Araba Alternatörü Nedir Ne İşe Yarar? Nasıl Çalışır? Yapısı ve Görevleri Nelerdir?

Araba alternatörü nedir: Alternatör diğer bir adıyla şarj dinamosu, aracın elektrik ihtiyacının ana parçasıdır. Araba alternatör nedir, görevleri ve arızaları. Alternatör hakkında bilinmesi gerekenler.

Araba Alternatörü

Şarj dinamosu (charger) ne işe yarar:

Motorun meydana getirdiği mekanik hareketi elektrik enerjisine çevirir. Bu sisteme alternatör (şarj dinamosu) denir. Alternatörün amacı, kasnağın hareketini (mekanik enerji) elektrik enerjisine çevirmektir. Alternatör, motor devrine bağlı olarak elektrik akımı üretir. Aküyü şarj eder. Şarj dinamosunun görevi aracın elektrik ihtiyacını karşılamaktır.

Araba Aküsü Nasıl Şarj Edilir?

Akü, elektrik enerjisini kimyasal enerji olarak depolar. Akü devresine alıcı bağlandığında bu enerjiyi, elektrik enerjisine çevirerek dış devreye veren bir üreteçtir. Motor çalışmadığı zamanlarda alıcıları besler ve ilk çalışma anında marş sistemine gerekli olan yüksek akımı verir. Akü kapasitesiyle sınırlı olduğundan sürekli şarj edilmesi gerekir. Motor çalışırken akünün şarj edilmesini, alternatör gerçekleştirir.

Araç motoru düşük devirlerde çalışırken şarj sisteminin vereceği akım alıcıları beslemek için yeterli olmayabilir. Bu durumda alıcıların beslenmesi işlemini alternatör ve akü birlikte gerçekleştirir.

Motor yüksek devirlerde çalışırken sarj sistemi akım üretir. Şarj sisteminin ürettiği akım alıcıların harcadığı akımdan yüksek olursa sistemin ürettiği akımın bir bölümü alıcılara gider. Diğer bir bölümü de akünün şarj edilmesi için harcanır. Araç motoru düşük devirlerde çalışırken şarj sisteminin vereceği akım alıcıları beslemeye yetmeyebilir. Bu durumda alıcıların beslenmesini, alternatör ve akü birlikte yapar.

Günümüz araçlarında elektrik üretimini dinamo yerine alternatör yapmaktadır. Araba alternatörleri aracın motoru çalışıyorken aküyü şarj eder ve diğer tüm elektrik sistemlerine enerji sağlar. Alternatörlerin kullanılmasının en büyük sebebi ise rölanti (idling) devrinde bile şarj edebilmesi ve çıkış akımının daha fazla olmasıdır. Alternatörün ürettiği alternatif akım (AC) diyotlar tarafından doğru akıma (DC) çevrilir. Çeşitli otomotiv sistemleri tarafından kullanılmak üzere şarj sistemine verilir.

Araba Alternatörü Ne İşe Yarar?

Alternatörün görevlerinden biri, motor çalışıyorken elektrikli alıcıları besler. İkincisi ise motor çalışıyorken aküyü şarj şarj etmektir. Araba alternatorü (car alternator), doğru akım (DC) elde etmek için gereken çeviriciye sahip değildir. Bunun için doğru akım üreteçlerine göre daha basit, hafif ve dayanıklıdır.

Araba alternatörleri, dayanımları sayesinde daha yüksek hızlarda çalışabilirler. Böylece otomobildeki altenator, motor hızının iki katı hızda dönebilir, bu da alternatörün rölantideki çıkış gücünü artırır.

Alternatörler, aracın hareket enerjisinden faydalanarak aküye enerji gönderir ve aküyü şarj etmek için kullanılır. Alternatörün kapasitesi, üretebildiği akım şiddetine (amper) bağlı olarak değişir. Şarj sisteminde bir arıza oluştuğunda, akü şarj edilmediğinde, gösterge panelinde “akü şarj ikaz lambası” yanacaktır.

Araba Alternatörü Nasıl Çalışır?

Kontak anahtarı açıldığı zaman, sürücü mahallinde bulunan yağ ve şarj göstergesi lambaları yanar. Marşa basılıp motor çalıştığı zaman, yağlama ve akü lambaları söner. Motor çalışırken, akü arabaya başlangıçta güç verir. Alternatör kayışı veya V kayışı alternatör üzerindeki kasnağı döndürerek alternatörün içindeki rotorun çok hızlı dönmesine neden olur. Şarj dinamosunun ürettiği elektrik, motor devri ile değişir. Şarj göstergesi, sistemin çalışıp çalışmadığını sürücüye bildirir. Vantilatör kayışı koparsa şarj lambası yanar. Bundan dolayı akü şarj lambası yandığında motor durdurulmalıdır.

Bir mıknatıs (magnet) grubu olan rotor, statör denilen bakır tellerden meydana gelen bir yuvanın içine yerleştirilmiştir. Rotora verilen besleme gerilimi, rotor değişken manyetik alan meydana getirir. Rotor bir elektromıknatıs (electromagnet) durumuna gelir.

Rotordaki manyetik alan daima fırçalarla aktarılan akımla oluşturulur. Böylece rotordaki akım kontrol edilerek alternatörün oluşturduğu voltajın kontrol edilebilmesi sağlanır.

Mıknatıs kullanan alternatörler ayrıca rotora akım vermek zorunda olmadıklarından daha verimlidir. Mıknatısın manyetik alanı sabit olduğundan üretilen voltaj devir ile birlikte artar.

Alternatör, Faraday Kanunu’ na göre çalışarak elektrik üretir. Faraday Kanunu (Faraday’s Law):

“Değişken bir manyetik alan içerisinde bulunan iletken telde elektrik akımı indüklenir.” Alternatörde değişken manyetik alan, rotor tarafından oluşturulur.

Statör sargıları, değişken manyetik alan içerisinde duran iletken tellerdir. Elektrik bu sargılarda meydana gelir. Statör sargılarında oluşan elektrik akımı alternatif akımdır (AC). Statör sargılarında oluşan alternatif akımı doğru akıma çevirmek için, diyot (diode) kullanılır. Araba içi elektrik tesisatı, donanımları ve akü doğru akımla (DC) çalışır.

Diyot, elektrik akımını tek yönde geçiren, diğer yönde geçirmeyen elektronik devre elemanıdır. Statör sargılarında meydana gelen alternatif akım (AC), diyotlar sayesinde doğru akıma (DC) dönüştürülür. Sonra çıkış ucu pozitif (B+) akünün (+) kutbuna bağlanır. Negatif (-) çıkış ise alternatör gövdesinden araba şasesine (chassis), yani akünün eksi (-) kutbuna bağlanır.

Alternatör Çıkış Gerilimi 

Alternatörde, sabit bir gerilim elde etmek için magnet sabit bir hızda döndürülmelidir. Motor yol şartlarına bağlı olarak değişik hızlarda çalıştığı için alternatörün hızı sabit tutulamaz. Sabit bir gerilim sağlamak amacı ile sabit bir mıknatıs (magnet) yerine elektromıknatıs (elektromagnet) kullanılır.

Elektromıknatıs, üzerine bobin (coil) sarılmış bir demir çekirdektir. Bobinden akım geçtiği zaman çekirdek mıknatıslanır. Mıknatıslanmanın derecesi, bobinden geçen akımın miktarı ile değişir.

Alternator düşük hızlarda dönerken akım artırılır. Bunun tersi de, alternator yüksek hızlarda dönerken akımın azaltılmasıdır. Elektromıknatıstan geçen akım, akü tarafından beslenir ve gerilim regulatörü (konjektör) tarafından kontrol edilir. Bu sebeple alternator motor hızına bağlı olmaksızın sabit gerilim üretir. Şekil de görüldüğü gibi alternatorlerde akımın üretildiği iletkenler sabit durur ve manyetik alanı oluşturan rotor döner.

