AC ve DC Jeneratörler Arasındaki Ana Farklar Nelerdir

AC ve DC Jeneratörler Arasındaki Ana Farklar

Elektrik makinesi, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine ve tam tersine dönüştüren bir cihazdır. Jeneratör, bu tür makinelerden biridir ve mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Ancak, üretilen elektrik enerjisi alterne akım (AC) veya doğrudan akım (DC) şeklinde olabilir. Bu nedenle, AC ve DC jeneratörleri arasındaki temel fark, sırasıyla alterne akım ve doğrudan akım üretmeleridir. İki tür arasında bazı benzerlikler olsa da, oldukça sayıda farklılık bulunmaktadır.

Bu farklılıkların listesine girmeden önce, jeneratörün nasıl elektrik ürettiğini ve AC & DC'nin nasıl üretildiğini tartışacağız.

Elektrik Üretimi

Elektrik, Faraday'ın Elektromanyetik Endüksiyon Yasası'na dayanarak üretilir. Bu yasa, bir iletkeni değişen bir manyetik alan içinde yerleştirildiğinde, bu iletken üzerinde bir elektrik akımı veya elektromotif kuvvet (EMF) oluşacağını belirtir. Hem AC hem de DC jeneratörleri, elektrik akımı üretmek için aynı prensipte çalışır.

İletkenler üzerinde etki eden manyetik alanın değişmesini sağlamak için iki yöntem vardır: ya sabit bir iletken etrafında manyetik alanı döndürmek, ya da iletkeni sabit bir manyetik alan içinde döndürmek. Her iki senaryoda da, iletken ile etkileşime giren manyetik alan çizgileri değişir, bu da iletken içinde bir elektrik akımı oluşturur.

Alternatör, sabit bir iletken etrafında dönen manyetik alan kavramını kullanır, ancak bu konu şu anki makalede tartışılmayacaktır.

AC Jeneratör: Kayma Halkaları ve Alternatörler

Kayma halkaları sürekli iletken halkalar olduğundan, armatürde üretilen alterne akımı olduğu gibi iletebilirler. Fırçalar bu halkalar üzerinde sürekli kaydığından, bileşenler arasında kısa devre veya kıvılcım riski azdır. Bu, AC jeneratörlerinde fırça ömrünün DC jeneratörlerine göre daha uzun olmasını sağlar.

Alternatör, sadece AC üreten başka bir tür jeneratördür ve sabit bir armatür ve dönen bir manyetik alan içerir. Elektrik akımı sabit kısımda üretilir, bu nedenle onu sabit dış devreye iletmek daha basit ve doğrudandır. Bu tasarımlarda, fırçalar çok az aşınır, dayanıklılığı artırır.

DC Jeneratör

DC jeneratör, mekanik enerjiyi doğrudan akım (DC) elektrik enerjisine dönüştüren bir cihazdır, ayrıca dinamo olarak da bilinir. Sabit akım üretilir, burada akım büyüklüğü değişebilir ancak yönü sabittir.

Dönen armatür iletkenlerinde indüklenen akım doğal olarak alterne şekildedir. Bunu DC'ye dönüştürmek için bölünmüş halka komütatör kullanılır. Komütatör, dönen armatürden sabit devreye akımı transfer etmekle kalmaz, aynı zamanda sağlanan akımın yönünün tutarlı kalmasını da sağlar.

DC Jeneratörlerde Bölünmüş Halka Komütatör

Bölünmüş halka komütatör, iki parçaya ayrılmış tek bir halka şeklindeki iletken ve aralarında yalıtım boşluğu olan bir yapıdan oluşur. Bölünmüş halkanın her yarısı, armatür sarımının ayrı bir terminaline bağlanırken, iki sabit karbon fırça, dönen komütatörle sürtünme teması kurarak dış devreye akım sağlar.

Armatür dönerken ve indüklenmiş AC akımı her yarı çevrimde yönünü değiştirirken, bölünmüş halka komütatörü, devreye sağlanan akımın tutarlı bir yönde kalmasını sağlar:

• Bir yarı dönüş sırasında, akım bir fırçadan devreye akar.

• Sonraki yarı dönüş sırasında, komütatör segmentleri fırçalarla temasını değiştirir, iç akım yönünü ters çevirir ancak dış akım akışı aynı kalır.

Ancak, komütatör segmentleri arasındaki boşluk iki temel zorluk getirir:

• Kıvılcım Oluşumu: Fırçalar segmentler arasında geçiş yaptıklarında, boşluğu kısa süreliğine köprüler, bu da anlık kısa devre ve kıvılcım oluşmasına neden olur.

• Fırça Aşınması: Tekrarlanan ark ve mekanik stres, fırça aşınmasını hızlandırır, jeneratör verimliliğini ve ömrünü azaltır.

Bu faktörler, DC jeneratörlerde slip halkalı AC jeneratörlere kıyasla düzenli bakım ve fırça değiştirme ihtiyacını gerektirir.