Senkron Alternatör Nedir?

Senkron Alternatör

İnternette bu motorumsu ve aynı zamanda da dinamo işi yapan bu ilginç jeneratörü anlatan çok az siteyle karşılaştım ve hemen bunu blogta paylaşmak istedim. Bu araştırma çerçevesinde ilk olarak senkron, asenkron, alternatör, dinamo ve jeneratör kelimeleri hakkında kısa birkaç bilgi verip senkron alternatöre geçiş yapacağım.

Senkron, kelime olarak eşit zamanlı anlamına gelmektedir. Bu kelime ilk kez elektrik makineleri üzerinde araştırmalar yapan fizikçi Steinmetz tarafından kullanılmıştır. Senkron makineler grubuna, alternatörler (generatörler), senkron motorlar ve senkron konvertörler girer. Senkron motor ile alternatör arasında yapı bakımından bir fark yoktur.

 Şekil-1. Senkron alternatör.

 Şekil-2. Senkron alternatörün kesit alınmış gösterimi.

Rotor devri ile stator devri eşit olan makinelerdir. Senkron makineye mekanik enerji verilip elektrik enerjisi alınırsa alternatör; elektrik enerjisi verilip mekanik enerji alınırsa senkron motor olur. Bir başka tanımlamayla senkron makine; stator sargılarında alternatif akım, rotor sargılarında ise doğru akım bulunan ve rotor hızı senkron devirle dönen veya döndürülen makinelerdir.

Senkron Jeneratörlerin Yapısı

Alternatif akım senkron jeneratörlerle üretilir. Bu makinelere kısaca alternatörler de denir. O halde, milinden aldığı mekanik enerjiyi, gerek 1 fazlı gerekse 3 fazlı alternatif gerilime dönüştüren veya alternatif gerilim üreten makineleri alternatör diye tanımlayabiliriz. Genel olarak üç fazlı olarak karşılaşılan alternatörlerden günümüzde elde edilen maksimum güç 1500 MVA ulaşmıştır (nükleer santraller için turbo alternatörler). Bugünkü imkânlarla 4 kutuplu 2500 MVA’lık turbo generatörlerin yapımı mümkün olmaktadır. Alternatörler başlıca iki ana bölümden oluşurlar: Endüvi (stator) ve endüktör (rotor).

Endüvi, alternatörlerde alternatif gerilimin elde edildiği kısma denir. Birer yüzeyleri yalıtılmış silisli saçların paketlenmesinden yapılmışlardır. Endüvi yapısına göre duran endüvili ve dönen endüvili olmak üzere iki kısma ayrılır. Dönen endüvili alternatörün endüktörü sabittir. Duran endüvili alternatörün endüktörü ise hareketlidir. Alternatör ister dönen endüvili olsun ,isterse duran endüvili olsun Endüvi üzerinde daima alternatif gerilimin üretildiği sargılar bulunur. Endüktör üzerinde ise
daima kutup (doğru akım) sargıları bulunur. Genelde Endüvi, küçük güçlü alternatörlerde dönen kısımda bulunur. Büyük güçlü alternatörlerde ise duran kısımdadır. Kutupları (endüktörü) hareketsiz, endüviyi (rotoru) hareketli olarak dinamolarda görmüştük. Gerçekten de dinamolarda Endüvi mili üzerindeki kolektörü kaldırır, yerine bilezikleri koyarsak yapısal olarak küçük güçlü alternatörle karşılaşırız. Ancak her iki makinede de endüvi sarım şekilleri farklı özellikler taşımaktadır. Döner endüvili alternatörler büyük güçler için yapılamazlar. Dönen endüvili makinelerde akım ve gerilimler dış devreye bilezik ve fırçalar yardımı ile alınmaktadır. Ancak kuvvetli akım ve yüksek gerilimlerde bu işlem birçok sorun oluşturur. Endüktör  (kutuplar), manyetik alanın meydana geldiği uyartım (kutup) sargılarını taşıyan büyük güçlü makinelerde dönen kısımdır. Endüktör bu yüzden rotor olarak da isimlendirilir.(1)

 Şekil-3. Senkron alternatörün rotor ve statorunun görüntüsü.

 Şekil-4. Senkron alternatörün elektriksel teknik gösterimi.

Baraj Jeneratörü Olarak Bilinir

Bu alternatörlerin en çok kullanıldığı yerler otomobillerde şarj dinamosu adı altında senkron bir alternatördür. Bir diğer en çok kullanılan yer barajlardır.

Hiç düşündünüz mü barajlarda elektrik nasıl üretiliyor?

Baraj jeneratörleri o kadar büyük ki stator veya rotordan herhangi biri mıknatıslaştırılamayacak kadar büyük. Peki manyetik alan nasıl üretiliyor? İşte senkron alternatörlerde ki ikinci küçük olan kısım bir miktar elektrik üreterek veya dışarıdan bir elektrik uygulanarak asıl elektriği üretecek olan birinci ve büyük kısımda elektromanyetik bir alan oluşturulur. Bu elektromanyetik alan ve o alan içerisinde hareket etmeye zorlatılan rotor yani hareket ettirilen mil yardımıyla elektrik üretilir. Şimdilik biraz karışık görülebilir fakat biraz daha basite indirgeyerek anlatmak istiyorum. Bir adet bobin sarılı rotor ile bir adet bobin sarılı stator olduğunu varsayın. Rotorda ki bobinlere elektromıknatıs olabilmeleri için bakır fırça yardımıyla dışarıdan elektrik uygulanır. Yine aynı rotor dışarıdan herhangi bir hareket mekanizmasıyla hareket ettirilmesinin akabinde statorda ki bobinlerin çıkışlarından da elektrik akımı alınır. Böylelikle örneğin 7 amper elektirk vererek peşinede rotor zorla hareket ettirilerek statordan aynı voltta 70 amper alabilirsiniz.

Peki barajlarda elektrik kesilirse ne olur?

 

Senkron Alternatörlerin Gizli Özelliği

Senkron alternatörler genelde %85 verimle çalışır. Fakat bu alternatörlerin gizli bir özelliğide A.V.R.(Automatic Voltage Regulator) bu elektronik aksamın en güzel yanı jeneratörü hep aynı devirde kalmasını sağlıyor. Sebebi ise hep ~50 Hz lik bir elektrik üretebilmek için milisaniyelik devir değişikliklerinde bile rotora giden elektriği arttırıp azaltan ve bunuda milisaniyeler içinde yaptığı için çok temiz bir AC elektrik elde edilmiş olur. Buda rüzgar enerjicilerin işine çok yarayan bir özelliktir.

---

(1) MEGEP – 7. ÜNİTE – SENKRON GENARATÖRLER

(2) http://www.isbirelektrik.com.tr

Unknown

Yazar & Derleyen

Bloğumuzda yayınlanan haberlere yorum yaparak bize yardımcı olabilirsiniz. Görüş ve önerilerinizi kesinlikle yorum olarak paylaşmanızı isteriz.