Araç Şarj Dinamosu Kaç Volt Üretir?

Şarj dinamoları veya alternatör, yaklaşık 12,9 Volt – 14,9 Volt arası bir gerilimle aküyü şarj ederler. Araç modeli ve motor tipine göre değişiklik gösterebilir. Akünün her zaman şarjlı halde kalmasını sağlar. Doğru değere aracın servis katologundan bakılmalıdır.

Farların açılması, sileceklerin, radyonun, ısıtmalı koltukların veya camda ki buz çözücünün çalıştırılması için fazla güç gerektirir. Bu durumlar da alternatör yüksek kapasitede olan gerilim ile çalışır.

Örneğin; 70 amperlik bir doğru akım (DC) üreten bir alternatörün manyetik alanını meydana getirmek için gereken akım 2 amperden küçüktür.

Gerilim düzenleyicisi (regülatör) statör çıkışında sabit gerilim üretmek için manyetik alan akımını gerektiği şekilde düzenler.

Sistem basittir. Alternatörün 100 ampere kadar akım taşıyabilen ana çıkış devresinde büyük anahtarlar gerektirmez. (tipik bir otomobil 40-60 amperlik alternatörlere sahiptir). Sistem de ikaz ışığı arızalandığı veya uyarıcı hat koptuğu zaman manyetik alan sargısına akım ulaşamaz ve alternatör güç üretemez. Ama bazı alternatorler belirli hızlarda döndürüldüklerinde uyarıcı akım üretebilirler.

Alternatör Parçaları, Yapısı ve Görevleri

Araba alternatörü, bir voltaj regülatörü (voltage regulator) ve üç ana bileşenden oluşur: Statör, rotor ve diyot. Bunlardan başka rotora akım geçiren kömürler, rotorun yumuşak dönmesini sağlayan rulmanlar vardır. Akımı kontrol eden regülatör, hareket alan kasnak ve ana parçaları soğutmak için pervane bulunur. Bu parçalar ön ve arka kapaklar tarafından taşınır.

Rotor

Rotor, çekirdekleri (manyetik kutuplar). Bir manyetik alan bobini (rotor) kayar bilezikler ve bir rotor milinden oluşmuştur.

Statör

Statör, çekirdekleri ve stator bobinlerinden oluşur. Ön ve arka kapaklara tutturulmuştur. Statör çekirdeği, çelik kaplanmış ince plakalardan meydana gelir.

Diyotlar

Araçlarda genellikle 6 diyot kullanılır. Bunların üçü negatif diyot, üçü de pozitif diyottur. Negatif diyotlar gövde üzerinde bulunur. Pozitif diyotlar ise yalıtılmış bir plaka üzerinde bulunur. Son zamanlarda alternatörlere 6 diyotun dışında başka diyotlar da kullanılmaya başlanmıştır. Bunlar uyartım ve nötr nokta diyotlardır.

Regülatör (Konjektör) Nedir?

Şarj sisteminin gerilimini sınırlandırır. Alternatörün çıkış gerilimini (şarj gerilimini) belirli bir değer aralığında tutar. Sistemdeki elektrikli alıcıları koruyan bir elektronik devredir. Regülatör, alternatörün ikaz (giriş) akımını kontrol ederek, alternatörün çıkış (şarj) akımını düzenler. Devir çok arttığı zaman ikaz akımı, regülatör tarafından azaltılarak, yüksek şarj gerilimi engellenir.

Araba Alternatörü Kaç Amper Üretir?

Araba alternator imalatı çeşitli güçlerde yapılmaktadır. Ağır iş makinelerinde ve acil durum araçlarında kullanılan alternatorler 120 ila 150 Amper’ e kadardır. Çok az ışığı ve elektronik sistemi olan eski araçlar ise sadece 30 amperlik bir alternatöre sahiptir. Alternator bu akımı verirken kayıplar olduğu için girişine uygulanması gereken mekanik güç çıkış gücünden daha fazla olmalıdır. Ayrıca çıkış gücü arttıkça akım artacağı için bakır kayıpları da artacaktır bu durumda verim daha da düşer.

Araba Alternatörü Bozulursa Ne Olur?

Şarj dinamosu arızalanırsa, yeterli elektrik üretilemez. Akü zayıflar veya tamamen boşalır.

• Şarj dinamosu kömürünün bitmesi: Şarj dinamosunun kömürü bitmiş ise veya aşınmışsa, elektrik üretemeyeceği için şarj lambası sürekli yanar.
• Şarj dinamosundan ses gelmesi: Alternatörden ses gelirse, bilyeler bozulmuş olabilir. Arıza giderilmezse, şarj dinamosunun içindeki rulmanlar dağılabilir. Ya da şarj dinamosu kilitlenebilir. Alternatörün kilitlenmesi sonucu V kayışı dönemeyebilir. Bu durum, motordan alınan hızın iletiminde sorun çıkaracağı için, V kayışı kopabilir. V kayışı koparsa, su devir daim pompası çalışmaz. Motorun içerisinde su sirkülasyonu olmayabilir. Bu durumda araç hararet yapar.
• Konjektör arızası: Konjektör bozulursa, sisteme fazla gerilim gider. Bu durumda arabanın lambaları sık sık patlar.
• Diyot arızası: Diyotlar alternatif akımı doğru akıma çeviremez.
• Alternatör kayışının kopması ya da gevşemesi : Alternatör kayışı koparsa, su pompaları çalışamaz. Bundan dolayı motor harareti yükselir

Alternatör kayışı koparsa:

• Alternatör kayışları, su pompalarına da hareket verdiği için sürüşe devam edilirse, motor harareti yükselir.
• Kayış, hidrolik direksiyon pompasına hareket veriyorsa, direksiyon kontrolü sertleşir.

 

 

 

 

 

Tako jeneratör: Devir hızının ölçümünde tako genaratör adı verilen AC veya DC elektrik generatörleri kullanılmaktadır. Endüstriyel uygulamalarda DC, AC ve dişli yapıda rotora sahip değişken relüktanslı tiplerde analog takometre kullanılır. DC tako generatörlerde fırça kolektör sürtünmesi sebebiyle gürültü ve aşınma sorunu vardır. Ayrıca fırça temas direncinin değişmesi sebebiyle küçük de olsa bir hata meydana gelebilir.

Bu tip elemanlara periyodik bakım yapmak gereklidir. AC takometrede gerilim stator sargılarında endüklendiğinden DC tako generatörlerdeki kollektör ve fırça gibi sorunlar yoktur. Bütün bu olumsuzluklara rağmen yapılarının küçük ve basit, tako jeneratör fiyatları ucuz ve kolay bulunmalarından dolayı birçok uygulamada DC tako generatörler yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bir elektrik motorunda, motor sargılarına elektrik enerjisi uyguladığında motorda bir mekanik dönme hareketi meydana gelir. Bu dönme hareketinin birimi “devir/dakika”dır. Motor boşta çalışırken milin dönüşünü zorlaştıran önemli bir etken yoktur. Motor belirli bir devir ile döner. Eğer motora yük bağlanırsa milin dönmesi zorlaşır. Bu halde motorun dönme hızında bir yavaşlama oluşur. Örnek olarak 1000 devir / dakika ile dönen motorun devri, yük miktarına göre 800 devir / dakika’ya kadar düşer.

Devirdeki bu değişme bazı iş kollarında önemli sakıncalar doğurabilir. Makine boşta, yarı yükte veya tam yükünde de çalışsa hızında değişiklik istenmiyorsa bu motorun devrini sabit tutacak bir kontrol sistemine ihtiyaç vardır. Verilen örneğe göre kontrol edilmek istenen büyüklük, motorun dakikadaki dönüş sayısıdır. Böyle bir kontrol sistemini geliştirmek için kontrol edilmesi gereken, makinenin teknik özelliklerini bilmektir. Mesela makinenin azalan veya artan devir sayısı hangi giriş parametrelerine bağımlıdır veya hangi değerlere etki edilmelidir ki motorun yüklendikçe düşme eğilimine giren devir sabit kalsın.

