Σύγχρονη γεννήτρια

Abstract

Η σύγχρονη γεννήτρια είναι μία σύγχρονη μηχανή η οποία έχει τη δυνατότητα να μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια σε εναλλασσόμενη ηλεκτρική ενέργεια. Πρόκειται για τη σημαντικότερη μηχανή παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ είναι γνωστή και σαν εναλλακτήρας. Για τη λειτουργία μίας σύγχρονης γεννήτριας βασική προϋπόθεση αποτελεί η τροφοδοσία του τυλίγματος του δρομέα με συνεχές ρεύμα. Ο δρομέας είναι ουσιαστικά ένας μεγάλος περιστρεφόμενος μαγνήτης ο οποίος καθώς περιστρέφεται, περιστρέφεται μαζί του και το μαγνητικό πεδίο το οποίο δημιουργείται από το συνεχές ρεύμα. Με αυτό τον τρόπο επάγεται τριφασική τάση στο τύλιγμα του στάτη. Ο δρομέας μπορεί να είναι είτε κυλινδρικός, όπου οι πόλοι του είναι στο ίδιο επίπεδο με την υπόλοιπη επιφάνειά, είτε έκτυπων πόλων όπου οι πόλοι είναι διακριτοί. Στους κυλινδρικούς δρομείς υπάρχουν αυλακώσεις όπου είναι τοποθετημένα τα τυλίγματα και χρησιμοποιούνται κυρίως σε γεννήτριες μέχρι και τέσσερις πόλους ενώ σε περιπτώσεις γεννητριών με περισσότερους πόλους προτιμώνται δρομείς έκτυπων πόλων. Η τροφοδοσία του δρομέα με συνεχές ρεύμα είναι δυνατόν να πραγματοποιηθεί με δύο διαφορετικούς τρόπους. Στον πρώτο τρόπο η τροφοδοσία επιτυγχάνεται από εξωτερική πηγή συνεχούς ρεύματος κάτι που σημαίνει ότι στον περιστρεφόμενο δρομέα προσαρμόζονται ψήκτρες και δακτυλίδια. Στον δεύτερο τρόπο η τροφοδοσία γίνεται από πηγή συνεχούς ρεύματος η οποία είναι τοποθετημένη στον άξονα της μηχανής. Στην πρώτη περίπτωση, το ένα άκρο του τυλίγματος του δρομέα είναι συνδεδεμένο με το ένα από τα δύο δαχτυλίδια ενώ το άλλο άκρο είναι συνδεδεμένο με το δεύτερο δαχτυλίδι. Οι ψήκτρες τοποθετούνται με τέτοιο τρόπο ώστε στο κάθε δαχτυλίδι να εφάπτεται από μία. Με αυτό τον τρόπο, συνδέοντας το θετικό άκρο της πηγής στη μία ψήκτρα και το αρνητικό άκρο της πηγής στην άλλη ψήκτρα γίνεται δυνατή η συνεχής τροφοδοσία του δρομέα. Στα μειονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι η φθορά των ψηκτρών και η σχετικά συχνή απαίτηση αντικατάστασής τους καθώς επίσης και οι σημαντικές απώλειες ισχύος οι οποίες οφείλονται στην πτώση τάσης στις ψήκτρες. Στην δεύτερη περίπτωση χρησιμοποιούνται διεγέρτριες μηχανές οι οποίες ουσιαστικά είναι μικρές γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος ώστε να τροφοδοτούν το δρομέα της γεννήτριας με συνεχές ρεύμα. Το κύκλωμα διέγερσης αυτών των μικρών γεννητριών εναλλασσόμενου ρεύματος τροφοδοτείται από το στάτη της κύριας γεννήτριας ενώ το κύκλωμα οπλισμού της είναι τοποθετημένο πάνω στον άξονα του δρομέα. Η τριφασική έξοδος της διεγέρτριας ανορθώνεται από τριφασικό ανορθωτή και εν συνεχεία το συνεχές ρεύμα το οποίο προκύπτει διαρρέει το κύκλωμα διέγερσης της κύριας γεννήτριας. Με αυτή τη μέθοδο παρακάμπτονται τα μειονεκτήματα του πρώτου τρόπου τροφοδοσίας αφού πλέον δεν υπάρχει εμπλοκή μηχανικών τμημάτων.