Hvad er de største forskelle mellem AC- og DC-generatører
Hovedforskelle mellem AC- og DC-generatore
En elektrisk maskine er en enhed, der konverterer mekanisk energi til elektrisk energi og omvendt. En generator er en type sådan maskine, der konverterer mekanisk energi til elektrisk energi. Dog kan den genererede elektriske energi være i form af enten vekslende strøm (AC) eller retlinet strøm (DC). Derfor er den primære forskel mellem AC- og DC-generatore, at de henholdsvis genererer vekslende strøm og retlinet strøm. Selvom der findes nogle ligheder mellem de to, findes der en række forskelle.
Inden vi går ind på listen over forskelle mellem dem, vil vi drøfte, hvordan generatoren genererer elektricitet & hvordan AC & DC genereres.
Generering af elektricitet
Elektricitet genereres baseret på Faradays Lov for elektromagnetisk induktion, som siger, at en elektrisk strøm eller elektromotorisk kraft (EMF) vil blive induceret i en leder, når denne placeres i et ændrende magnetfelt. Både AC- og DC-generatore opererer på dette samme princip for at generere elektrisk strøm.
Der findes to metoder til at variere det magnetiske felt, der virker på ledere: enten rotere det magnetiske felt omkring en stillestående leder, eller spinde lederen inden for et stillestående magnetfelt. I begge scenarier ændres magnetfeltets linjer, der interagerer med lederen, hvilket inducerer en elektrisk strøm i lederen.
En alternator bruger konceptet med et roterende magnetfelt omkring en stillestående leder, selvom dette ikke vil blive diskuteret i denne artikel.
AC-generator: Slip-ringe og alternatorer
Da slip-ringe er kontinuerlige ledringe, transmitterer de den genererede vekslende strøm i armaturet uændret. Da børsterne glider kontinuerligt over disse ringe, er der lille risiko for kortslutninger eller gnister mellem komponenterne. Dette resulterer i en længere anvendelsesperiode for børsterne i AC-generatore sammenlignet med DC-generatore.
En alternator er en anden type AC-begrænset generator, der har en stillestående armatur og et roterende magnetfelt. Da elektrisk strøm genereres i den stillestående del, er transmissionen af denne til den stillestående eksterne kredsløb enklere og mere direkte. I sådanne design oplever børster minimal slitage, hvilket yderligere øger holdbarheden.
DC-generator
En DC-generator er en enhed, der konverterer mekanisk energi til retlinet strøm (DC) elektrisk energi, også kendt som en dynamo. Den producerer pulsere direkte strøm, hvor strømmens størrelse kan variere, men retningen forbliver konstant.
Strømmen, der induceres i de roterende armatureledere, er inbygget vekslande. For at konvertere dette til DC, bruges en split-ring kommutor. Kommutoreren transmitterer ikke kun strøm fra den roterende armatur til den stillestående kredsløb, men sikrer også, at retningen af den leverede strøm forbliver konstant.
Split-ring kommutor i DC-generatore
Split-ring kommutor består af en enkelt ringformed leder, opdelt i to halvdele, med et isolerende gab mellem dem. Hver halvdel af split-ringen er forbundet til et separat terminal på armaturevindingen, mens to stillestående kulstofbørster gør glidende kontakt med den roterende kommutor for at forsyne strøm til den eksterne kredsløb.
Når armaturen roterer og den inducerede AC-strøm skifter retning hver halvcyklus, sikrer split-ring kommutor, at strømmen, der leveres til kredsløbet, bibeholder en konstant retning:
Dog introducerer gabet mellem kommutorsegmenterne to nøgleudfordringer:
Disse faktorer gør, at regelmæssig vedligeholdelse og udskiftning af børster i DC-generatore er nødvendig sammenlignet med AC-generatore med slip-ringe.
