Yang awal elektromagnetik penjana (Faraday disk) dicipta oleh saintis Britain iaitu Michael Faraday pada tahun 1831. A Penjana DC adalah alat elektrik yang digunakan untuk menghasilkan tenaga elektrik . Fungsi utama peranti ini adalah mengubah tenaga mekanikal menjadi tenaga elektrik. Terdapat beberapa jenis sumber tenaga mekanikal yang tersedia seperti engkol tangan, enjin pembakaran dalaman, turbin air, turbin gas dan wap. Penjana memberikan kuasa kepada semua grid kuasa elektrik . Fungsi terbalik generator boleh dilakukan dengan motor elektrik. Fungsi utama motor adalah menukar tenaga elektrik menjadi mekanikal. Motor, serta generator, mempunyai ciri yang serupa. Artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan penjana DC.
Apa itu Penjana DC?
Penjana DC atau penjana arus terus adalah salah satu jenis mesin elektrik, dan fungsi utama mesin ini adalah menukar tenaga mekanikal menjadi elektrik DC (arus terus). Proses perubahan tenaga menggunakan prinsip daya elektromotif yang ditimbulkan secara bertenaga. The gambarajah penjana dc ditunjukkan di bawah.
Penjana DC
Apabila konduktor merosot fluks magnet , maka daya elektromotif yang diinduksi secara bertenaga akan dihasilkan di dalamnya berdasarkan prinsip Induksi Elektromagnetik Undang-undang Faraday . Daya elektromotif ini boleh menyebabkan aliran arus apabila litar konduktor tidak dibuka.
Pembinaan
Penjana DC juga digunakan sebagai Motor DC tanpa mengubah pembinaannya. Oleh itu, motor DC sebaliknya generator DC secara amnya boleh dipanggil a Mesin DC. Pembinaan a Penjana DC 4 tiang ditunjukkan di bawah. Penjana ini terdiri daripada beberapa bahagian seperti kuk, tiang & kasut tiang, penggulungan lapangan, teras angker, belitan angker, komutator & berus. Tetapi dua bahagian penting peranti ini adalah stator dan juga rotor .
Pemegun
Stator adalah bahagian penting dari generator DC, dan fungsi utama ini adalah untuk menyediakan medan magnet di mana gegelung berputar. Ini termasuk magnet stabil, di mana dua daripadanya menghadap kutub terbalik. Magnet ini terletak sesuai di kawasan pemutar.
Rotor atau Armature Core
Rotor atau teras angker adalah bahagian penting kedua generator DC, dan ia merangkumi laminasi besi berlubang dengan slot yang disusun untuk membentuk teras angker silinder . Umumnya, laminasi ini ditawarkan untuk mengurangkan kerugian kerana eddy semasa .
Lilitan Angker
Slot teras angker terutama digunakan untuk menahan belitan angker. Ini dalam bentuk penggulungan litar tertutup, dan dihubungkan secara bersiri hingga selari untuk meningkatkan jumlah arus yang dihasilkan.
Kuk
Struktur luaran generator DC adalah Yoke, dan ia dibuat dengan besi tuang selain keluli. Ia memberikan kekuatan mekanikal yang diperlukan untuk membawa fluks magnet diberikan melalui tiang.
Tiang
Ini digunakan terutamanya untuk menahan belitan medan. Biasanya, belitan ini dililit pada tiang, & disambung secara bersiri sebaliknya selari dengan belitan angker . Di samping itu, tiang-tiang akan memberikan sambungan ke arah kuk dengan kaedah pengelasan sebaliknya dengan menggunakan skru.
Kasut Tiang
Kasut tiang terutama digunakan untuk menyebarkan fluks magnet dan juga untuk mengelakkan gegelung medan jatuh.
Komutator
Kerja commutator adalah seperti penerus untuk berubah Voltan AC kepada Voltan DC di dalam angker berliku ke seberang berus. Ia direka dengan segmen tembaga, dan setiap segmen tembaga dilindungi antara satu sama lain dengan bantuan kepingan mika . Ia terletak di batang mesin.