Açık ve Kapalı Çevrim Sistemleri

• Açık Çevrim Kontrol Sistemi

Açık çevrim kontrol sisteminde giriş bağımsız bir değişkendir. Çıkışın, giriş üzerinde hiçbir fonksiyonu yoktur. Çıkış, girişin bir etkenidir. Bir elektrik motoruna elektrik enerjisi bir şalter üzerinden uygulandığı zaman motorun dönme hızı ile şalterin çalışması arasında hiçbir kontrol yoktur. Şalter motoru durdurup çalıştırma görevini yapar. Elektrik motoru yüklendiği zaman devri düşer, şalterin burada devrin düşmesini önleyici hiç bir etkisi yoktur. Motorun aşırı yüklenmesinden dolayı koruyucu özelliği olan şalterler vardır.

• Kapalı Çevrim Sistemleri

Kapalı kontrol sisteminde çıkış, yalnızca girişin bir etkeni değildir. Çıkıştan alınan bir geri besleme ile giriş her zaman kontrol altına alınır. Çıkış, giriş ile geri beslemenin toplamının bir sonucudur. Diğer bir ifadeyle bu tip sistemlerde çıkış girişi denetlemektedir. Yani geri besleme işlemi vardır.

Örneğin bir hidroelektrik santrali bir sistem olarak düşünüldüğünde, sistemin girişi su, çıkışı ise elektrik enerjisidir. 100 MW’lık bir jeneratörü döndüren türbine akan su miktarının debisini de 100 birim olarak düşünelim. Günün her saatinde türbin aynı güç talebiyle karşılaşmaz. Bazen talep 100 MW ise bazen de 50 MW’a düşer. Türbine giren su miktarı her zaman 100 birim olmamalıdır. Talep 50 MW ise su girişi de 50 birime düşmelidir.

Yoksa su kullanımı açısından ekonomik olmadığı gibi türbin devri de sabit kalamaz. esas olan, talep normal sınırlar içinde iken türbin devri hep sabit kalmaktadır. Eğer türbin devri sabit kalmazsa üretilen elektrik enerjisinin frekansı 50 Hz’de sabit tutulamaz. şebeke frekansı türbin devrine bağlıdır. Elektrik abonelerinin kullandığı elektrik miktarına göre üretim devamlı değişim içerisindedir. Abonelerin elektrik yük talebi, jeneratörü döndüren türbine yük olarak binmektedir. Türbinin hep aynı devirde dönmesi için su girişi de artmalıdır. Talep azaldığı zaman türbinden yük kalkar, bundan dolayı hızın yükselmemesi için su girişi azalmalıdır. Burada, yükün değişimine göre türbine giren su miktarı da değişmektedir.

Türbin Devir Regülatörü

Türbinin hızı tako jeneratör ile devamlı ölçülür. Ölçülen hız gerilime dönüştürülerek geri besleme olarak uygulanır. Devir yükselme eğilimine girdiği zaman tako jeneratörde üretilen gerilim yükselir, devir düşünce tako jeneratördeki gerilim de düşer.

Yukarıda şekildeki devrede, tako jeneratörde elde edilen geri besleme gerilimi kontrol elemanına uygulanmıştır. Kontrol elemanının iki girişi vardır. Bir tanesi referans girişi, diğeri ise geri besleme girişidir.

Geri besleme sinyali referans girişini azaltır yöndedir. Türbinin hızı su giriş miktarına bağlıdır. Çok su girişi olduğunda devir yükselir, su azaldığında devir düşer. Devri etkileyen diğer etken ise jeneratörden çekilen elektrik akımıdır. Çekilen akım arttıkça türbinin devri düşer, akım azaldıkça türbin devri yükselir. Devrede diğer elemanların çalışması ise stator kontrollü doğru akım motoru, buna bağlı olarak çalışan hidrolik servo sistemdir. Stator kontrollü DA motorunun statoruna gerilim uygulandığı zaman bir dönme hareketi meydana gelir. Bu hareketin yönü ise doğru akımın yönüyle alakalıdır.

Hidrolik Servo Mekanizmanın Çalışması

Motorun hareketi silindir içerisindeki pistonu hareket ettirir. Piston, su girişinde bulunan vanayı kontrol ederek türbine giren suyu ayarlar (Su giriş kontrolü türbin üzerindeki kanatçıkların hareket açısı değiştirilerek de yapılabilir.) Jeneratörden çekilen enerji azaldığı zaman türbin devri yükselir. Buna bağlı olarak tako jeneratörün ürettiği gerilim artıp referans geriliminde fazla olacağı için kontrol elemanı motora enerji gönderir. Motor, gelen enerji miktarı kadar hareket ederek dişliyi sağa doğru döndürür. Buna bağlı olarak valf içerisindeki sıvı, silindir içerisine pistonu sağa itecek yönde bir hareket meydana getirir. Pistona bağlı savak su girişini azaltır. Jeneratörden çekilen akım arttığı zaman türbinin devri yavaşlar, geri besleme sistemi su girişini artırarak devirdeki değişimi engeller. Böyle bir otomatik kontrol sistemi ile türbin devri denetlenerek kontrol edilir.

Bu tür kontrol sisteminde çıkış, giriş ile geri besleme sinyali farkının bir fonksiyonudur.

Geri Besleme

Geri besleme veya geri bildirim  (feedback) bir sürecin basamaklarındaki bir değişimin önceki bir basamağa etki etmesi ve neden-sonuç ilişkisi içerisinde bir döngü oluşturması olayına denir.

• Geri Besleme Çeşitleri

Çıkıştan alınan geri besleme sinyali girişi artıracak şekilde uygulanırsa buna pozitif geri besleme, giriş sinyalini azaltacak yönde uygulanırsa negatif geri besleme denir. Otomatik kontrol sistemlerinde negatif geri besleme kullanılmaktadır. Otomatik kontrol sistemlerinde temel amaç, herhangi bir fiziksel büyüklüğü kontrol altına almaktır. Çıkıştan alınan sinyal girişi artıracak şekilde uygulanırsa giriş artınca çıkış da artar.

Çıkıştan alınan geri besleme sinyali artarak devamlı girişi artırır. Bundan dolayı çıkış da devamlı artış içerisinde olur. Bu devamlı artış bir süre sonra sistemin çıkışını sıfıra götürür. Sistem salınım yaparak kararsız çalışır. Çıkıştan alınan sinyal girişi azaltacak yönde uygulanırsa bu tip geri beslemeye “negatif geri besleme” adı verilir. Sistem girişi ve geri besleme oranı herhangi bir değere ayarlanır. Bu değerin sabit olması istenir. Sistemde bir değişme olmazsa çalışmasını ayarlandığı gibi devam ettirir. Dışarıdan gelen bir bozucu etki sonucunda çıkışta bir azalma olursa bu azalma geri besleme sinyalini de azaltır.

Girişteki değer ile geri besleme arasındaki değer artacak ve yükseltici devresine daha büyük bir sinyal gireceği için çıkıştaki azalmayı önleyecektir. Çıkış yükselecek olursa geri besleme sinyali de yükselecek, girişi daha fazla azaltarak çıkıştaki artışı önlemeye çalışacaktır.

• Geri Besleme Elemanları

Geri besleme elemanı bir servo sistemin hızını, motor milinin bulunduğu konumu ve yükün bulunduğu konumu ölçmek amacıyla kullanılır. Aşağıdaki diyagramda uygulamalarda kullanılan servo motor geri besleme elemanları görülmektedir.

