Generatör

Generatör

Generatör Ünitesi

Herhangi bir enerji türünü elektrikenerjisine çeviren makina. Bu cihazlara, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren makinalar, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çeviren bataryalar, ışık enerjisini elektriğe dönüştüren fotoelektrik hücreleri, ısı enerjisini elektrik enerjisine çeviren termoelektrik generatörler dahildir. Dinamo denilen elektromanyetik generatörde bir bobin, manyetik alan içinde endüksiyon çizgilerini kesecek şekilde hareket ettirilir. Elektrostatik generatörde (Van de Graaf generatörü, Wimshurst makinası) mekanik enerji, elektrostatik endüksiyon veya sürtünme ile üretilen eşit ve zıt elektriki yüklere bölünerek sarf edilir.

Generatörler, en küçük tesisten en büyüklerine kadar değişik büyüklük ve kapasitelerde imal edilir. Alternatif yani dalgalı akım üretenlerine alternatör, doğru akım üretenlere de, doğru akım generatörleri veya dinamo denir. Sonuçta elde edilen ister AC (alternatif akım) olsun ister DC (doğru akım) olsun elektrik enerjisinin kaynağı aynıdır. Sadece makinanın taslağı değişiktir. Birgeneratörü çalıştırmak için gereklimekanik enerji, su türbini, buhar türbini, içten yanmalı motor veya gaz türbini gibi ilk hareketi veren aletlerle sağlanır. Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren iki tip ana makina vardır: Alternatif akım AC generatörleri ve doğru akım DC generatörleri. Elektrik enerjisinin çoğu günümüzde AC generatörleri ile üretilir ve bu aletlereAlternatör adı verilir. AC, İngilizce Alternatif Current (Alternatif Akım) kelimelerinin baş harfleri; DC ise Dieckt Current (Doğru Akım) kelimelerinin baş harfleri alınarak kullanılmaktadır. Alternatörler, senkron generatörler de denilen makinalar, hemen hemen bütün buharlı ve su enerjisi ile güç elde eden santrallerde esas generatörlerdir. Çünkü transformatörler alternatif voltajı kolaylıkla yükseltir ve alçaltır. Elektrik enerjisinin, uzak mesafelere nakli için yüksek voltaj, dağıtım ve kullanım için düşük voltaj uygundur.

1880’de Thomas Edison ve Joseph Swarm elektrik ampulünü bulunca, generatörlere ve güç kaynaklarına büyük ihtiyaç duyuldu. Edison şirketi 1882’de New York’ta, Londra’da ve Milan’da elektrik enerisini aydınlatmada kullanmak için DC üreten merkezler kurdu. Bundan az sonra DC ve AC akımlarının kullanılması hakkında bir tartışma başladı. 1890 başlarına kadar olan transformatörlerdeki ve generatör sistemlerindeki gelişmeler sonucunda Amerikalı Nikola Teola AC’nin elektriki güç naklindeki kullanım avantajlarını ispat etti. AC generatörlerini kullanan ilk büyük hidroelektrik santrali Niagara şelalesinde 1895’te açıldı.

Çalışma prensibi: Elektrik generatörlerinin çoğunun çalışma teorisi Faraday kanununa dayanır. Bir tel bobini çevreleyen magnetik akım çizgi sayısı (maxwell) değiştirildiğinde, bobinde manyetik akıya göre değişen sarım sayısıyla orantılı bir elektromotor kuvveti hasıl olur. ani voltaj değeri E = -n (df)/dt)10-8 volttur. Burada n sarım sayısı, f maxvell olarak manyetik akı ve t saniye cinsinden zamandır. Eksi işareti, indüklenen voltajın, kendisini hasıl eden kuvvete zıt olduğunu belirtir. Generatörün bir parçası diğerine göre mekanik olarak hareket ettirildiğinde generatör sargılarında voltaj indüklenir, böylece armatür sargıları adı verilen bobin çevresinde manyetik akı meydana gelir. Manyetik akı sürekli mıknatısın, DC alan sargısından veya AC kaynağından elde edilebilir.

Yapısı: Uygulamada, kalıcı manyetik alanlar sadece küçük generatörlerde kullanılır. İndüksiyon generatörleri hariç, büyük generatörler DC alan sargılarıyla teçhiz edilmiştir. Alan sargıları çoğu DC generatörlerinin statorüne, AC generatörlerinde alan sargıları normal olarak rotoruna sarılmıştır. Alan sargıları sadece alçak voltaj ve güce dinamodan elektrik cereyanı nakleden iki tele ihtiyaç gösterir. Bunlar dönme kuvvetlerine karşı kolaylıkla izole (tecrit) edilirler.

Akı değişmesine tabi olmayan manyetik devrenin herhangi bir kısmı katı çelikten olabilir. Buna DC makinalarının alan kutupları ve bazı AC generatörlerinin bütün döner alan yapısının kısımları dahildir. Küçük hava boşluğu olan makinalarda kutuplar, akıları esasen sabit olmasına rağmen, ekseriya haddeden geçirilerek safihat haline konmuş çeliktendir. Safihat haline getirme, frekans titreşimlerinden hasıl olan kutup yüzü kayıplarını minimuma (en aza) indirmeye yardım eder. Çekirdek kaybını azaltmak için armatür çekirdeği daima ince çelik yapraklardan teşkil edilir