Commutator dalam DC Generator
Fungsi DC Generator Commutator
Fungsi utama commutator dalam generator dc adalah menukar AC ke DC. Ia berfungsi seperti suis terbalik dan peranannya dalam penjana dibincangkan di bawah.
Emf yang disebabkan oleh gegelung angker penjana bergantian. Jadi, aliran arus dalam gegelung angker juga boleh menjadi arus bolak-balik. Arus ini dapat dibalik melalui komutator pada saat yang tepat setelah gegelung angker melintasi paksi tak bermagnet. Oleh itu, beban mencapai arus DC atau uni-arah.
Komutator menjamin bahawa aliran arus dari penjana akan mengalir selamanya dalam satu arah. Berus akan membuat sambungan elektrik berkualiti tinggi di antara penjana & beban dengan menggerakkan komutator.
Berus
Sambungan elektrik dapat dijamin antara komutator serta litar beban luaran dengan bantuan berus.
Prinsip Kerja
The prinsip kerja penjana DC berdasarkan undang-undang Faraday aruhan elektromagnetik . Apabila konduktor terletak di medan magnet yang tidak stabil, daya elektromotif akan terpengaruh di dalam konduktor. Magnitud e.m. yang disebabkan dapat diukur dari persamaan daya elektromotif penjana .
Sekiranya konduktor hadir dengan lorong tertutup, arus yang disebabkan akan mengalir di lorong. Dalam penjana ini, gegelung medan akan menghasilkan medan elektromagnetik serta konduktor angker diubah menjadi medan. Oleh itu, daya elektromotif yang disebabkan oleh elektromagnet (e.m.f) akan dihasilkan di dalam konduktor angker. Jalan arus aruhan akan disediakan oleh peraturan kanan Fleming.
DC Generator E.M.F Persamaan
The emf persamaan penjana dc menurut Undang-undang Induksi Elektromagnetik Faraday adalah Cth = PØZN / 60 A
Di mana Phi adalah
fluks atau tiang di dalam Webber
‘Z’ adalah keseluruhan konduktor angker
‘P’ adalah sebilangan kutub dalam generator
‘A’ adalah sebilangan lorong selari di dalam angker
‘N’ adalah putaran angker dalam r.p.m (putaran per minit)
‘E’ adalah e.m yang disebabkan dalam lorong selari di dalam angker
‘Cth’ adalah e.m yang dihasilkan di salah satu lorong selari
‘N / 60’ adalah jumlah giliran sesaat
Masa untuk satu giliran akan dt = 60 / N saat
Jenis Penjana DC
Pengelasan penjana DC boleh dilakukan dalam dua kategori terpenting iaitu teruja secara terpisah dan juga kegembiraan diri.
Jenis Penjana DC
Teruja Teruja
Dalam jenis teruja secara berasingan, gegelung medan diperkuat dari sumber DC luaran yang autonomi.
Diri Teruja
Dalam jenis teruja, gegelung medan diperkuat dari arus yang dihasilkan dengan penjana. Penjanaan daya elektromotif pertama akan berlaku kerana daya tarikannya yang luar biasa di dalam kutub medan.
Daya elektromotif yang dihasilkan akan menyebabkan sebahagian kecil arus untuk dibekalkan dalam gegelung medan, oleh itu yang akan meningkatkan fluks medan dan juga penjanaan daya elektromotif. Selanjutnya, jenis generator dc ini dapat dikelaskan kepada tiga jenis iaitu luka seri, luka shunt, dan luka kompaun.
- Dalam luka seri, penggulungan medan & belitan angker dihubungkan secara bersiri antara satu sama lain.
- Pada luka shunt, penggulungan medan & belitan angker dihubungkan selari antara satu sama lain.
- Penggulungan sebatian adalah gabungan penggulungan siri & penggulungan shunt.