Geri besleme elemanı motora bağlı bir şekilde kullanılır. Genel olarak motor ile aynı hızda çalışır. Bu sebeple aşırı hızlarda ısınır ve ürettikleri işaretler, bulundukları manyetik alandan etkilenir. Geri besleme elemanlarının, sistemi olumsuz yönde etkileyecek bu etkileri azaltılmalıdır. Pratik uygulamalarda aşırı hız sebebi ile ısınmanın önlenmesi için uygun dönme ve yatak sistemleri, elektromanyetik alandan korunması için de uygun şasiler ile korunmaktadır.

Alternator nedir: Alternatör mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren dalgalı akım üretecidir. Mekanik enerjiyi alternatif akıma çeviren elektromekanik cihaza alternator denir. Bu cihazlara alternatif akım jeneratörleri de denilmektedir.

Alternatör Yapısı

Alternatörün yapısı, bir mıknatıs (magnet) ve bu mıknatısın kutupları arasında dönen bobinden (armatür) meydana gelmiştir. Rotor, stator ve diyot parçaları ile akım üretilir. Alternator yapımında neodymium mıknatıslar verimlilik ve pratiklik açısından teknolojik gelişmelerin anahtarı olmuştur.

Alternatörde Alternatif Akım Nasıl Meydana Gelir?

Alternatorde alternatif akım şu şekilde meydana gelir; armatür (bobin) manyetik alan çizgilerine paralel halde ve hareketsizken içerisinden manyetik alan kuvvet çizgisi geçmediği için ve hareket olmadığından akım sıfırdır. Çerçeve herhangi bir tarafta döndürülürse, bobinden geçen manyetik alan kuvvet çizgilerinin sayısının değişmesine bundan dolayı akımın meydana gelmesine sebep olur. Bobin 90° döndüğü zaman bobinden geçen manyetik alan kuvvet çizgilerinin sayısı ve akım en büyük değerine ulaşır. Bobin (coil) aynı tarafta dönmeye devam ederken bobinden geçen manyetik alan kuvvet çizgilerinin sayısı azalmaya başlar. Bobin 180° olduğu zaman ise akım yine sıfır olur. Bobin aynı tarafta döndüğü sürece, aynı şekilde; fakat ters tarafta akım oluşur. Sonuç olarak bobin bir tam dönüş yaptığı zaman, akım iki defa yön değiştirir. Bobinin dönme hızına bağlı olarak akımın yön değiştirme hızı yani frekansı da artar.

Bazı alternatörlerde, bobin (coil) sabit tutularak mıknatıs (magnet) döndürülür. Böylece alternatif akım meydana getirilir. Çoğu alternator de bu işi yapmak için dönen bir manyetik alan kullanır. Çoğu alternatif akım jeneratörü alternator olarak adlandırılabilir. Genelde hareketini içten yanmalı motorların sağladığı alternatif akım üreteçlerine bu isim verilir.

Alternatör Çalışma Prensibi

Alternator nasıl çalışır: Alternatorler doğru akım üreteçleri ile aynı mantıkla çalışırlar. Bir iletkenin çevresindeki manyetik alan değişince iletkende bir akım meydana gelir. Modern tipik bir alternatörde rotor adı verilen mıknatıslar, demir nüvesine sarılmış olan stator denilen sabit iletken sargıların içinde yada çevresinde dönerler. Mekanik enerjinin rotorları döndürmesi ile iletkenlerin çevresindeki manyetik alan değişir ve elektrik akımı üretilir.

Rotorun manyetik alanı indüksiyonla (fırçasız jeneratörlerde), mıknatıslarla (genel olarak çok küçük makinalarda) yada fırçalar vasıtasıyla aktarılacak bir akım elde edilebilir. Araba alternatörlerinde rotordaki manyetik alan her zaman fırçalarla aktarılan akımla meydana getirilir. Bu durumda rotordaki akım kontrol edilerek alternatorun meydana getirdiği voltajın kontrol edilebilmesi sağlanır.

Mıknatıs (magnet) kullanan alternatorler ayrıca rotora akım vermek zorunda olmadıkları için daha verimlidir. Ama mıknatısın maliyeti, mıknatısın büyüklüğü ile sınırlıdır. Magnetin manyetik alanı sabit olduğu için üretilen voltaj devirle birlikte artar. Fırçasız alternatif akım üreteçleri genel olarak otomobillerde kullanılan üreteçlerden daha büyük makinalardır. Fırçasız alternatorler de alternator çalışma prensibine göre ikaz ve ana sistem olarak iki bölüme ayrılabilir.

Ana sistemin hareketli bölümü olan ana rotor devir sayısına göre değişen sayıda kutuplardan meydana gelir. Rotordaki ana kutuplar çevirici makinenin devrinde döndürülür. Kutuplarda manyetik akı meydana gelmesi için doğru akım gereklidir. Ana kutuplara doğru akım ikaz sistemi tarafından verilir.

İkaz sisteminin çalışma prensibi ana sistemle aynıdır. Ancak kutup ve sargılar ters çevrilmiştir. Yani, ikaz sisteminde kutuplar hareketsiz olan ikaz statörü üzerinde, sargılar ise dönen ikaz rotoru üzerindedir.

Ana statördeki bağımsız yardımcı sargılardan geçen akım voltaj regülatörler de doğrultularak, ikaz statöründeki kutup sargılarına verilir. Kutuplardan çıkan manyetik akıyı kesen ikaz rotoru üzerinde bulunan bobinlerde üç faz alternatif akım meydana gelir. Alternatif akım, rotordaki döner köprü diyotlar da doğrultularak ana rotora (ana kutuplara) doğru akım olarak iletilir. Fırçasız alternatörlere yük tatbik edildiğinde, voltaj (voltage) düşümünü önlemek ve voltajı istenilen düzeyde tutmak için voltaj regülatörü (voltage regulator) kullanılır.

Alternatif Gerilim Elde Edilmesi

Basit jeneratör (generator) de alternatif gerilim üretimini adım adım incelersek; N-S kutupları arasında bulunan bobinin;

• Birinci durumda kuvvet çizgisine paralel olduğundan kuvvet çizgilerini kesmeyecek ve gerilim oluşmayacaktır. Yani kuvvet çizgisi ile bobin kenarı arasındaki açı sıfırdır. Yani gerilim formülü e = Emax x Sinφ formülü baz alındığında Sin 0=0 olur. Voltta sıfırdır.
• İkinci durum 90° ye gelindiğinde Sin 90°=1 olduğundan kuvvet çizgilerini bobinin kenarını dik kestiği için e = Emax x Sinφ + (artı) durumuna geçecektir. Bir gerilim meydana gelecektir.
• Üçüncü duruma çevrildiği zaman meydana gelen gerilim tekrar sıfır volt olur. Kuvvet çizgileri bobin kenarlarını kesmediği için gerilim üretmez. Sinüs açısı 180° olur. 180°=0 volttur.
• Dördüncü duruma çevirdiğimizde bobin kenarı kuvvet çizgilerini dik keseceğinden bobin açısı 270°= -1 olur. Ve maksimum değerde gerilim üretir. Ama bu değer – (eksi) yönünde oluşur.
• Beşinci duruma geldiği zaman kuvvet çizgileri paralel olacağı için bobin kenarlarını kesemeyecek ve gerilim sıfır olur. Açısı 360°=0 volttur. Anlattığımız durumlarda manyetik kuvvet çizgileri bobin kenarlarını değişik açılarda sıfırdan artı maksimum, artı maksimumdan sıfıra, sıfırdan eksi maksimuma, eksi maksimumdan tekrar sıfıra sinüsal bir eğri içerisinde değişim göstererek değişken gerilim indüklemeleri meydana getirir. Bir bobinin 0° den 360° kadar olan periyodunu incelemiş olduk. Bu süreye “saykıl” da denir. Bobin üzerinde indüklenen bu gerilime “ani gerilim” denilir.

