AC jeneratörler

AC GENERATÖRLER

4.1. AC Generatörlerin Çalışması

Generatörler mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren elektrik makineleridir. Manyetik alan içerisinde dönen bir iletkende endüksiyon yolu ile bir elektromotor kuvvet oluşması prensibine göre çalışır. Doğru akım generatörünün çalışmasına benzer. Generatörlerde kolektör yerine bilezikler kullanılmıştır. Generatörler duran endüvili veya dönen endüvili olarak iki türlü yapılır. Şekil 4.1’de döner endüvili generatörün prensip şeması verilmiştir.

Şekil 4.2, 4.3, 4.4 ve 4.5’te, kutupları doğal mıknatıstan oluşan döner endüvili bir generatörde alternatif akımın elde edilişi görülmektedir.

Şekil 4.3 c’de iletken manyetik alana paralel hareket ettiği için akım oluşmamaktadır. Bu noktada akım, yön değiştirmektedir.

Şekil 4.5 G’de iletken manyetik alana paralel hareket ettiğinden akım oluşmamakta fakat, akım yön değiştirmektedir.

Bobinde oluşan akım ve gerilimin eğrisi sinüs grafiğine benzediğinden sinüoidal olarak adlandırılır. Şekil 4.6’da N-S alanı içinde döndürülen bobinde oluşan AC’nin şekli verilmiştir.

4.2. Statordaki AC Gerilim

Küçük güçlü generatörlerin endüvileri rotorda olmasına rağmen, büyük güçlü generatörlerin endüvileri duran kısımda (stator) imal edilir. Endüvinin statorda olmasının; üretilen enerjinin dışarı alınmasında, bakım onarımda, soğutmada ve çalışma düzeninde çeşitli faydaları vardır.

Endüvinin statorda olması, generatörün ürettiği enerjinin stator sargılarında indüklendiği anlamına gelmektedir.

Stator sargılarında indüklenen gerilim;

E = 4,44 *f * f * N *10-8………….Volt formülü ile bulunur.

Formüldeki değişkenler;

? :Bir kutup çiftinin manyetik akısı………………..Maxwell

1. f : Frekans…………………………………………..Hz
2. N : Spir sayısı

2 p * n

Burada frekans f = …….Hz formülü ile bulunur.

120 2p : Kutup sayısı

n : Devir sayısı……………d/dk.

4.3. Üç Faz Gerilim Üretme

AC üreten generatörün içine yerleştirilen bobin bir adet ise elde edilen enerji de tek fazlı olur. Ancak uygulamada kullanılan generatörlerin içinde Şekil 4.7’de görüldüğü gibi birbirine 120° açılı olarak yerleştirilmiş üç bobin vardır. Bu üç bobinin birer ucu köprülenmiş ve elde edilen dördüncü uca nötr hattı denilmiştir. Üç bobinin çıkış uçlarının adları R-S-T’dir.

Generatör içine yerleştirilmiş olan üç sargışekil 4.8’de görüldüğü gibi, N-S manyetik alanı altından geçirildiği zaman kuvvet çizgilerinin etkisiyle sargıların içindeki elektronlar ve oyuklar hareket etmeye başlayarak akımı oluşturmaktadır. Oluşan bu üç fazlı alternatif akım üç fazlı alıcılar tarafından kullanılır.

Generatörün ürettiği elektrik enerjisinin gerilim değeri şekil 4.9’da görüldüğü gibi değişim gösterir. Bobinden AC alabilmek için bilezikler kullanılır (Bakınız şekil 4.1).

Aşağıdaki şekilde deney amaçlı yapılmış basit bir döner mıknatıslı generatör görülmektedir.

Generatör milini çevirmek için uygun düzeneklerle su, rüzgar, Lpg, petrol ürünleri, kömür, yer altı termal kaynakları gibi maddeler kullanılır. Elektrik motoru ile de çevrilebilir fakat, üretilen enerji motora harcanan enerjiden daha küçük olacağından, faydadan çok zarar ettirir.

4.4. Generatörlerin Bakımı ve Arıza Giderme

Generatörlerde meydana gelen arızalar iki bölümde incelenebilir. Bunlar, generatörün dışındaki ve generatörün içindeki arızalar olarak ayrılır.

• • Generatörün dışında meydana gelen arızalar:
    • Aşırı yüklenme,
    • Gerilim yükselmesi,
    • Dengesiz yükleme,
    • Geri güç akışı gibi kaynağı generatör dışında olan arızalardır.
  • Generatörün içinde meydana gelen arızalar:
    • Faz – faz kısa devresi
    • Bir fazın kendi sargıları arsındaki kısa devre
    • Faz – toprak kısa devresi
    • İndüktör sargılarından toprağa kaçak akım.

Generatörlerin bu arızalara karşı korunması için çeşitli koruma düzenleri geliştirilmiştir. Bu düzenekler çeşitli tiplerdeki rölelerden oluşmakta olup, herhangi bir tehlike anında generatörü devreden çıkararak meydana gelecek zarardan generatörü korur.

Generatörler devreye bağlanırken bazı basit kontrollerin yapılması gerekir. Bunlar;

• Genel göz kontrolü
• Yakıt seviyesi
• Motor yağ ve su durumu
• Motor hava emiş ve çıkış rahatlığı
• Akü bağlantı kablolarının durumu
  • Çıkış şalteri ve acil stop butonunun pozisyonları
  • Devreye alınan generatör; dizel motor çalıştığı halde enerji vermiyorsa sırasıyla;
• Transfer panosunu,
• Kontrol panelini,
• Klemens kutusunu,
• Uyartım (tahrik) akımı diyotlarını,
• Uyartım ve ana sargıları kontrol ediniz.

Şekil 4.11’de piyasada kullanılan 2500kVA’lık bir dizel generatör ve kısımları görülmektedir.

Generatör bağlantısı yapılırken; generatör klemens çıkışı ile şebeke sayaç çıkışı transfer panosu adlı kontrol panosuna bağlanır. Transfer panosunda birbirleri ile elektriki kilitlemeli iki adet kontaktör bulunur. Biri generatörü diğeri şebekeyi taşır (Şekil 4.12).

Şebeke kesildiği anda şebeke kontaktörü devreden çıkar ve generatör devreye girer. Generatörün devreye girmesi 10-25sn arasıdır. Bu sürede sırası ile; dizel motor çalışır, uyartım akımı geçmeye başlar, generatör enerji vermeye başlar, generatör enerjisi istenilen seviyeye ulaşır ve yük generatöre geçer. Şekil 4.13’te generatör klemens kutusu verilmiştir.