Kecekapan Penjana DC
Penjana DC sangat dipercayai dengan penilaian kecekapan 85-95%
Pertimbangkan output penjana adalah VI
Input penjana adalah Kehilangan VI +
Input = VI + I2aRa + Wc
Sekiranya arus medan shunt tidak signifikan, maka Ia = I (lebih kurang)
Selepas itu, n = VI / (VI + Ia2Ra + wc) = 1 / (1 + Ira / V + wc / VI)
Untuk kecekapan tertinggi d / dt (Ira / V + wc / VI) = 0 sebaliknya I2ra = wc
Oleh itu kecekapan adalah paling tinggi apabila kerugian berubah sama dengan kerugian berterusan
Arus beban bersamaan dengan kecekapan tertinggi ialah I2ra = wc sebaliknya I = √wc / ra
Kerugian dalam Penjana DC
Terdapat berbagai jenis mesin yang tersedia di pasar di mana jumlah tenaga input tidak dapat diubah menjadi output kerana kehilangan tenaga input. Oleh itu, kerugian yang berlainan boleh berlaku pada penjana jenis ini.
Kerugian Tembaga
Dalam kehilangan tembaga angker (Ia2Ra), di mana arus angker adalah 'Ia' & rintangan angker adalah 'Ra'. Bagi penjana seperti shunt-luka, kehilangan tembaga medan setara dengan Ish2Rsh yang hampir stabil. Untuk generator seperti luka seri, kehilangan tembaga medan setara dengan Ise2 Rse yang juga hampir stabil. Untuk penjana seperti kompaun-luka, kehilangan tembaga yang difailkan serupa dengan Icomp2 Rcomp yang juga hampir stabil. Dalam kehilangan beban penuh, kerugian tembaga berlaku 20-30% kerana sentuhan berus.
Teras atau Besi atau Kehilangan Magnetik
Pengelasan kehilangan teras boleh dilakukan kepada dua jenis seperti histeresis dan arus eddy
Kehilangan Histeresis
Kerugian ini berlaku terutamanya kerana pembalikan teras angker. Setiap bahagian teras pemutar melintasi di bawah dua tiang seperti utara & selatan secara bergantian & mencapai kekutuban S&N. Apabila inti membekalkan di bawah satu set kutub, maka teras akan menyelesaikan satu siri pembalikan frekuensi. Sila rujuk pautan ini untuk mengetahui lebih lanjut mengenai Apakah Kehilangan Histeresis: Faktor & Aplikasinya
Kerugian Semasa Eddy
Inti angker mengurangkan aliran magnet sepanjang revolusi & e.m.f dapat disebabkan oleh bahagian dalam teras, berdasarkan undang-undang induksi elektromagnetik, emf ini sangat kecil, namun, ia menetapkan arus besar di permukaan inti. Arus besar ini dikenali sebagai arus eddy sedangkan kerugian disebut sebagai arus arus eddy.
Kerugian teras stabil bagi penjana kompaun & pemisah kerana arus medannya hampir stabil. Kerugian ini berlaku terutamanya dari 20% hingga 30% pada kerugian beban penuh.
Kerugian Mekanikal
Kerugian mekanikal dapat didefinisikan sebagai geseran udara atau putaran angin angker berputar Kerugian geseran berlaku terutamanya 10% hingga 20% daripada kehilangan beban penuh pada galas & komutator.
Kerugian Sesat
Kerugian sesat terutamanya berlaku dengan menggabungkan kerugian seperti inti dan mekanikal. Kerugian ini juga disebut kerugian putaran.
Perbezaan antara AC dan DC Generator
Sebelum kita dapat membincangkan perbezaan antara penjana AC & DC, kita harus mengetahui konsep penjana. Secara amnya, penjana dikelaskan kepada dua jenis seperti AC dan DC. Fungsi utama penjana ini adalah untuk menukar kuasa dari mekanikal ke elektrikal. Penjana AC menghasilkan arus bolak sedangkan penjana DC menghasilkan kuasa langsung.
Kedua-dua penjana menggunakan undang-undang Faraday untuk menghasilkan tenaga elektrik. Undang-undang ini mengatakan bahawa apabila konduktor beralih dalam medan magnet maka ia mengurangkan garis kekuatan magnet untuk merangsang EMF atau daya elektromagnetik di dalam konduktor. Besarnya emf ini disebabkan terutamanya oleh sambungan daya garis magnet melalui konduktor. Setelah litar konduktor ditutup maka emf boleh menyebabkan aliran arus. Bahagian utama penjana dc adalah medan magnet & konduktor yang bergerak dalam medan magnet.
