AC versus DC-generator
De elektriciteit die we gebruiken heeft twee vormen, de ene is wisselend en de andere is direct (betekent geen verandering in de tijd). De stroomvoorziening van onze huizen heeft wisselstroom en spanningen, maar de stroomvoorziening van een auto heeft onveranderlijke stromen en spanningen. Beide vormen hebben hun eigen toepassingen en de methode om beide te genereren is hetzelfde, namelijk elektromagnetische inductie. De apparaten die worden gebruikt om stroom op te wekken, staan bekend als de generatoren, en DC- en AC-generatoren verschillen van elkaar, niet door het werkingsprincipe, maar door het mechanisme dat ze gebruiken om de gegenereerde stroom door te geven aan de externe circuits.
Meer over AC-generatoren
Generatoren hebben twee wikkelingscomponenten, een is het anker, dat de elektriciteit opwekt door middel van elektromagnetische inductie, en de andere is de veldcomponent, die een statisch magnetisch veld creëert. Wanneer het anker beweegt ten opzichte van het veld, wordt een stroom geïnduceerd vanwege de fluxverandering eromheen. De stroom staat bekend als de geïnduceerde stroom en de spanning die deze aandrijft, staat bekend als de elektro-aandrijfkracht. De repetitieve relatieve beweging die voor dit proces nodig is, wordt verkregen door het ene onderdeel ten opzichte van het andere te roteren. Het roterende deel wordt de rotor genoemd en het stationaire deel de stator. Ofwel het anker of het veld kan als rotor werken, maar meestal wordt de veldcomponent gebruikt bij het opwekken van hoogspanningsvermogen, en de andere component wordt de stator.
Flux varieert met de relatieve positie van de rotor en de stator, waar de magnetische flux die aan het anker is bevestigd geleidelijk varieert en van polariteit verandert; dit proces herhaalt zich door rotatie. Daarom verandert de uitgangsstroom ook van polariteit van negatief naar positief en weer naar negatief, en de resulterende golfvorm is een sinusvormige golfvorm. Vanwege deze herhaalde wijziging in de polariteit van de uitgang, wordt de gegenereerde stroom de wisselstroom genoemd.
Wisselstroomgeneratoren worden veel gebruikt voor het opwekken van energie, en ze zetten mechanische energie die door een bepaalde bron wordt geleverd, om in elektrische energie.
Meer over DC-generatoren
Een kleine verandering in de configuratie van de contactklemmen van het anker maakt een uitgang mogelijk die de polariteit niet verandert. Zo'n generator staat bekend als een DC-generator. De commutator is de extra component die aan de ankercontacten wordt toegevoegd.
De uitgangsspanning van de generator wordt een sinusvormige golfvorm vanwege de herhaalde verandering van de polariteit van het veld ten opzichte van het anker. De commutator maakt de verandering van de contactklemmen van het anker naar het externe circuit mogelijk. Borstels zijn bevestigd aan de contactklemmen van het anker en sleepringen worden gebruikt om de elektrische verbinding tussen het anker en het externe circuit te behouden. Wanneer de polariteit van de ankerstroom verandert, wordt dit tegengegaan door het contact met de andere sleepring te veranderen, waardoor de stroom in dezelfde richting kan stromen.
Daarom is de stroom door het externe circuit een stroom die de polariteit niet verandert met de tijd, vandaar de naam gelijkstroom. De stroom varieert echter in de tijd en wordt gezien als pulsen. Om deze rimpeleffecten tegen te gaan, moet spannings- en stroomregeling worden uitgevoerd.
Wat is het verschil tussen AC- en DC-generatoren?
• Beide generatortypen werken volgens hetzelfde fysische principe, maar de manier waarop de stroomgenererende component is aangesloten op het externe circuit verandert de manier waarop de stroom door het circuit gaat.
• AC-generatoren hebben geen commutatoren, maar de DC-generatoren hebben ze om het effect van polariteitsverandering tegen te gaan.
• Wisselstroomgeneratoren worden gebruikt om zeer hoge spanningen op te wekken, terwijl gelijkstroomgeneratoren worden gebruikt om relatief lagere spanningen op te wekken.