Üretilen bu ani gerilim değeri dikkate alınmaz. Önemli olan efektif değerdir. Çünkü dairesel olarak hareket eden ve üzerinde gerilim indüklenen bobinin gerilim etkinliği değeri;

E= 4,44.Φ.f.N.10¯⁸ volt formülü İle hesaplanır.

Bobini hareket ettirmeden sabit tutar, kuvvet çizgisini çevirirsek bir gerilim indüklenmesi bobin üzerinde tekrar meydana gelir. Gerilimin etkin değeri bu hareketten hiç birşey kaybetmez. Çünkü bazı jeneratörler döner manyetik alan sabit bobin üzerine çalışmaktadır.

Alternatörün Parçaları

Gövde, çelikten kaynak ile dayanıklı yapıda, statör sac paketi yüksek kalitede silisli çelik sacdan yapılır. Çıkık kutuplu rotor %150 aşırı hıza dayanacak şekilde tasarımı yapılır. Soğutma fanı dökme alüminyumdur. Yatak muhafazası dökme demir, ön ve arka taşıyıcılar demir plakalardan kaynakla yapılır.

(Pulleys: kasnaklar Bearings: rulmanlar Rotors: rotorlar Stators: starorlar Regulators: düzenleyiciler End covers: kapaklar Rectifiers: doğrultucular Brackets: köşebent)

Fırça, kollektör (collector) ve manyetik kutuplar alternatorun diğer parçalarıdır. Armatürün bir ucu kollektöre, diğer ucuda diğer kollektöre bağlanır. Bu kollektörler bir milin etrafında alternator ile beraber dönecek şekilde ayarlanır. Kollektörlere temas eden iletken fırçalar ile, kollektörlere gelen akım alınır.

• Statör: Statör bobinleri ve statör çekirdeklerinden  oluşmuştur ve ön ve arka kapaklara tespit edilmiştir. Statör çekirdeği, çelik kaplanmış ince plakalardan oluşur.
• Rotor: Kutup çekirdekleri (manyetik kutuplar) bir manyetik alan bobini (rotor) kayar bilezikler ve bir rotor milinden oluşmuştur.
• Diyot: Eş yüklü diyot  tablaları içerisinde, üç adet pozitif (+) üç adet negatif (-) diyot bulunur. Alternator tarafından üretilen akım, uç kapaklardan yalıtılmış pozitif yönlü diyot tablalarından verilir.

Ticari ve Endüstriyel Alternatörler

Genel olarak elektrik enerjisinin şebekeden sağlanamadığı ortamlarda kullanılır. Alternator rüzgar enerjisi, dizel motor ve su türbinleri gibi değişik çeviricilerle kullanılabilir.

Elektrik ihtiyacı olan ortamda  şebeke yedeği olarak dizel motor ile tahrik edilen alternatörler kullanılır. Günümüzde fırçalı alternatorler yerine modern ve bakım gerektirmeyen fırçalı ve voltajın elektronik voltaj regülatörü ile sabitlendiği alternatorlere bırakmıştır.

Bir Alternatörün Gücü:

Devamlı Güç: Alternatörün tam yükte, devamlı, kesintisiz çalışmaya müsait olması

Yedek (Standby) Güç: Alternator belli bir sure çalıştırıldıktan sonra dinlendirilerek soğumaya bırakılması, soğuyan alternatorün tekrar çalıştırılması ile elde edilen güç. Standby güç (Standby power) devamlı gücün yaklaşık 1.1 katıdır. Örneğin; devamlı gücü 100 KVA olan alternatorun standby gücü 110KVA olarak izah edilir. Piyasada genelde Standby güç verilir.

Alternatör Fiyatları

Piyasada en küçükten en büyüğe kadar alternator ve jeneratör makineleri imalatı yapan firmalar vardır. Alternator fiyatı (alternator price) her üretici firmaya göre araba alternatörü, dizel jeneratörler ve makine motor parçaları şeklinde olup model, kalite ve küçük veya büyüklüğüne göre belirlenmektedir.

 

Jeneratör Bakımı: Jeneratör, elektrik enerjisi kesildiği zaman veya elektrik enerjisinin olmadığı yerlerde  devreye girer ve  enerji gereksinimlerini karşılar.

Jeneratör; elektrik üreten ve onu döndüren motordan meydana gelir. Hangi sebeple olursa olsun jeneratörler arızalanabilir. Bu arızalar elektrik sisteminde ve motorda eksikliklerden veya yanlış kullanımdan dolayı oluşabilir. Jeneratörü doğru kullanarak, arızalanan  jeneratörlerin iç ve dış kontrolleri servis tarafından yapılarak jeneratör tamiri yapılır. Elektrik kesintileri her an için olabilir. Elektrik kesintisi uzun saatler alabilir. Bu arada  enerjinin geri gelme süresi uzarsa maddi zararlara neden olabilir.

Böyle bir durumda bir jeneratör varsa devreye girer, zaman  kaybetmeden çalışır ve enerji ihtiyacını giderir. Jeneratörler her an elektrik kesilecekmiş gibi bu kesintilere hazır durumda beklemelidir. Bunun için de jeneratör bakım sözleşmesi doğrultusunda jeneratör bakımı, periyodik bakım formu düzenlenerek yapılmalıdır.

Jeneratörler; bakım onarım sözleşmesi gereğince jeneratör servisi tarafından; aylık ve yıllık jeneratör periyodik bakım yapılmalıdır.
Aylık bakım,  jeneratörün eksiksiz olarak hazır beklemesini sağlar.
Yıllık bakım, jeneratörün çalışması sırasında güvenli şekilde çalışmasını sağlar.

Jeneratör Periyodik Bakım

Jeneratör bakım; dizel jenerator, benzinli jeneratör, doğalgazlı jeneratör için geçerlidir.

Jeneratör Bakımı Nasıl Yapılır?

• Elektrik jeneratörü dönerken, kolay dönmesine bakmak gerekir.
• Jeneratörün etiket değerine bakılarak akım, gerilim, güç değerleri okunur. Aksi bir durum olup olmadığına bakılır.
• Etiket bağlantı şekli elektrik tablosu açılarak karşılaştırma yapılır. Ölçü aletleri ile bobin sargı uçları kontrol edilerek kısa devre ve gövdeye elektrik kaçağı olup olmadığına bakılır.
• Jeneratör de kablo bağlantı ve ek yerleri iyice sıkıştırılarak arıza oluşmaması sağlanmaya çalışılır.

Jeneratör Günlük Bakımı

• Jeneratör motoru soğutma suyu seviyesinin kontrolü  yapılır.
• Jeneratör motoru yağ seviyesinin kontrolü yapılır.
• Jeneratör motoru tankının içinde bakılarak yeteri kadar mazot olup olmadığının kontrolü yapılır.

Haftalık Bakım

• Akülerin kontrolü yapılır.
• Motorda soğutma suyu, yağ ve mazot kaçağı kontrolleri yapılır.
• Dizel grubu,  dış temizliği yapılır.
• Jenarotor 30 dakika gibi bir süre boşta çalıştırılır.

Aylık  Bakım

Bu jeneratörlerin, genel olarak temizliği yapılır. Öncelikle jeneratör 15 dakika boşta çalıştırılarak izlenir. Sanki arıza varmış gibi arızalar oluşturularak alarm sistemlerinin kontrolleri yapılır. Yağ, su ve mazot kaçağı varsa giderilir.

