Dogru Akim Generatörleri

DOGRU AKIM GENERATÖRLERİ
1_ Doğru akım dinamolarının bağlama şemaları
Doğru akım dinamolarının bağlama şemaları, karakteristikleri, vasıfları, kısa devre halleri ile kullanılış sahalarının bir hulasası .Buradaki bağlama şekilleri ise kolaylıkla anlaşılabilir.İhtimalki yanlız şönt ve serbest uyarım sargı devresindeki s, t ve q bağıtlı ayar direnci belki bir izaha lüzum gösterecektir.
Alan regülatörü, regülatör,nazım,şönt devregülatöre denilen bu ayar direnci uyarma akımını, yani esas alanı ve dolayısiyle de dopgru akım dinomosunun gerilimi ayarlamaya yarar. Uyarma devresinin kesilmesi istenildiği takdirde, regülatör, kontak q üzerine getirilir; ve böylece uyarma bobini kısa devre bağlanmış olur. Aksi takdirde, uyarma devresinin kesilmesi hızlı vuku bulundupundan, bu açılma esnasında uyarma bobinin büyük olan self-endükleme kat sayısı, uyarma bobininde gerek sargının izalasyonunu tahrip edecek ve gerek çalıştıranon hayatını tehlikeye koyacak derecede büyük gerilimler husule getirirdi. Bundan başka devrenin açılması esnasında meydana gelen arkalar kontkaları tahrip ederlerdi. İşte, kısa devre kontağı q nun yardımı ile kaz bobini, akım kesilmeden evvel kısa devre bağlanır. Kısa devre akımı ise alan ile beraber yavaş yavaş kaybolur.
Tabelanın kompond makina şemasında işaret edilen denkleşme irtibati, nilahare genetörlerin paralel bağlanmaları bahsinde izah edilecektir.

2-Dogru akım dinamolarının karakteristikleri.
Doğru akım dinamolarının en önemli karakteristiği kutup gerilimiyük akımı karakteristiği U (J) dir.Kendisinden doğru akım dinamosunun işletme vasıfları okunabilen bu karakteristiğe dış karakteristik veya dış yür eğrisi de denir.
Aşağıda bu karakteristikler doğru akım dinamolarının muhtelif montojları için, bir arada, gösterilmiştir. Bunlar hem kutup geriliminin yük akımına olan bağlılığını, hem de kısa devre akımının değeri hakkında bilgi verirler. Bu karakteristiklerin deney ile elde edilmesi için lazım olan şartlar aşağıda özette gösterilmiştir.
İç karakteristiği veya içyük eğrisi, endüvide endüklenen E’ geriliminin yük akımı J-ye nasıl tabi oldupunu göstermektedir. Bu eğri deneyle elde edilmez. Ancak, E’=U+Ja Ra+Vü olduğuna göre, dış karakteristik U(J) den, U ordinatlarına endüvi devresindeki Ja Ra gerilim düşümlerini ve Vü fırçalar geçöiş gerilimini eklemek suretiyle bulunur. Basitleştirmek maksadiyle Ra ile bütün endüvi devresinin dirençleri, o halde mesela endüvi direnci, yardımcı kutup sargısı direnci ve seri makinelerde seri ikaz sargısı direnci anlaşılacaktır. Aşagıdaki montaj resimlerinde yardımcı kutuplu makineler görterilmiş olduğundan, iç karakteristik için, kaydırılmamış fırçalarda endüvi endüklenen gerilim E’-yi nazarı itibare alacağız. Fırçaları geometrik nötr bölgeden kaydırılmış olan ve yardımcı kutbu olmayan bir generatörde ise, E’’ gerilimi, yük akımına tabi olarak, alınmalıdır.
Serbest uyarımlı bir doğru akım makinesi için aşağıda da tekrar boştaki karakteristik E (Je) ile, fırçaları geometrik tarafsız bölgeden ß açısı kadar kaydırılmış makinenin yük karakteristiği E’(Je) ile, fırçaları geometrik tarafsız bölgeden ß açısı kadar kaydırılmış makinenin yük karakteristiği E’ (Je çizilmiştir. Endüklenen gerilim E2 den monila akım Jn için endüvi devresindeki Ea = Jn Ra gerilim düşümü ile fırçalar geçiş gerilimi Vü çıkaralırsa, geriye kutup gerilimi U kalır, zira
U= E’’ - Ja Ra – Vü
dir.




