Elektrik mühendisliğinde bir jeneratör, mekanik tipteki enerjinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü bir cihazdır. Bu tür cihazlar, imalatta ve bazı teknik sistemlerde, örneğin otomobillerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Jeneratörün çalışması elektromanyetik indüksiyon olgusuna dayanmaktadır.
Alternatör cihazı
Uygulamada, birkaç tip jeneratör kullanılmaktadır. Ancak her biri aynı yapı taşlarını içerir. Bunlar, uygun alanı oluşturan bir mıknatıs ve bir elektromotor kuvvetinin (EMF) oluşturulduğu özel bir tel sargıyı içerir. Jeneratörün en basit modelinde, sargının rolü, yatay veya dikey bir eksen etrafında dönebilen bir çerçeve tarafından oynanır. EMF genliği, sargıdaki sarım sayısı ve manyetik akı salınımlarının genliği ile orantılıdır.
Önemli bir manyetik akı elde etmek için jeneratörlerde özel bir sistem kullanılır. Bir çift çelik çekirdekten oluşur. Alternatif bir manyetik alan oluşturan sargılar, bunlardan ilkinin yuvalarına yerleştirilir. EMF'yi indükleyen dönüşler, ikinci çekirdeğin oluklarına serilir.
İç çekirdeğe rotor denir. Üzerindeki sargı ile birlikte eksen etrafında döner. Hareketsiz kalan çekirdek stator görevi görür. Manyetik indüksiyon akısının en güçlü olması ve enerji kayıplarının minimum olması için stator ile rotor arasındaki mesafe mümkün olduğunca küçük tutulmaya çalışılır.
Jeneratörün prensibi nedir
Elektromotor kuvvet, girdap oluşumları ile karakterize edilen bir elektrik alanının ortaya çıkmasından hemen sonra stator sargılarında ortaya çıkar. Bu süreçler, rotorun hızlandırılmış dönüşü sırasında gözlenen manyetik akıdaki bir değişiklik ile üretilir.
Rotordan gelen akım, kayar elemanlar şeklinde kontaklar kullanılarak elektrik devresine verilir. Bunu kolaylaştırmak için sargının uçlarına kontak halkaları adı verilen halkalar takılır. Sabit fırçalar, elektrik devresi ile hareketli rotorun sargısı arasındaki bağlantının gerçekleştirildiği halkalara bastırılır.
Bir manyetik alanın oluşturulduğu mıknatıs sargısının dönüşlerinde akım, jeneratörün dış devreye verdiği akımla karşılaştırıldığında nispeten küçük bir güce sahiptir. Bu nedenle ilk jeneratörlerin tasarımcıları, akımı statik olarak yerleştirilmiş sargılardan yönlendirmeye ve kaymayı sağlayan kontaklar aracılığıyla dönen mıknatısa zayıf bir akım sağlamaya karar verdiler. Düşük güçlü jeneratörlerde, alan dönebilen kalıcı bir mıknatıs oluşturur. Bu tasarım, tüm sistemi basitleştirmenize ve halka ve fırça kullanmamanıza olanak tanır.
Modern bir endüstriyel elektrik akımı jeneratörü, metal yapılardan, yalıtkanlardan ve bakır iletkenlerden oluşan büyük ve hacimli bir yapıdır. Cihazın boyutu birkaç metre olabilir. Ancak böyle sağlam bir yapı için bile, parçaların tam boyutlarını ve elektrikli makinenin hareketli parçaları arasındaki boşlukları korumak çok önemlidir.
