود می‌کند و بقیه جریان را به بار هدایت می‌کند.
در ژنراتور سیم‌پیچ موازی، چون به صورت موازی متصل می‌شوند، جریان در شاخه‌های موازی از هم مستقل است. بنابراین، ولتاژ خروجی تقریباً ثابت است و اگر تغییر کند، به صورت معکوس با جریان بار تغییر می‌کند. این به دلیل کاهش ولتاژ با افزایش مقاومت آرماتور است.
ژنراتور سیم‌پیچ ترکیبی
ژنراتور سیم‌پیچ ترکیبی نسخه پیشرفته‌ای از ژنراتور سیم‌پیچ سری و ژنراتور سیم‌پیچ موازی است. اصل کار ژنراتور ترکیبی از دو نوع است که مزایای هر دو را ترکیب می‌کند. این ژنراتور هر دو نوع سیم‌پیچ را دارد: سیم‌پیچ سری و سیم‌پیچ موازی. بر اساس اتصال آنها، ژنراتورهای سیم‌پیچ ترکیبی به دو نوع تقسیم می‌شوند: ژنراتور سیم‌پیچ ترکیبی کوتاه و ژنراتور سیم‌پیچ ترکیبی بلند.
ژنراتور سیم‌پیچ ترکیبی بلند
در اینجا سیم‌پیچ میدان موازی فقط به آرماتور متصل می‌شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است. سیم‌پیچ سری سپس به صورت سری متصل می‌شود.
ژنراتور سیم‌پیچ ترکیبی کوتاه
در اینجا سیم‌پیچ میدان موازی فقط به آرماتور متصل می‌شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است. سیم‌پیچ سری سپس به صورت سری متصل می‌شود.
مزایای ژنراتور دی‌سی ترکیبی
در ژنراتور ترکیبی، ولتاژ آرماتور به طور خودکار کاهش می‌یابد، وقتی جریان بار افزایش می‌یابد، به دلیل کاهش میدان مغناطیسی تولید شده توسط سیم‌پیچ موازی. اما افزایش جریان بار در سیم‌پیچ سری باعث افزایش میدان مغناطیسی می‌شود. بنابراین کاهش میدان مغناطیسی در سیم‌پیچ موازی با افزایش میدان مغناطیسی در سیم‌پیچ سری جبران می‌شود. به این ترتیب، ولتاژ خروجی ثابت می‌ماند، همانطور که در شکل نشان داده شده است.
ژنراتور دی‌سی ترکیبی جمعی و دیفرانسیل
چون ژنراتور سیم‌پیچ ترکیبی هر دو نوع سیم‌پیچ را دارد - سیم‌پیچ موازی و سیم‌پیچ سری، ترکیب آنها تفاوت‌های زیادی ایجاد می‌کند. وقتی سیم‌پیچ سری به سیم‌پیچ موازی کمک می‌کند، تأثیر آنها بیشتر است و به آن ژنراتور سیم‌پیچ ترکیبی جمعی گفته می‌شود. از طرف دیگر، اگر سیم‌پیچ سری با سیم‌پیچ موازی مخالفت کند، تأثیر آنها کمتر است و به آن ژنراتور سیم‌پیچ ترکیبی دیفرانسیل گفته می‌شود.