Perbezaan utama antara penjana AC & DC adalah salah satu topik elektrik yang paling penting. Perbezaan ini dapat membantu pelajar untuk mempelajari topik ini tetapi sebelum itu, seseorang harus mengetahui mengenai penjana AC dan juga penjana dc dalam setiap perincian agar perbezaannya sangat mudah difahami. Sila rujuk pautan ini untuk mengetahui lebih lanjut mengenai The Perbezaan antara AC dan DC Generator.
Ciri-ciri
Ciri penjana DC boleh didefinisikan sebagai perwakilan grafik antara dua kuantiti yang berasingan. Grafik ini akan menunjukkan ciri-ciri keadaan stabil yang menjelaskan hubungan utama antara voltan terminal, beban & pengujaan melalui grafik ini. Ciri-ciri terpenting penjana ini dibincangkan di bawah.
Ciri Magnetisasi
Ciri-ciri magnetisasi memberikan perbezaan menghasilkan voltan sebaliknya voltan tanpa beban melalui arus medan pada kelajuan stabil. Karakteristik semacam ini juga dikenali sebagai litar terbuka jika tidak ada ciri beban.
Ciri-ciri Dalaman
Ciri-ciri dalaman penjana dc dapat ditunjukkan antara arus beban dan juga voltan yang dihasilkan.
Ciri Luaran atau Beban
Ciri beban atau jenis luaran memberikan hubungan utama antara arus beban serta voltan terminal pada kelajuan stabil.
Kelebihan
Yang a kelebihan penjana dc sertakan perkara berikut.
- Penjana DC menghasilkan output yang besar.
- Beban terminal generator ini tinggi.
- Perancangan penjana dc sangat mudah
- Ini digunakan untuk menghasilkan daya output yang tidak rata.
- Ini sangat konsisten dengan penilaian kecekapan 85-95%
- Mereka memberikan output yang boleh dipercayai.
- Ia ringan dan ringkas.
Kekurangan
Kelemahan penjana dc merangkumi yang berikut.
- Penjana DC tidak boleh digunakan dengan pengubah
- Kecekapan penjana ini rendah kerana banyak kerugian seperti tembaga, mekanikal, eddy, dll.
- Kejatuhan voltan boleh berlaku dalam jarak jauh
- Ia menggunakan commutator split ring sehingga akan menyulitkan reka bentuk mesin
- Mahal
- Penyelenggaraan yang tinggi
- Percikan api akan dihasilkan semasa menjana tenaga
- Lebih banyak tenaga akan hilang semasa penghantaran
Aplikasi Penjana DC
Aplikasi pelbagai jenis generator DC merangkumi yang berikut.
- Penjana DC jenis teruja secara berasingan digunakan untuk meningkatkan juga penyaduran elektrik . Ia digunakan untuk tujuan kuasa dan pencahayaan menggunakan a pengatur lapangan
- Penjana DC yang bersemangat sendiri atau penjana DC shunt digunakan untuk kuasa serta pencahayaan biasa menggunakan pengatur. Ia boleh digunakan untuk pencahayaan bateri.
- Penjana DC siri digunakan dalam lampu busur untuk pencahayaan, penjana arus stabil, dan penggalak.
- Penjana DC kompaun digunakan untuk menyediakan bekalan kuasa untuk mesin kimpalan DC.
- Aras sebatian DC penjana digunakan untuk menyediakan bekalan elektrik untuk asrama, pondok, pejabat, dll.
- Di atas kompaun, penjana DC digunakan untuk membayar balik penurunan voltan dalam Pengumpan.
Oleh itu, ini semua berkaitan penjana DC . Dari maklumat di atas akhirnya, kita dapat menyimpulkan bahawa kelebihan utama penjana DC termasuk pembinaan & reka bentuk yang mudah, operasi selari itu mudah, dan masalah kestabilan sistem tidak seperti pengganti. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah kelemahan generator DC?
