מה הם מנועי הזרם הישר הממריצים את עצמם?

מהן גנרטורות DC ממריצות עצמית?

גנרטורת DC ממריצה עצמית

גנרטורת DC מודרנית עם סליל ממריץ היא גנרטורת ממריצה עצמית, שמתחילה עם הזרם ההתחלתי בסליל הממריץ. כאשר הגנרטור כבוי, כוח מגנטי קטן נוצר בברזל הרוטור, מה שמשתלט על כוח חשמלי במגנט והופך לזרם בשיברי השדה. בהתחלה, השדה המגנטי החלש מייצר זרם קטן בסליל, אך כדי לשמור על ממריצות עצמית, השדה המגנטי הנוסף מגביר את כוח החשמל ברוטור, כך שהמתח מתגבר עד שהמכונה מוכנה לחלוטין.

מנגנון פעולה

כמות קטנה של מגנטיזם נשמרת בברזל הרוטור. השדה המגנטי השאריותי בפול האדום העיקרי משאיף כוח חשמלי בסליל הסטטור, מה שמייצר זרם התחלתי בשיברי השדה.

הזרם הקטן הזורם דרך הסליל מגביר את השדה המגנטי. כתוצאה מכך, הפלט המתח והזרם בשדה גדלים. מחזור זה ממשיך עד שהכוח החשמלי במגנט עולה על ירידת המתח בשני קצות הסליל הממריץ. עם זאת, אחרי הגעה לרמה מסוימת, הפול האדום מגיע לשיאו, בו מתקבל שיווי משקל חשמלי, והכוח החשמלי במגנט לא גדל יותר, והזרם אינו גדל. התנגדות הסליל הממריץ יש לה ערך קבוע מסוים, בו ניתן להשיג ממריצות עצמית. ערך התנגדות זה עשוי להשתנות בהתאם לפרמטרים החשמליים של הגנרטור.

סוגי גנרטורות DC

גנרטורות DC מתחלקות בעיקר לסיבובי טור, סיבובי מקביל וסיבובי תערובת, כל סוג יש לו תכונות סידור סליל ורגולציה מתח שונות.

גנרטורות מסיבוב טור

בגנרטורות מסיבוב טור, הסליל השדה והסליל המגנט מחוברים בטור, מאפשרים זרם לזרום הן דרך המעגל החיצוני והן דרך הסלילים. הסליל השדה יש לו התנגדות נמוכה מורכב ממספר סיבובים של חוט עבה, המגביר זרם ככל שהתנגדות העומס יורדת.

כתוצאה מכך השדה המגנטי והמתח המוצא עולים במעגל. בגנרטור כזה, המתח המוצא משתנה באופן ישיר בהתאם לזרם העומס, מה שאינו נדרש ברוב היישומים. בשל כך, גנרטורות כאלה נדירות בשימוש.

גנרטורות מסיבוב מקביל DC

בגנרטורות מסיבוב מקביל, הסליל השדה מחובר במקביל למגנט, ושומר על מתח אחיד לאורך המעגל. הסליל השדה כולל מספר גדול של סיבובים כדי להשיג התנגדות גבוהה, המגבילה את הזרם העובר דרכו ומפנות את השאר לעומס.

בגנרטור מסיבוב מקביל, מכיוון שהם מחוברים במקביל, הזרמים במחיצות מקבילות הם בלתי תלויים אחד בשני. לכן, המתח המוצא כמעט קבוע ואם הוא משתנה אז הוא משתנה באופן הפוך בהתאם לזרם העומס. זה בגלל ירידת המתח ככל שהתנגדות המגנט עולה. 

גנרטור מסיבוב תערובת

גנרטור מסיבוב תערובת הוא גרסה מתקדמת של גנרטור מסיבוב טור וגנרטור מסיבוב מקביל. עקרון העבודה של הגנרטור הוא שילוב של שני סוגי כך שהוא מנצח על חסרונות שניהם. יש לו שני סוגי סליל; סליל שדה טורי וסליל שדה מקביל. בהתאם לקשר שלהם, גנרטורים מסיבוב תערובת הם שני סוגים- גנרטור תערובת קצר וגנרטור תערובת ארוך.

 גנרטור תערובת ארוך

כאן הסליל השדה מקביל מחובר במקביל למגנט בלבד כפי שמוצג בתמונה. סליל הטור מחובר אז בטור.

 גנרטור תערובת קצר

כאן הסליל השדה מקביל מחובר במקביל למגנט בלבד כפי שמוצג בתמונה. סליל הטור מחובר אז בטור.

יתרונות של גנרטור DC תערובת

בגנרטור תערובת, המתח במגנט יורד אוטומטית כשהזרם העומס עולה, עקב כך השדה המגנטי שנוצר על ידי הסליל מקביל יורד. אבל אותו עלייה בזרם העומס עובר דרך הסליל הטורי גורמת לעלייה בשדה המגנטי. כך ההקטנה בשדה המגנטי בסליל מקביל מתוקנת על ידי עלייה בשדה המגנטי בסליל טורי. בדרך זו, המתח המוצא נשאר קבוע כפי שמוצג בתמונה.

 גנרטור DC תערובת קומוטטיבי ודיפרנציאלי

כאשר גנרטור מסיבוב תערובת יש לו שני סוגי שדות- שדה מקביל ושדה טורי, שילובם עושה הרבה הבדל. כששדה הטורי עוזר לשדה המקבילי, השפעתם גדולה יותר ואומרים שזהו גנרטור מסיבוב תערובת קומוטטיבי. לעומת זאת, אם שדה הטורי מתנגד לשדה המקבילי, אז השפעתם קטנה יותר ואומרים שזהו גנרטור מסיבוב תערובת דיפרנציאלי.