• Akü (akümülatör)
• Akü şarj ünitesi
• Kaçak kontrolleri
• Filtrelerin kontrolü
• Hortum kelepçeleri
• Elektrik tesisatı ve kablo bağlantı noktaları
• Üretilen voltaj değeri
• Titreşim
• Antifriz durumu
• Egzost
• Kayışların durumu
• Çalışma saati tespiti
• Koruma emniyet ve alarm sistemi
• Yüklenme oranı
• Yakıt seviyesi ve depo temizliği
• Soğutma sistemi ( soğutma suyu seviyesi, hava giriş çıkış yolları ve radyatör)
• Jeneratör motoru devir sayısı
• Jeneratör motoru yağı seviyesi
• Jeneratör motoru bloğu ısıtıcısı
• Jeneratör motoru marşlama sistemleri

 3 Aylık Bakım 

• Karter havalandırma filtresi temizlenir.
• Hava filtresi temizlenir.
• V kayışlarının kontrolü yapılarak, eğer eskiyen ve yıprananlar varsa değiştirilir.
• Ön filtresi temizlenir.
• İnce filtresinin kontrolü yapılır, tortu vb. varsa temizlenir.
• Yakıt sisteminin havası alınır.

6 Aylık Bakım

• Jeneratör 100 saat kadar çalışmışsa,
• Motorun  yağı değiştirilir.
• Yağ filtresinin parçaları değiştirilir.
• Yakıt filtresinin parçaları değiştirilir.
• Jeneratör 100 saatten az çalışmışsa,
• Karter havalandırma filtresinin,
• V kayışlarının kontrolü yapılır.
• Regülatör yağ seviyeleri ile mazot pompasının kontrolü yapılır.

Genel Yıllık Bakım

• Sibop ayarları yapılır.
• Enjektör bakım ayarları yapılır.
• Marş motoru ve jeneratör kontrolü yapılır.
• Radyatör peteklerinin dıştan kontrolü yapılır.
• Soğutma suyu seviyesinin kontrolü yapılır, termostat sökülür ve kontrolü yapılır.
• İkinci defa yağ değişiminde yağ filtreleri değiştirilir.

Sargıların Kontrolü

Sargıların testi yapılırken katalog değerlerine bakılarak ana stator ve rotorun dirençleri ile ikaz motorunun rotor ve statorunun direnç değerleri ölçülerek karşılaştırma yapılır. Meger ölçü aletiyle yalıtkanlık testi yapılarak gövdeye kaçak olup olmadığına bakılır. 1 Megaohm değer olması gereklidir. Bu ölçüme 500 Volt AC uygulanır. Bu işlem sırasında kablo ünitesi uçları sökülerek boşa alınmalıdır.

Rulman

Rulmanlar (yataklı bilyeler) jeneratörler de en fazla kullanılan bir elemandır. Gürültülü çalışmalarının haricinde sakınca oluşturmazlar. Çok değişik özellik ve tiplerde imal edilirler. Jeneratörler de rulmanlar takılıp veya çıkartılırken dikkate alınması gereken mil ve kapak yuvalarının belli tolerans oranlarında yapılması lazımdır. Üzerinde etiketi olmayan rulmanların kapakların iç, dış çapları ve eni ölçülerek rulman serileri bulunur. Jeneratör rulmanları 70-80° özel cihazlarda ısıtılarak el presleri ile rotor miline yerleştirilir. Sökülürken çektirme denilen mekanik cihaz kullanılır. Rulmanlar ısıya dayanıklı özel gres yağları ile periyodik bakım olarak işletme talimatnamesine uyularak bakım yağlamaları yapılır.

Jeneratör Sesli Çalışırsa 

• Önce jeneratör üzerindeki yüke bakılarak yükün dengelenmesi sağlanır.
• Gevşek olan parçalar varsa sıkıştırılarak giderilir.
• Motor saplamasının veya kapakları tutan vidaların sıkıştırılarak kontrolü yapılır.
• Jeneratörün rotor hava aralığının düzgünlüğüne bakılarak, motor milinin eğriliği, yatakların aşınmış veya gevşek olmaları kontrol edilir.

Aşırı Isınma

• Jeneratörler de aşırı ısınma varsa yük fazla yüklenmiştir. Gösterme cihazlarına bakılarak etiket değerleri ile karşılaştırma yapılır ve denge sağlanır.
• Jeneratör hattının sigortasına bakılır, sigorta atmış ise değişim yapılır.
• Havalandırma kanalında ki soğutma sistemine bakılarak temizliği yapılır.
• Jeneratör stator sargısı kontrol edilir. Kısa devre kopukluk varsa bobin değiştirilerek arıza giderilir.
• Rulman yataklarında gevşeklik aşınma varsa onarımı yapılır ve temizlenir.

Jeneratörlerde Çıkış Gerilimi Yoksa

• Jeneratör gövdesinde kopukluk veya kısa devre varsa bobinlerin değişimi yapılır.
• Jeneratör rotorunda kısa devre ve kopukluk varsa bobin değişimi yapılır.
• Rotorda bakır lamalar arasında kısa devre varsa megerle kontrol edilerek arasındaki yalıtkanlık sağlanır. Nem varsa yine megerle kontrol edilerek kurutulması sağlanır.
• Jeneratörün rotor bakır lamalarında uyartım gerilimi yok ise, elektrik sigortası kontrol edilir veya kablo kontrolü yapılarak gerekiyorsa değişim yapılır.

Çıkış Gerilimi Normal Değilse

• Fırçalar yeniden elden geçirilir. Bakır bilezikler iyice temizlenir.
• Bütün kutup bağlantıları kontrol edilir. Tekrar sıkılır.
• Hız regülatörü ayarı yanlış olabilir. Voltmetre yanlış gösterebilir. Hız regülatörü yeniden ayarlanır.

Çıkış Gerilimi Çok Yüksek İse

• Jeneratör hızı fazla ise regülatör ile ayarlanarak normale gelmesi sağlanır.
• Uyartım gerilimi fazla ise, gerilim regülatörü ile ayarlanır.
• Sargı ucunun üçgen bağlı uçları kontrol edilerek, bir ucu kopuk olabilir. Arızalı olan kısım değiştirilir veya tamir edilir.

Frekans Dalgalı İse

• Dalgalı bir hız var ise, regülatör ile ayarlanır.
• Uyartım akımı dalgalı ise, kayış gerginliğine veya uyartım dinamosu ayarına bakılır.

Voltaj Yükselip Alçalıyorsa

• Dışarıda bulunan dirençler yeniden gözden geçirilir ve ayarları yapılır.
• Gerilimi ayarlanan regülatör kontaklarına bakılarak temizliği yapılır.

Stator Sargısı Fazla Isındığında

• Statorda alan sargısında arıza varsa bobin değiştirilerek arıza giderilir.
• Uyartım regulatöründen, uyartım akımı fazla ise ayarı yapılır.
• Statoru soğutan hava kanalları tıkalı olabilir, temizlenir.

Bazı Noktada Statorda Fazla Isı Varsa

• Sargılardan bir tanesinde kısa devre olabilir. Kontrol edilir bozuksa değiştirilir.
• Jeneratörün rotor mili eksenden kaçmış olabilir. Milin eğriliğine, rulman yataklarının aşınmasına bakılır.
• Jeneratör sargıları dengesiz bağlanmış olabilir, dengelenir.
• Jeneratör sargıları gevşek olabilir, sıkıştırılır.
• Jeneratörün fazları yanlış bağlanmış olabilir, faz sırası tekrar kontrol edilir.

Jeneratöre Dokunduğumuzda Gövde Çarpıyorsa

• Jeneratörün alan sargısının bağlantısı ters bağlanmıştır, polarizasyonuna bakılarak kontrolü yapılır.
• Jeneratördeki alan bobini topraklanmış olabilir. Gövde topraklama bağlantısının kontrolü yapılır, bir problem varsa bobin tamiratı yapılır veya değiştirilir.
• Rotor bobinleri gövdeye kaçak yapmış olabilir bağlantılar kontrol edilerek arıza giderilir.

Jeneratör Firmaları; Emsa jeneratör, Aksa jeneratör, Alimar jeneratör, IDEA jeneratör, Kürkçüoğlu jeneratör, Mitsubishi jeneratör, STH jeneratör, Serka jeneratör, Tmg Honda jeneratör, Teksan jeneratör, Çukurova jeneratör, Armak jeneratör, vb gibi.