DOĞRI AKIM GENERATÖRLERİNİN BAĞLAMA ŞEMALARI, ÖZELLİKLERİ VE KULLANILDIĞI YERLER.

Serbest uyarımlı generatörler
Şömt generatörler
Seri generatörleri
Kompons generatörler








Makine kısa devrede en büyük akımı verir.
Artık magnetisma olmasaydı makine kısa devre de akımsız olacaktı. Remenan magnetima tesriyle husule gelen kısa devre akımı kesik hat ile gösterilen U(J) karakteristiğinden görülebilir.
Makine kısa devrede en büyük akımı verir.
Makine kısa devrede en büyük akımı verir.
Büyük yüklerde gerilim az değişir.Gerilimin ayarı büyük dahilinde mümkündür.
Muhtelif yüklerde gerilim az değişir.
Gerilim evvela akımla yükselir, ve en büyük değerini aldıktan sonra, düşmeye başlar. Gerilimin ayarı için seri bobine paralel bir direnc bağlamalıdır. Makine ters akan akımda kutbiyetini değiştirir.
Gerilim, seri bobinin bağlanış yönüne ve amper iletken sayısının büyüklüğüne göre ya yükle büyük ya yükle değişmez veya büyük yükle az miktarda düşer veya hutta şönt makinenin geriliminden daha süratle düşer
Sabit kalan gerilimli bir şebeke üzerinde çalışma ve akkümulatörleri şarj etmek için elverişlidir.Şönt makineye benzer.
Ençok kullanılan montaj şeklidir. Elektrik mantrallarında elektro kimya işletmelerinde kullanılır. Genel olarak bu makine, çok şiddetli ve sık yük değişmesi vuku bulmayan yerlerde kullanır. Ak kümülatörlerle beraber çalışmağa elverişlidir.
Seri bağlanmış bir çok seri motorlara enerji göndermeye yarar tramvay işletmelerinde muayene ve fren montajları için güç kaybını otomatik telafi etmek için uzak hat generatörü olarak, ve ark lambalarının beslenmesi için kullanılı. Bu makinenin büyük bir pratikönemi yoktur.
Tren enerji santrallarında, yük degişmesinin şiddetli ve çok sık vuku bulunduğu tesisatta, mesela dadehanelerde maden ocaklarında kullanılır, buralarda yaralanmadan veya özel reserve denkleştirme tesisatı mevcut olmadan sabit bir gerilim talep edilir. Bu makine az kullanılır.

İki kutbun seri bağlanan uyarma sargısının sarım sayısı We ile gösterildiğinde aşağındaki
ifadesi ile verilen boyuna ampere iletken sayısına takbül eden uyarma akımını verir. A, nominal akım (Ja=(An) ye ait özgül ampere iletken sayısıdır. Bu şekilde iç mağnetik karakteristiği denilen U(Je) karakteristiğini elde ediriz.
Aşağıda da ayar karakteristiği Je (J) de çizilmiştir; bu karakteristik ise değimeyen kutup gerilimi ve değişmeyen devir sayısı (n) deki ikaz akımı Je nin J yük akımına olan bağlılığını verir. Şekilde Un monimal kutup geriliminin boştaki (Je, J=0) ve nominal yükteki (Jen ve Jn ) noktaları tesbit edilmiştir.
Aşagıda b, bir şönt generatörüne ait boştaki karakteristiği E(Je) ile, nominal yük akımında, dış magnetik karakteristik U(Je) yi göstermektedir. Şekilde sabit bir şönt devre direnci Re kabul edilmiş ve böylece










Sekilde Serbest uyarımlı bir generatörün boştaki karakteristiği E(Je), iç magnetik karakteristikleri E(Je) ve E’’(Je) dış magnetik karakteristiği U(Je) ve ayar karakterisiği Je(J)

