Öncelikle, konuyu çok belirsiz hale getirmemek için kapsamını sınırlandırmamız gerekiyor. Burada bahsedilen jeneratör, fırçasız, üç fazlı AC senkron jeneratördür ve bundan sonra sadece "jeneratör" olarak anılacaktır.
Bu tip jeneratör en az üç ana parçadan oluşmaktadır ve bunlar aşağıdaki açıklamada ele alınacaktır:
Ana jeneratör, ana stator ve ana rotor olmak üzere ikiye ayrılır; ana rotor manyetik alan sağlar ve ana stator yüke elektrik sağlar; uyarıcı, uyarıcı stator ve rotor olmak üzere ikiye ayrılır; uyarıcı stator manyetik alan sağlar, rotor elektrik üretir ve dönen bir komütatör tarafından doğrultulduktan sonra ana rotora güç sağlar; Otomatik Gerilim Regülatörü (AVR), ana jeneratörün çıkış gerilimini algılar, uyarıcı stator bobininin akımını kontrol eder ve ana statorun çıkış gerilimini stabilize etme amacına ulaşır.
AVR voltaj stabilizasyon çalışmasının açıklaması
AVR'nin operasyonel amacı, genellikle "voltaj dengeleyici" olarak bilinen, jeneratör çıkış voltajını sabit tutmaktır.
AVR'nin çalışma prensibi, jeneratörün çıkış voltajı ayarlanan değerden düşük olduğunda uyarıcının stator akımını artırmaktır; bu da ana rotorun uyarma akımını artırmaya eşdeğerdir ve ana jeneratör voltajının ayarlanan değere yükselmesine neden olur. Aksi takdirde, uyarma akımını azaltır ve voltajın düşmesine izin verir. Jeneratörün çıkış voltajı ayarlanan değere eşitse, AVR mevcut çıkışı ayarlama yapmadan korur.
Ayrıca, akım ve gerilim arasındaki faz ilişkisine göre, alternatif akım yükleri üç kategoriye ayrılabilir:
Dirençli yükte, akım uygulanan gerilimle aynı fazdadır; Endüktif yükte, akımın fazı gerilimin gerisindedir; Kapasitif yükte ise akımın fazı gerilimin ilerisindedir. Bu üç yük özelliğinin karşılaştırılması, kapasitif yükleri daha iyi anlamamıza yardımcı olur.
Dirençli yükler için, yük ne kadar büyükse, ana rotor için gereken uyarma akımı da o kadar büyük olur (jeneratörün çıkış voltajını stabilize etmek için).
Sonraki bölümde, dirençli yükler için gerekli olan uyarma akımını referans standart olarak kullanacağız; yani daha büyük olanlara daha büyük, daha küçük olanlara ise daha küçük diyeceğiz.
Jeneratörün yükü endüktif olduğunda, jeneratörün kararlı bir çıkış voltajı sağlaması için ana rotorun daha büyük bir uyarma akımına ihtiyacı olacaktır.
Kapasitif yük
Jeneratör kapasitif bir yükle karşılaştığında, ana rotorun ihtiyaç duyduğu uyarma akımı daha küçük olur; bu da jeneratörün çıkış voltajını stabilize etmek için uyarma akımının azaltılması gerektiği anlamına gelir.
Bu neden oldu?
Kapasitif yük üzerindeki akımın gerilimin önünde olduğunu ve bu öndeki akımların (ana stator üzerinden akan) ana rotor üzerinde indüklenen akım oluşturacağını, bu akımın da uyarma akımıyla pozitif olarak üst üste bindiğini ve ana rotorun manyetik alanını güçlendirdiğini unutmamalıyız. Bu nedenle, jeneratörün kararlı bir çıkış gerilimini korumak için uyarıcıdan gelen akım azaltılmalıdır.
Kapasitif yük ne kadar büyük olursa, uyarıcının çıkışı o kadar küçük olur; kapasitif yük belirli bir seviyeye ulaştığında, uyarıcının çıkışı sıfıra indirilmelidir. Uyarıcının çıkışı sıfır olduğunda, bu jeneratörün limitidir; bu noktada, jeneratörün çıkış voltajı kendi kendine kararlı olmaz ve bu tür güç kaynağı uygun değildir. Bu sınırlama aynı zamanda 'uyarma sınırlaması' olarak da bilinir.
Jeneratör yalnızca sınırlı yük kapasitesini kabul edebilir; (Elbette, belirli bir jeneratör için dirençli veya endüktif yüklerin boyutunda da sınırlamalar vardır.)
Eğer bir proje kapasitif yüklerden dolayı sorun yaşıyorsa, kilovat başına daha düşük kapasitansa sahip BT güç kaynakları kullanmayı veya kompanzasyon için indüktörler kullanmayı tercih edebilirsiniz. Jeneratör setinin "uyarma sınırının altında" çalışmasına izin vermeyin.
Yayın tarihi: 07 Eylül 2023
