Vilka är de huvudsakliga skillnaderna mellan AC- och DC-generatorer
Huvudd skillnader mellan AC- och DC-generatorer
En elektrisk maskin är en enhet som omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi och vice versa. En generator är en typ av sådan maskin som omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi. Den genererade elektriska energin kan dock vara i form av växelström (AC) eller likström (DC). Således är den huvudsakliga skillnaden mellan AC- och DC-generatorer att de genererar växelström respektive likström. Även om det finns vissa likheter mellan de två, finns det ganska många skillnader.
Innan vi går in på listan över skillnader mellan dem, ska vi diskutera hur generatorn genererar elektricitet & hur AC & DC genereras.
Generering av elektricitet
Elektricitet genereras baserat på Faradays lag om elektromagnetisk induktion, vilken säger att en elektrisk ström eller elektromotorisk kraft (EMF) induceras i en ledare när den placeras i ett föränderligt magnetfält. Både AC- och DC-generatorer fungerar enligt samma princip för att generera elektrisk ström.
Det finns två metoder för att variera det magnetiska fältet som verkar på ledarna: antingen rotera det magnetiska fältet runt en stationär ledare, eller snurra ledaren inuti ett stationärt magnetfält. I båda fallen ändras de magnetiska fältlinjer som interagerar med ledaren, vilket inducerar en elektrisk ström i ledaren.
En alternator använder konceptet med ett roterande magnetfält runt en stationär ledare, även om detta inte kommer att diskuteras i denna artikel.
AC-generator: Sliprings och alternatorer
Eftersom sliprings är kontinuerliga ledda ringar, överför de den genererade växelströmmen i armaturen oförändrad. Eftersom borstarna glider kontinuerligt över dessa ringar, finns det liten risk för kortslutning eller gnistning mellan komponenterna. Detta resulterar i en längre livslängd för borstarna i AC-generatorer jämfört med DC-generatorer.
En alternator är en annan typ av endast AC-generator, med en stationär armatur och ett roterande magnetfält. Eftersom elektrisk ström genereras i den stationära delen, blir det enklare och mer rakt fram att överföra den till den stationära externa kretsen. I sådana designar upplever borstarna minimal nötning, vilket ytterligare ökar hållbarheten.
DC-generator
En DC-generator är en enhet som omvandlar mekanisk energi till likström (DC) elektrisk energi, även kallad dynamo. Den producerar pulserande likström, där strömfördelningen kan variera men riktningen förblir konstant.
Strömmen som induceras i de roterande armaturledarna är inbyggt växlande. För att omvandla detta till DC används en split-ring kommutor. Kommutorn överför inte bara strömmen från den roterande armaturen till den stationära kretsen, utan ser också till att riktningen på den levererade strömmen förblir konstant.
Split-ring kommutor i DC-generatorer
Split-ring kommutor består av en enda ringformad ledare indelad i två halvor, med ett isolerande gap mellan dem. Varje halva av split-ringen är ansluten till ett separat terminal på armaturvikningen, medan två stationära kolborstar gör glidkontakt med den roterande kommutorn för att försörja strömmen till den externa kretsen.
När armaturen roterar och den inducerade AC-strömmen byter riktning varje halvcykel, ser till split-ring kommutor att strömmen som levereras till kretsen bibehåller en konstant riktning:
Dock introducerar gapet mellan kommutorsegmenten två viktiga utmaningar:
Dessa faktorer kräver regelbunden underhåll och ersättning av borstar i DC-generatorer jämfört med AC-generatorer med sliprings.