Direnc doğrusu JeRe(Je) çizilmiştir. Bu meyanda burada Re direnci,Un nominal kutup geriliminde nominal akım husule gelecek bir şekilde seçilmiştir. Direnç doğrusu U(Je) dış magnetik karakteristiğini a ve b noktalarında kesmektedir.Bu duruma göre nominal Jn akımındaki U(Je) yük karakteristiği şönt devrede ait Re sabit direnc doğrusu ile iki muhtelif kutup gerilimi verirki, bunlar ilk verdigimiz tabloda verilen tabeladaki dış karakteristik üzerinde a’ ve b’ noktaları ile gösterilmiş bulunmaktadır.
Seri makinede Je=J olduğundan iç magnetik karakteristiği E’ (Je), iç karakteristik E’(J) ile, dolasıyle E”(Je) karakteristiği E”(J) ile, ve dış magnetik karakteristik U(Je) ise makine dış karakteristiği U(J) ile intibak eder.
Kompond makinede geometrik nötr bölgede bulunan fırçalar ile elde edilen E(Je) yük karakteristiğinden, bu eğr, negatif absis ekseni istika metinde (JaWh-2Aß ) miktarı kadar kaydırıldığı takdirde, geometrik tarafsız bölgeden endüvi dönüş cihetinde @açısı kadar kaydırılmış fırçalardaki makinenin E”(Je) yük karakteristiği elde ederiz JaWh) bütün bir magnetik devrenin seri bobininin ampere iletken sayısını, ve We iki esas kutbun seri bağlanan şönt sargısı sarım sayısını ve 2Aß ise yine endüvi sargısının ters yönde boyuna amper iletken sayısının şönt sargısındaki takviye ettiği kabul edilmiştir. Fakat seri sargı amper- iletken sayısının şönt sargısındakine karşı koyması halinde E’(Je) eğrisi pozitif absis ekseni yönünde (jaWh+2Aß ) miktarı kaydırılmalıdır.



Şekil şönt generatörün boş taki karakteristiği
E(Je) ve dış magnetik karakteristiğiU(Je)
Şekil Kompond generatörün boştaki karakteristiği E(Je), iç magnetik karakteristikleri E”(Je) ve E”(Je) ve dış magnetik karakteristiği U(Je).



DOGRU AKIM GENERATÖRLERİNDE GERİLİM DEĞİŞMESİ

Elektrik makinelerinin değerlendirilmesi ve muayeneleri hakkındaki VDE (0530 XII. 37) nizamnamelerine göre, şönt veya serbest sargılı (uyarımlı) bir doğru akım generatörünün gerilim değişmesinden, nominal çalışmadan boştaki çalışmağa geçişinde husule gelen gerilim yükselmesi anlaşılır. Bu meyanda devir sayısı eşit olacak ve fırçalar normal çalışma için tesbit edilen vaziyette duracak ve makinenin kendi kendini uyarmas direnci ve makine serbest veya özel uyarımlı ise, uyarma akımı sabit kalacaktır Serbest uyarımlı ve şönt generatörlerde bu gerilim yüzkelmesindeki eğrilerden U0- Un olarak okunabilir; serbest uyarımlı makinelerde uyrama akımı Jen ve şönt makinelerde uyarma direnci sabit kalacaktır demiştikç Bu ise şönt makinelerde muayyen meyilli bir direnç doğrusuna tekabül eder. Bu direnç doğrusu boştaki karakteristiği c noktasında, ve dış magnetik karakteristiğini de b noktasında keser.
Şönt ve serbest uyarımlı dinamolarda olduğu gibi aynı şartlar muhafaza edildiği takdirde, Kompond generatörlerde gerilim değişmesi, nominal çalışmadan boştakine ve tekrar nominal çalışmaya intikali esnasında husule gelen en yüksek ve en düşük gerilim arasındaki farktır.

