Mik a saját felüemelésű DC generátorok?
Mik az önállóan felkobzott DC generátor?
Önállóan felkobzott DC generátor
Egy modern DC generátor, amely felkobzó tekercsét tartalmaz, önállóan felkobzott generátornak számít, ami a kezdeti árammal indítja el a felkobzó tekercset. Amikor a generátort kikapcsolják, a rotorvasban kis mágneses erő jön létre, ami elektromos erőt indukál az armatúrban, és így áramot generál a mezőtekercsekben. Kezdetben a gyenge mágneses mező kis áramot hoz létre a tekercsben, de ahhoz, hogy fenntartsa az önálló felkobzást, a további mágneses flukus növeli az elektromos erőt a rotorból, ezért folyamatosan nő a feszültség, amíg a gép teljesen terhelés alatt nem áll.
Működési mechanizmus
A rotorvasban egy kis mennyiségű mágnezes marad. Ez a reziduális mágneses mező a fő pólusban elektromos erőt indukál a státortekecseben, ami kezdeti áramot generál a mezőtekercsekben.
A tekercsön áramló kis áram megerősíti a mágneses mezőt. Ennek eredményeképpen a feszültség kimenete és a mezőáram nő. Ez a ciklus addig folytatódik, amíg az armatúrban lévő elektromos erő meghaladja a felkobzó tekercsek végén lévő feszültségcsökkenést. Azonban egy bizonyos szinten a mezőpólus szenvedi meg a telítést, ekkor elérik az elektrikus egyensúlyt, az armatúr elektromos erője már nem nő, és az áram sem nő. A felkobzó tekercs ellenállása egy bizonyos rögzített értékkel rendelkezik, amely lehetővé teszi az önálló felkobzást. Ez az ellenállás értéke változhat a generátor elektrikai paramétereinek megfelelően.
DC generátor típusai
A DC generátorok főleg soros tekercs, párhuzamos tekercs és kombinált tekercs szerkezetűek, mindegyiknek különböző tekercsrendszere és feszültség-szabályozási jellemvonása van.
Soros tekercsű generátorok
A soros tekercsű generátorokban a mező- és armatúrtekercs sorosan van összekötve, ami lehetővé teszi, hogy az áram mind az külső áramkörön, mind a tekercseken áthaladjon. A mezőtekercs alacsony ellenállású, és néhány tekerccsel, vastag drótban van megvalósítva, ami növeli az áramot, ahogy a terhelés ellenállása csökken.
Eredményül a mágneses mező és a kimeneti feszültség növekszik az áramkörben. Ilyen típusú generátorokban a kimeneti feszültség közvetlenül arányos a terhelési árral, ami a legtöbb alkalmazásban nem kívánatos. Ezért ilyen típusú generátorok ritkán használatosak.
Párhuzamos tekercsű DC generátorok
A párhuzamos tekercsű generátorokban a mezőtekercs párhuzamosan van összekötve az armatúrral, ami konzisztens feszültséget tart fenn az áramkörben. A mezőtekercs sok tekercsét használja, hogy magas ellenállást érjen, korlátozza az átlépő áramot, és a többit a terhelésre irányítja.
A párhuzamos tekercsű generátorokban, mivel párhuzamosan vannak összekötve, a párhuzamos ágakban áramló áramok függetlenek egymástól. Így a kimeneti feszültség majdnem állandó, és ha változik, akkor fordítottan arányos a terhelési árral. Ez az armatúr ellenállásának növekedése miatti feszültségcsökkenés miatt történik.
Kombinált tekercsű generátor
A kombinált tekercsű generátor a soros tekercsű és a párhuzamos tekercsű generátor fejlett verziója. A generátor működési elvét a két típus kombinációja jelenti, így orvosolja mindkét típus hátrányait. Mindkét típus tekercsét tartalmazza: soros mező- és párhuzamos mezőtekercset. Kapcsolatuk alapján a kombinált tekercsű generátorok két típusúak: rövid párhuzamos kombinált generátor és hosszú párhuzamos kombinált generátor.
Hosszú párhuzamos kombinált generátor
Itt a párhuzamos mezőtekercs csak az armatúrral párhuzamosan van összekötve, ahogyan az ábrán látható. A soros tekercs pedig sorosan van csatlakoztatva.
Rövid párhuzamos kombinált generátor
Itt a párhuzamos mezőtekercs csak az armatúrral párhuzamosan van összekötve, ahogyan az ábrán látható. A soros tekercs pedig sorosan van csatlakoztatva.
A kombinált DC generátor előnyei
A kombinált generátorban az armatúr feszültsége automatikusan csökken, amikor a terhelési áram növekszik, mivel a párhuzamos tekercs által létrehozott mágneses mező csökken. De ugyanaz a terhelési áramnövekedés, ami a soros tekercsen áthalad, növeli a mágneses mezőt. Így a párhuzamos mezőben fellépő mágneses mező csökkenése kompenzáld a soros mezőben lévő mágneses mező növekedése. Ebben az esetben a kimeneti feszültség állandón marad, ahogyan az ábrán látható.
Kommutatív és differenciális kombinált DC generátor
Mivel a kombinált tekercsű generátor mindkét mezőt tartalmaz: a párhuzamos mezőt és a soros mezőt, ezek kombinációja nagy különbséget jelent. Ha a soros mező segíti a párhuzamos mezőt, akkor hatásuk erősebb, és ezt kommutatívan kombinált tekercsűnek nevezik. Másrészt, ha a soros mező ellenzi a párhuzamos mezőt, akkor hatásuk gyengébb, és ezt differenciális kombinált generátornak nevezik.