Jeneratör Fiyatları; benzinli jeneratör veya dizel jeneratör olarak gücüne, jeneratör markaları, modeline göre jeneratör imalatı yapan firmalar tarafından belirlenmektedir.

Jeneratör Nedir: Jeneratörler, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren, alternatör ve motordan meydana gelen makinelere jeneratör denir. Bu aletlere, ışık enerjisini elektriğe dönüştüren fotoelektrik hücreleri, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren makineler, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çeviren bataryalar, ısı enerjisini elektrik enerjisine çeviren termoelektrik jeneratörler ve dizel jeneratörler de dahildir.

Dinamo adı verilen elektromanyetik jeneratörde bir bobin, manyetik alan içinde indüksiyon çizgilerini kesecek biçimde hareket ettirilir. Elektrostatik jeneratörde (Van de Graaf jeneratörü, Wimshurst makinesi) mekanik enerji, elektrostatik indüksiyon yada sürtünmeyle üretilen eşit ve zıt elektriki yüklere bölünerek harcanır.

En küçük tesisten en büyük tesislere kadar farklı büyüklük ve kapasitelerde jeneratör imalatı yapılır. Alternatif akım (dalgalı akım) üreten makinelere alternatör, doğru akım üreten makinelere doğru akım jeneratörleri yada dinamo denir. Elde edilen AC (alternatif akım) veya dc (doğru akım) da olsa elektrik enerjisinin kaynağı aynıdır. Sadece makinanın yapım ve tasarımları farklıdır.

Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren makine iki çeşittir:

1. Alternatif akım AC jeneratörleri
2. Doğru akım DC jeneratörleri.

Günümüzde elektrik enerjisinin büyük bir bölümü AC jeneratörlerle üretilir. Bu makinelere alternatör denir. Alternatörler, senkron jeneratörler de adı verilen makineler, tüm su ve buhar enerjisi ile güç elde eden santraller de ana jeneratörlerdir. Çünkü trafolar ile alternatif voltaj kolay bir şekilde yükseltilir ve düşürülür. Elektrik enerjisinin, nakli sırasında uzak mesafelere taşınması için yüksek voltaj, dağıtım ve kullanım için düşük voltaj gerekir.

1880’de Joseph Swarm ve Thomas Edison elektrik ampulünü bulunca, jenaretör ve güç kaynaklarına gereksinim duyuldu. Edison şirketi 1882 yılında New York’ta, Londra’da ve Milan’da elektrik enerisini aydınlatmada kullanmak için DC üreten merkezler kuruldu. Daha sonra AC ve DC akımlarının kullanılması hakkında görüşler ortaya atıldı. 1890′ da jeneretor ve trafo sistemlerindeki gelişmeler sonucu Amerikalı Nikola Tesla AC’nin elektriki güç iletimi ve kullanım avantajlarını ispatladı. İlk hidroelektrik santrali 1895 yılında Niagara şelalesinde AC jeneratörleri kullanıma açıldı.

Jeneratör Çalışma Prensibi 

Jeneratörler ve  çalışma prensipleri Faraday Yasası (Faraday Kanunu)’ na göredir. Bir tel bobini çevreleyen manyetik akım çizgi sayısı (maxwell) değiştirildiği zaman, bobinde manyetik akıya göre değişen sarım sayısı ile orantılı bir elektromotor kuvvet (EMK) meydana gelir.

Voltaj değeri E = -n (d?)/dt)10-8 volt formülü ile hesaplanır. n = sarım sayısı? maxvell olarak manyetik akı ve t saniye cinsinden zamandır. Eksi işareti, indüklenen voltajın, kendisini meydana getiren kuvvete zıt olduğunu gösterir.

Elektrik enerjisi elde etmek için mekanik enerji kaynakları, buhar türbini, su enerjisi, güneş enerjisi ve rüzgar enerjisi gibi enerjilerden faydalanarak  jeneratörlerin çalışması için ilk hareketi sağlar. Jeneratörlerde, bobin sayesinde manyetik bir alan içerisinde indüksiyon çizgilerini keserek hareket eder ve elektriki yüklerde ve çeşitli alıcılarda tüketilir.

Dinamoda elektromanyetik indüksiyon akımı, mıknatıs bir alan içerisinde ve kapalı bir devrede hareket ettirildiği zaman meydana gelir. Bir bobin N-S kutupları arasında döner bir alan oluşturarak alternatif gerilim meydana getirir.

Jeneratörler ve çalışma ilkeleri bakımından basit bir çalışma prensibi vardır. Elektrik motorları gibi çalışır. Ancak tersine çalışır. Önemli olan nokta, eksenin dönme hızının, akımın büyüklüğünü etkilemesidir. Bu da verimin artmasını sağlar. Üretilen gerilim fırça, kömür ve bakır dilimlerle dışarıya taşınır. Örneğin birkaç tane sipirden meydana gelen ve saat yönünde N-S kutupları içerisinde döndürülen bobin kuvvet çizgilerini keser. Saat yönünde dönen bobin alternatif bir akım indükleyecektir. Fırça, kömür ve bilezik yardımı ile dışarıya alınan bu gerilim bir lambaya bağlandığında ışık verir. Mekanik bir enerjinin elektrik enerjisine, elektrik enerjisinden ısı enerjisine veya ışık enerjisine dönüştüğünü görürüz.

Bir jeneratörü ilk hareketi veren buhar türbini, su türbini, gaz tirbünü yada içten yanmalı motor gibi cihazlardır. Bu sistemler günümüzde elektrik enerjisi üretmenin en etkili yolu durumuna gelmiştir. Jeneratörlerin bu yapısından dolayı tüm şehir şebekesini destekleyecek elektrik enerjisi üretmesi mümkündür. Ayrıca jeneratör kullanımına ihtiyaç duyulan diğer yerler; elektriğin sık kesildiği, elektrik enerjisinin bulunmadığı, baz istasyonları ve devamlı elektrik enerjisi gerektiren hastane gibi yerlerde sürekli kesintisiz güç kaynağı olarak kullanılır.

Fabrikalarda ekonomik yollardan enerji üretmek için doğalgazlı jeneratör kullanılan bir araçtır.  Doğalgaz yakıtlı jeneratörler dizel veya benzinli jeneratörlerle aynı prensibe göre çalışan sadece yakıt olarak dizel veya benzin değil doğalgaz kullanan jeneratörlerdir. Tıpkı diğer jeneratörler de olduğu gibi motordan gelen mekanik enerjiyi alternatör aracılığıyla elektrik enerjisine çevirirler. Şebeke yedeği olarak kullanılabildiği gibi sürekli olarak elektrik üretiminde de kullanılır.

Jeneratörlerin Yapısı

Küçük jeneratör de kalıcı manyetik alan uygulaması yapılır. İndüksiyon jeneratörleri hariç, büyük jeneratörler DC alan sargıları ile donatılmıştır. DC jeneratörler de alan sargıları statora, AC jeneratörlerinde alan sargıları rotora sarılmıştır. Alan sargıları sadece alçak voltaj ve güçlü dinamodan elektrik cereyanı gönderen iki iletken tele ihtiyaç vardır. Bu iki iletken tel dönme kuvvetlerine karşı kolaylıkla yalıtılırlar.

Akı değişmesini meydana getiren manyetik devrenin herhangi bir bölümü çelikten olabilir. DC makinelerinin alan kutupları ve bazı AC jeneratörlerinin döner alan yapısının bölümleri dahildir. Küçük hava boşluğu olan makinelerde kutuplar, akıları sabit olmasına karşın, genellikle haddelenerek işlemden geçirilmiş çelikten yapılırlar. İşlemden geçirme, frekans titreşimlerinden meydana gelen kayıpları minimuma indirmeye yarar. Çekirdek kaybını azaltmak için armatür çekirdeği daima ince çelik yapraklardan imal edilir.