ŞÖNT GENERATÖRÜNÜN KENDİ KENDİNİ UYARMA ŞARTI.
Aşağıdaki , şönt devredeki muhtelif dirençler için, direnc dogrularını göstermektedir. Boştaki karakteristiğe olan teget, muayyen bir kritik dirence tekabül eder. Bu kritik değerden büyük olan direnç değerlerinde, direnç doğrusunun, boştaki karakteristik ile kesiştiği noktaya ait gerilime kadari makine kendi kendini uyarır. Genel olarak makine boştaki karakteristiğin lineer(doğrusal) kısmında krarlı çalışamaz; çünkü bu eğrinin o kısmında, direnç doğruları ile belirli ve tek değerli kesim noktaları husule gelmektedir.
Boştaki karakteristiğin aşağı kısmında eğri oluşu makinenin stabilite alanını büyütecektir. Aşagıdaki ikinci şekilde Bu inhina mesela kutup ayağında dar magnetik geçitler yapmakla ve üçüncü şekilde veya kutup cekirdeğinde daimi mıknatıslı çelik levhalar koymakla elde edilir.






Şekil Boştaki karakteristik ve şönt devredeki dirençlerin muhtelif değerleri için direnç doğruları
Şekil Aşağı kısmı inhinalı boştaki karakteristik
Sekil Gövdesinde magnetik dar geçit bulunan kutup



Ekseriya şönt generatör olarak inşa edilen ve işbasız çalışan bir generatör de Gebus Generatörü dür. Bu makine devir sayısının çok küçük degişmelerine büyük bir gerilim degişmesi ile mukabele eder.üsteki üçüncü sekile göre devir sayısı az bir miktar çoğalır ve ReJe ile verilen direnç doğrusunun boştaki karakteristik ile olan kesim noktası P ise boştaki karakteristik E(Je) ile çok yukselir dolasiyle çok düşer. Bu ise gerilimin büyük değerler etrafında değişmesi demektir. Gebus generatörü, taşıt vasıtalarının tahrik motoru yani (dizel motoru, benz,n motoru, gaz motoru) ile taşıt vasıtası tahrik milli arasında enerji nakli için kullanılır.


Taşıt vasıtalarının tahrik milleri i.in kullanılan tahrik motorları, vasıta içine yerleştirilir. Mil tahrik motorları olarakda ekseriye doğru akım seri motorları kullanır.






DOGRU AKIM GENERATÖRLERİNİN PARALEL ÇALIŞMASI
a) Şönt veya serbest uyarımlı makineler: Serbest ve kendi kendini uyarımlı veya şönt makinlerin paralel bağlanmasında aşağıdaki şartlara riayet lazımdır.
1- Paralel bağlanaçak generatör (II)-nin kutup gerilimi, şebekenin gerilimine veya şebekeyi beslemekte oolan generatör (I) in kutup gerilimine eşit olmalıdır.
2- Uçların bağlantıları, kutbiyet gözönünde tutularak yapılmalıdır;yani paralel bağlanacak makine (II) nin pozitif kutbu, şebekenin veya çalışmakda olan makine(I) in pazitif kutbuna bağlanmalıdır. Bu mesela aşağıdaki tarzda kontrol edilir. Paralel bağlanacak genratör II-nin iki kutuplu şalterinin bir kutbunun kontakları kısa devre edilir ve şalterin diğer kutbunun kontakları arasına da bir voltmetre veya bir lamba konur. Her iki generatörün gerilimleri birbirne eşit oldupu taktırde ve irtibatlar doğru yapılmış iseler voltmetredeki veya lambadaki gerilim makine gerilimin iki misline eşit olur
3- Generatör (II) nin paralel bağlanmasiyle, bu generatör şebekeye henüz içbir akım vermez . Generatörtün şebekeye akım vermeğe içbar edilmesi şu şekilde mulahaza edilebilir:I inci generatör akımını J, IIıinci generatör akımını J,, ile bütün makinelerin dirençlerin Rı ve Rıı ile ve endüvilerde endüklenen gerilimleri de Eı ve Eıı ile gösterelim: şayet U ile de şebeke gerilimini gösterirsek, o vakit generatör II için:




