Senkron Makinalar

SENKRON GENERATÖR (ALTERNATÖR)

Senkron makinalar kullanım şekillerine göre generatör ve motor olarak çalışırlar. Miline mekanik enerji uygulanıp sargı uçlarından A.A. elektrik enerjisi elde ediliyor ise bu makinalara senkron generatör ( alternatör) denir.Senkron generatör A.A. elektrik enerjisinin üretilmesi amacı ile kullanılır.

Alternatörlerin yapısı asenkron motorlara benzer ve genel olarak iki kısımdan oluşur. Bunlar; Stator (endüvi), rotordur, (endüktör veya kutuplar)

Stator (endüvi)

Alternatörlerde A.A. alan sargılarının bulunduğu kısımdır. Sargılar ihtiyaca göre yıldız veya üçgen bağlanır. Büyük güçlü alternatörlerde sabit kısımda, küçük güçlü alternatörlerde hareketli kısımda olması tercih edilir.

Statorun sabit kısımda olmasının bazı faydaları vardır. Bu faydalar;

1-Sargılarda endüklenen gerilim dış devreye fırça ve bilezikler olmaksızın alınabilmesi.

2-Sargıların yerleştirilmesi ve izolesinin daha kolay gerçekleştirilmesi.

3-Sargılar merkezkaç kuvvetten etkilenmemesi.

4-Soğutma işleminin daha kolay yapılması, olarak sıralanabilir.

Rotor (endüktör)

Alterııatörlede kutupların (N-S) oluşturulduğu kısımdır. Büyük güçlü alternatörlerde döner kısımda, küçük giiçlülerde ise sabit kısımda olması tercih edilir.

Rotor silindirik ve çıkıntılı kutuplu olarak imal edilir. Çıkıntılı kutuplar D.A. makinalarınm kutupları gibidir. Düşük devirli makinalarda kullanılır ve çok kutuplu yapılır. Kutuplar üzerinde uyartım sargıları bulunmaktadır. Bu sargılar kendi aralarında N-S-N-S… kutuplarını oluşturacak şekilde birbirleri ile bağlanır. Sargıların son iki ucu rotor mili üzerinde bulunan bileziklere bağlanarak fırçalar yardımı ile D.A. ile beslenir.

Kutupların üst kısımlarına gerilimde ortaya çıkan salınımlan önlemek amacıyla kısa devre çubukları konulur. Aynı zamanda havalandırma kanalları da üzerine açılır. Silindirik kutuplular yüksek devirli makinalarda kullanılır. İki veya dört kutuplu yapılırlar. Bu tip alternatörlerde rüzgar kayıpları çıkıntılı kutuplu alternatörlere oranla daha azdır.

Alternatörlerin Çalışma Prensibi

Alternatörler miline uygulanan mekanik enerjiyi, “Manyetik alan içerisinde hareket eden bir iletkende endüksiyon yolu ile bir E.M.K. oluşur”” prensibine göre A.A. elektrik enerjisine dönüştürür. Şekil-4.3’de küçük güçlü alternatörler için kullanılan prensip şema çizilmiştir.

2-Endüktif yük: Motorlar, endüksiyon fırınları, kaynak makinaları , balastlı lambalar v.b. yüklerdir. Bu yüklerin güç katsayıları (cos cp) l’den küçüktür ve akım gerilimden geridedir.

3-Kapasitif yük: Kondansatörler, aşırı uyartımlı senkron motorlardır. Bu yüklerin güç kat sayıları (cos tp) 1 ’den küçüktür ve akım gerilimden ileridedir.

Yükler gerilimdeki değişmeyi aşağıdaki etkenlerden dolayı meydana getirirler.

1-Endüvi direnci : Alternatörün endivi sargılarının bir direnci vardır. Bu sargılarda oluşan A.A. demir nüvede fuko ve histerezis kayıpları meydana getirir. Sargıların direncine (Re) etkin direnç denirse, bu direnç endüvi akımı ile aynı fazdadır. Meydana gelen gerilim düşümü (Iy.Re) şeklinde ifade edilir.

2-Endüvi reaktansı : Endüvi sargılarında oluşan manyetik akının bir kısmı da iletkenin çevresinde kaçak olarak devresini tamamlar kaçak akılar faydalı akıyı azalttığı için gerilim düşümüne neden olur. İletken sayısı ve frekans kaçak akıyı etkileyen faktörlerdir. Reaktans (JQ ile gösterilir ise gerilim düşümü (Iy. X,) şeklinde ifade edilir. Bu gerilim değeri endüvi akımından 90° ileridedir.

3-Endüvi reaksiyonu: Endüvi sargılarında oluşan manyetik alan kendisini oluşturan kutup alanına etkide bulunur. Bu etkiye endüvi reaksiyonu denir. Endüvi reaksiyonunun meydana getirdiği etki oınik ve endükîif yüklerde gerilimi zayıflatacak yönde kapasitif yükte ise gerilimi arttıracak yöndedir.

1.3. Aiternatörde Boşta Endüklenen Gerilim Değerleri Ve Regülasyon

Alternatörler besledikleri yüklerin özelliklerine göre boşta endüklenen gerilimleri hesaplanabilir.Örnek olarak Şekil-4.5.de silindirik kutuplu rotora sahip olan alternatör için vektör diyagramları çizilmiş ,oluşan ABC üçgeni yardımı ile gerilim değeri hesaplanmıştır.

.4.Alternatörün Uyartılması Ve Gerilim Regülatörleri

Elektrik şebekelerinde ihtiyaç duyulan enerji yüklere göre her zaman için değiştiğinden, alternatörün ürettiği uç gerilimi de değişmek zorundadır. Üretilen gerilim ihtiyaç duyulan değerde tutmak için devir sayısı veya frekans ayarlanması yoluna gidilemez. Bu işlemin uyartım akımının kontrol edilmesiyle sağlanması daha uygundur. Alternatörlerin uyartımı miline bağlı bir dinamo, ayrı bir doğru akım kaynağı yada kendinden uy artımlı olmak üzere çeşitli sistemlerle gerçekleştirilir. Uyartım akımının her yük durumunda ayarlanması el ile istenilen çabuklukta yapılamayacağından otomatik gerilim regülatörleri imal edilmiştir. Gerilim regülatörleri üretilecek gerekli gerilim sağlayacak şekilde uyartım akımım ayarlarlar.

Hazırlayan: Balgat Endüstri Meslek Lisesi – Emeği geçen hazırlayan kişilere teşekkürler.

Yukarıda özetler verildi dökümanın tamamı: