Kaj so glavne razlike med AC in DC generatorji

Osnovne razlike med generatorji AC in DC

Električni stroj je naprava, ki pretvarja mehansko energijo v električno energijo in obratno. Generator je takšen stroj, ki pretvarja mehansko energijo v električno energijo. Vendar pa lahko generirana električna energija biti v obliki izmeničnega toka (AC) ali enosmerne struje (DC). Torej, glavna razlika med generatorji AC in DC je, da generirata izmenični tok in enosmerno struja. Čeprav obstajajo nekatere podobnosti med njima, obstaja veliko razlik.

Preden se pogovarjamo o seznamu razlik med njima, bomo razpravili o tem, kako generator generira električno energijo in kako se generira AC in DC.

Generiranje električne energije

Električna energija se generira na osnovi Faradayevih zakonov elektromagnetske indukcije, ki pravi, da bo v vodilu, postavljenem v spreminjajoče se magnetno polje, induciran električni tok ali elektromotorna sila (EMF). Oba tipa generatorjev, AC in DC, delujeta na istem principu za generiranje električnega toka.

Obstajata dva načina za spreminjanje magnetnega polja, ki deluje na vodila: bodisi z vrtenjem magnetnega polja okoli stacionarnega vodila, bodisi z vrtenjem vodila znotraj stacionarnega magnetnega polja. V obeh primerih se spremenijo magnetne črte, ki se dotikajo vodila, s tem pa se inducira električni tok v vodilu.

Alternator uporablja koncept vrtenja magnetnega polja okoli stacionarnega vodila, vendar to ne bo obravnavano v trenutnem članku.

Generator AC: ključnice in alternatorji

Ker so ključnice zvezne provodne kroge, prenašajo generiran izmenični tok v armaturi tako kot je. Ker se štapiči neprekinjeno gibljejo po teh krogih, je majhen tveganje za kratkoročne zaprtja ali iskre med komponentami. To pripelje do daljše življenjske dobe štapicov v generatorjih AC v primerjavi z generatorji DC.

Alternator je druga vrsta generatorja, ki generira le izmenični tok, z zastojno armaturo in vrtečim se magnetnim poljem. Ker se električni tok generira v zastojnem delu, je prenos na zastojni zunanji krog preprostejši in enostavnejši. V takšnih dizajnih štapiči doživljajo minimalno nosilnost, kar še bolj poveča trajnost.

Generator DC

Generator DC je naprava, ki pretvarja mehansko energijo v enosmerno strujo (DC), znano tudi kot dinamo. Ta proizvaja pulsirajočo enosmerno strujo, kjer se morda velikost toka spreminja, vendar smer ostane konstantna.

Tok, ki se inducira v vrtečih se armaturnih vodilih, je po naravi izmeničen. Za pretvorbo tega v DC se uporabljajo razdeljene kolceve. Kolceve ne le prenaša tok iz vrtečih se armatur v zastojni krog, ampak tudi zagotavlja, da ostane smer poskrbljenega toka konstantna.

Razdeljeni kolcevi v generatorjih DC

Razdeljeni kolcevi so sestavljeni iz enega kolčnega vodilca, razdeljenega na dva dela, z izolacijskim praznikom med njima. Vsak del razdeljenega kolca je povezan z ločenim terminalom navijanja armature, medtem ko dva zastojna ogljena štapiča naredita drseč kontakt z vrtečim se kolcem, da bi prenašali tok na zunanji krog.

Ko se armatura vrti in inducirani izmenični tok vsako polovico cikla spremeni smer, razdeljeni kolcevi zagotavljajo, da smer toka, ki ga prenaša krog, ostane konstantna:

• Med eno polovico vrtenja tok teče skozi en štapič do kruga.

• Med naslednjo polovico vrtenja segmenti kolcev preklopijo kontakt z štapici, zamenjajo smer internega toka, a ohranjajo isto zunanjo smer toka.

Vendar pa praznik med segmenti kolcev vpeljeva dve ključni izziva:

• Iskanje: Ko se štapiči prenašajo med segmenti, začasno mostijo praznik, kar povzroča trenutne kratkoročne zaprtja in iskanje.

• Nosilnost štapicov: Ponavljajoče se luknjanje in mehanski stres pospešita odpad štapicov, kar zmanjša učinkovitost in življenjsko dobo generatorja.

Ti dejavniki zahtevata redno vzdrževanje in zamenjavo štapicov v generatorjih DC v primerjavi s generatorji AC z ključnicami.