Eşitliği caridir. Ohalde Eıı=U olduğu müddetçe II-ci makineakım vermez (Jıı=0); fakat uyarımını Eıı>U olacak şekilde kuvvetlendirdiğimizde şebekeye Jıı değerinde bir akım gönderir. Bu şekilde şebekenin aynı yükünde I-ci generatör, Jıı akımı kadar az yüklenecekir ve veriği akım (Jı-Jıı) ye eşit olacaktır. I-ci makine için



Yazılabilir. Bu denklemden U şebeke geriliminin, generatör II nin şebeke ilavesi ve ikazında ve dolayısıyle endüklenen Eı geriliminde hiçbir şey değiştirilmemiştir. U şebeke gerilimini, başlangıçtaki değerine tekrar getirebilmek için I ile verilen generatörün ikazının musaip bir şekilde zayıflatılması lazımdır.
Generatör I-in generatörII üzerinde bir yül verebilmesi için II generatörü paralel bağlandıktan sonra, Igeneratörünün ikazını da zayıflatabilirdir. Bu şekilde de şebeke gerilimi U düşerdi. Ançak, bununda tekrar II generatörü ikazının kuvvetlendirilmesi ile denkleştirilmesi lazım gelecekti
Her iki generatör ikazının değiştirilmesiyle, sabit kalan şebeke geriliminde, generatör, arasında istenildiği gibi yük taksimi yapılabilir. Hatta bir generatör, diğeri tarafından motor olarakda tehrik edilebilir. Mesela generatör II nin ikazı, Eıı <U olacak şekilde zayıflatılırsa, o vakit, Jıı negatif olur. Bu da makine motor haline geçecek demektir.
Bir generatörün darbesiz bir şekilde devreden çıkarılması için evvela, sabit kalan şebeke geriliminde, şebekeden ayrılacak generatörün akımı sıfır oluncaya kadar, ikazının zayıflaması ve şebeke üzerinde kalan generatör ikazının ise yüksetilmesi lazımdır.

Kompond makineler. Paralel bağlanmış kompond makinelerde herhangi bir sebepten dolayı, mesela tahrik makinesi devir sayısının yükselmesi yüzünden bir generatörün verdiği akım büyüdüğü takdirde, bu genaratör daha fazla ikaz olur ve şebekeye daha büyük, bir akım verir ve nihayet paralel çalışan diğer generatörler bu yüzden yanlız tamamen yüksüz olarak kalmıyacaklar, aynı zamanda bunlar sözü geçen generatör tarafından motor olarak tahrik edileceklerdir. Bu hale sebep, bu generatörlerin seri sargılarıdır. Biraz evvel izah edildiği gibi, makinenin birisi, büyük bir uyarımda veya devir sayısının artmasında akım yani yükü üzerine alması gibi paralel çalışan makineler üzerine alması gibi, paralel çalışan makineler üzerine yükün laaletteyin bir şekilde taksimini önlemek için seri sargılar, aşagığıda gösterildiği tarzda bir denkleştirme irtibatı ile paralel bağlanır. Denkleştirme hattının bağlantısı ilk vermiş oldugumuz şekilde tabeladaki montaj şemasında işaret edilmiştir.
Bir makinedeki büyükçe bir akım diğer bütün seri sargılara taksim olmakta ve binaenaleyh bütün makinelerin ikazına tesir etmektedir.


Kompond kaminenin paralel bağlanmasında şu şekilde hareket edilebilir: önce seri bobinler paralel bağlanır, sonra, devreye sokulacak makinenin şönt bobini ile endüvi gerilimi, diger makinelerin endüvlerinin gösterdikleri gerilme eşit yapılır, ve nihayet makine paralel bağlanır, veya bütün anahtarlar üsteki şekilde aynı zamanda kapatılır. Paralel bağlanan makine akım vermeğe kendisinin şönt ikazını kuvvetlendirmekle icbar edilir.
c) Seri makineler. İki seri makinenin paralel çalışması üsteki ikinci şekilde olduğu gibi, çapraz bağlama ile mümkündür. Bir makinenin endüvi akımı, mesela kendisini tahrik eden makinenin devir sayısının artması yüzünden , yükselirse, bu makine diğer makineyi daha fazla ikaz eder ve bu şekilde bu son makine akımının yükselmesini mucip olur.