Kaj so samonaravnane enosmerne generatorji?

Kaj so samonagnete DC generatorje?

Samonagneten DC generator

Sodobni DC generator z nagnitvenim členom je samonagneten generator, ki se začne z začetnim tokom v nagnitvenem členu. Ko je generator izklopljen, se v žarnici rotorja ustvari majhen magnetni poskok, ki inducira elektromotorni poskok v armaturi in s tem generira tok v poljnih ovitkih. Na začetku majhno magnetno polje ustvari majhen tok v členu, vendar za vzdrževanje samonagnitve dodatni magnetni tok poveča elektromotorni poskok v rotorju, tako da se napetost stalno povečuje, dokler ni stroj popolnoma obremenjen.

Način delovanja

V žarnici rotorja ostane majhen količnik magnetizma. Ta ostanek magnetnega polja v glavnih polih inducira elektromotorni poskok v statorskem členu, kar generira začetni tok v poljnih ovitkih.

Majhen tok, ki teče skozi člen, okrepil magnetno polje. Tako se poveča izhodna napetost in poljni tok. Ta cikel se nadaljuje, dokler elektromotorni poskok v armaturi ne preseže padca napetosti na obeh koncih nagnitvenega člena. Vendar po dosegu določene ravni postane poljni pol nasičen, pri čemer je dosežena električna ravnovesje, elektromotorni poskok v armaturi več ne narašča in tok ne narašča. Upor nagnitvenega člena ima določeno fiksno vrednost, pri kateri je mogoča samonagnitev. Ta vrednost upora se lahko spreminja glede na električne parametre generatorja.

Vrsta DC generatorja

DC generatorji so predvsem razdeljeni na serijno ovite, paralelno ovite in kombinirano ovite, vsaka ovitev ima drugačno razporeditev členov in značilnosti regulacije napetosti.

Serijno oviti generatorji

Pri serijno ovitih generatorjih sta poljno in armaturno ovitev povezani v serie, omogočajo tok skozi zunanji krug in ovitvi. Poljni člen ima nizko upor in sestavljen je iz nekaj navojev deblega druti, ki povečujejo tok, ko se zmanjša upor obremenitve.

Tako se poveča magnetno polje in izhodna napetost v krugu. Pri takšnih generatorjih se izhodna napetost neposredno spreminja glede na tok obremenitve, kar ni zahtevano v večini aplikacij. Zato so takšni generatorji redko uporabljeni.

Paralelno oviti DC generatorji

Pri paralelno ovitih generatorjih je poljno ovitev povezana v paralelo s armaturo, kar zagotavlja konstantno napetost po krugu. Poljna ovitev ima veliko navojev, da doseže visok upor, omejuje tok, ki gre skozi njega, in preusmeri preostanek toka na obremenitev.

Pri paralelno ovitem generatorju, ker so povezani v paralelo, so toki v paralelnih vejah med seboj neodvisni. Zato je izhodna napetost skoraj konstantna in, če se spremeni, se spremeni obratno sorazmerno glede na tok obremenitve. To je zaradi pada napetosti, ko se poveča upor armature. 

Kombinirano oviti generator

Kombinirano oviti generator je naprednejša različica serijno ovitega in paralelno ovitega generatorja. Načelo delovanja generatorja je kombinacija obeh vrst, da prevlada nad slabostmi obeh. Ima obe vrste ovitve; serijno poljno in paralelno poljno ovitev. Na podlagi njihove povezave so kombinirano oviti generatorji dveh vrst - kratkogiban kombinirani generator in dolgogiban kombinirani generator.

 Dolgogiban kombinirani generator

Tukaj je paralelno poljna ovitev povezana v paralelo samo s armaturo, kot je prikazano na sliki. Serijna ovitev je nato povezana v serijo.

 Kratkogiban kombinirani generator

Tukaj je paralelno poljna ovitev povezana v paralelo samo s armaturo, kot je prikazano na sliki. Serijna ovitev je nato povezana v serijo.

Prednosti kombiniranega DC generatorja

Pri kombiniranem generatorju se napetost armature avtomatsko zmanjša, ko se poveča tok obremenitve, zaradi česar se zmanjša magnetno polje, ustvarjeno s paralelnim členom. Vendar isto povečanje toka obremenitve, ki teče skozi serijni člen, povzroči povečanje magnetnega polja. Tako se zmanjšanje magnetnega polja v paralelnem polju kompenzira z povečanjem magnetnega polja v serijnem polju. Na ta način ostane izhodna napetost konstantna, kot je prikazano na sliki.

 Komutativni in diferencialni kombinirani DC generator

Ker ima kombinirano oviti generator obe polji - paralelno in serijno, njuna kombinacija ustvarja veliko razliko. Ko serijno polje podpira paralelno polje, je njihov učinek večji in pravimo, da je komutativno kombinirano ovito. Na drugi strani, če serijno polje nasprotuje paralelnemu polju, je njihov učinek manjši in pravimo, da je diferencialni kombinirani generator.