Jeneratör Çeşitleri

Jeneratör firmaları tarafından farklı boyutlarda, küçük mobil jeneratör ve en büyük kapasiteli olana göre imal edilirler. Piyasada üretilen birçok jeneratör markaları vardır. Alternatörler de dalgalı akım üretilir. Doğru akım jeneratörü ve dinamolar da ise doğru akım üretilir. Her ikisinin de çalışması için ve jeneratörlerin yapısında gerekli olan elektrik kaynağı aynıdır. Doğru akım üreten alternatörün maliyeti yüksektir. Onun için jeneratör alternatör üreticileri tarafından yapılan alternatif akım üreten jeneratörler kullanılır. Doğru akımın kullanılacağı yerlerde alternatif akım doğru akıma çevrilir. Günümüzde üretilen jeneratörlerin çoğu alternatif akım jeneratörleridir. Elektrik üreten alternatif akım makinesine senkron jeneratörler de denir. AC jeneratörlere, alternatör de denilmektedir. Buhar ve su enerjisi sağlayan santrallerde kullanılırlar. Jeneratör fiyatları çeşitlerine göre belirlenir.

Jeneratör çeşitleri üç gruba ayrılır;

1. Bir fazlı jenarotor
2. İki fazlı jeneratör
3. 3 fazlı jeneratör

Jeneratör Tipleri

• Beşgen kutuplu jeneratör (Homopolar Generator: HPG): Bu jeneratör direkt olarak, doğru akım üreten tek makinedir. DC jeneratörleri armatür sargılarında AC üretir ve sonra komütatör yardımı ile AC’ yi DC’ ye dönüştürür. HPG armatür sargıları yada komütatör yoktur.  Bu fark bu jeneratörün çok sağlam bir makine olmasına neden olur. HPG ilk elektromekanik jeneratördür.
• Manyeto Hidrodinamik Jeneratör: Bu jeneratör, yüksek bir hız ile fışkırtılan elektriki bakımından iletken gazdan, iki elektrottan ve manyetik alan meydana getiren alan sargılarından oluşmuştur. Bu jeneratörler şu anda etkin değildir. Çünkü gazı yeteri derecede iletken hale getirmek için yüksek bir sıcaklık yada büyük miktarda potasyuma ihtiyaç vardır.
• Yüksek frekans jeneratörleri: Elektrik aletinin minimum ağırlığı ve ebatı önemli olduğunda, 60 Hertzden yüksek frekanslar özellikle kullanışlıdır. Örneğin; 400 Hertz, güç kaynağı yaygın olarak uçaklarda kullanılır.

Jeneratör Nasıl Yapılır?

Basit jeneratör yapımı; iki temel gruptan meydana gelir.

• Stator
• Rotor

Stator 

Enerjinin indüklendiği ve sargının olduğu kısımdır. Büyük çaplı jeneratörlerde duran bölümdür. Büyük güçlü jeneratörlerde fazla akım meydana gelir. Stator duran bölüm olduğu için fırça ve bileziğe gereksinim duyulmadan akım dışarı alınır. Rotorlarda fırça ve bilezikler kullanılmaktadır. Sargıların statorda bulunması sarılmalarını kolaylaştırır. Kalın lamalardan büyük güçlü jeneratörlerin stator sargısı yapılır. Soğutulması kolaydır. Merkezkaç kuvvetinden dolayı yerinden çıkması mümkün olmaz.

Basit jeneratör yapımı sırasında, küçük güçlü jeneratörlerde kutup sargıları statora, rotora ise gerilimin üretildiği sargılar sarılır. Bilezik ve fırça ile meydana gelen alternatif gerilim dışarıya alınır. DC kaynaktan statorun sargısı beslenir. Gerilimden meydana gelen fırça ve bileziklerde ısı kayıpları, gerilim düşümü ve akımın az olmasından dolayı küçük güçlü jeneratörlerde fazla dikkate alınmaz.

Rotor 

Rotor dönen kısımdır. Büyük güçlü jeneratörlerde N-S kutuplarını oluşturan sargılarda rotorda bulunur. İki şekilde yapılırlar;

• Kutupları çıkıntılı rotorlar
• Kutupları silindirik rotorlar

Kutupları Çıkıntılı Rotorlar

Kutupları çıkıntılı olarak yapılan rotorların devir sayıları 1800 devir/dak. küçük olur. Fuko kayıplarının önlenmesi için özel saclardan yapılırlar. Rotor üzerinde olan iki tane bileziğe sargı çıkış uçları tutturulur. Fırça ve bilezikler ile rotor sargısı  doğru akımla beslenir. Rotor çapı büyük, uzunlukları küçük olan jeneratörler çok kutuplu yapılırlar. Kutupların üst tarafına gerilimdeki salınımları önlemek için kısa devre çubuğu konur. Rüzgar kayıpları kutup çıkıntısından dolayı çok olur. Onun için düşük devirde çalışırlar.

Kutupları  Silindirik (düz) Rotorlar

Bu jeneratörlerde sargılar rotor üstüne yerleştirilir. Rotor üzerindeki bileziklere sargının uçların montajı yapılır. Yüksek devirde kullanılan sargı bakır lamadan yapılır. Yatay mil ile çalışan bu tip jeneratörler silindirik kutupludur.

U-V-W ve Z-X-Y uçları üç fazlı alternatörler de stator ucudur. Bu uçlar yıldız olarak ta bağlanır. Rotor üzerinde I ve K uçları bulunur. Bu uçlar doğrudan ayarlı reosta yardımı ile doğru akım kaynağından beslenir . Jeneratör çalışmaya başladığı zaman 3 faz olan alternatif enerji üretilir.

Jeneratör Nerelerde Kullanılır?

Jeneratörler küçük ve büyük tüm işletmelerde yaygın olarak kullanılan cihazlar arasında yer almaktadır. Jeneratör ile alternatif olarak elektrik enerjisi elde edilebilmektedir.  Çalışma prensipleri benzinli ve dizel yakıtlıdır. Türkiye’de jeneratör kullanımı, marketler, büyük alışveriş merkezleri ve üretim yapan fabrikalarda elektrik kesintisi olduğu zaman devreye girerek elektrik enerjisi ihtiyacını sağlayan makineler yaygın olarak kullanılmaktadır.

Elektrik kesilmelerinin sık yaşandığı bölgelerde uygun jeneratörler ile elektrik enerjisi üretmek mümkündür. Büyük ölçekli işletmelerde mutlaka kullanılan jeneratörler, piyasada tüm boyutlarda ve tüm ihtiyaçlar için bulunabilmektedir.

Jeneratör Kullanırken Alınması Gereken Önlemler

• Büyük jeneratörlerin kullanıldığı oda, çıkması muhtemel bir yangından kolay etkilenmeyecek özellikte olmalı ve jeneratörün yeri çıkış yolunu kapatmamalıdır.
• Jeneratör kullanılımında bir jeneretaratörün regülasyon giriş gerilimindeki değişimlerin kontrolü yapılarak, gerilim kararlılığı ölçümü yapılmalıdır. (çıkış geriliminin değişen şartlar altında sabit kalma özelliği).
• Çıkıştaki yüklerin değişmesi durumunda gerilim sabit kalmalıdır.
• Ani yük değişimlerinde regülasyon sağlayarak frekans kararlılığı sağlanmalıdır.
• Aşırı yük ve kısa devrelere karşı koruma sağlamalı ve arıza yapmamalıdır.
• Enerji kayıpları mümkün olduğu kadar az olmalı, jeneratör yüksek verimli çalışmalıdır.
• Jeneratörler, ayrıca sarkmalara (kısa süreli gerilim düşüklüğü), kesintilere, yükseltmelere ve darbelere karşı dayanıklı olmalıdır.
• Jeneratör bakımı periyodik bakım yapılmalıdır.