AC vs DC Generator
De elektriciteit die we gebruiken heeft twee vormen, de ene is wisselend en de andere is Direct (betekent geen verandering in de loop van 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 gebruik en de methode om beide te genereren is hetzelfde, namelijk elektromagnetische inductie. De apparaten die worden gebruikt voor het genereren van vermogen 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 wikkelingcomponenten, één is het anker, dat de elektriciteit opwekt door elektromagnetische inductie, en de andere is de veldcomponent, die een statisch magnetisch veld creëert. Wanneer het anker beweegt ten opzichte van het veld, wordt er een stroom opgewekt als gevolg van de fluxverandering eromheen. De stroom staat bekend als de geïnduceerde stroom en de spanning die deze aandrijft staat bekend als elektro-aandrijfkracht. De repetitieve relatieve beweging die voor dit proces is vereist, wordt verkregen door één component ten opzichte van de ander te roteren. Het roterende gedeelte wordt de rotor genoemd en het stationaire deel wordt de stator genoemd. Zowel het anker als het veld kunnen werken als de rotor, maar meestal wordt de veldcomponent gebruikt bij de opwekking van hoogspanningsvermogen en de andere component wordt de stator.
Flux varieert met de relatieve positie van de rotor en de stator, waarbij de magnetische flux die aan het anker is gekoppeld, geleidelijk varieert en de polariteit verandert; dit proces wordt herhaald vanwege rotatie. Vandaar dat de uitgangsstroom ook de polariteit van negatief naar positief en weer negatief verandert, en de resulterende golfvorm een sinusoïdale golfvorm is. Vanwege deze herhaalde wijziging in de polariteit van de uitvoer, wordt de gegenereerde stroom de wisselstroom genoemd.
Wisselstroomgeneratoren worden veel gebruikt voor stroomopwekking en ze transformeren mechanische energie die door een of andere bron wordt geleverd in elektrische energie.
Meer over DC-generatoren
Een kleine verandering in de configuratie van de contactaansluitingen 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 toegevoegd aan de ankercontacten.
De uitgangsspanning van de generator wordt een sinusvormige golfvorm, vanwege de herhaalde verandering van de polariteiten van het veld ten opzichte van het anker. De commutator maakt de verandering van de contactaansluitingen van het anker naar het externe circuit mogelijk. Borstels worden bevestigd aan de contactpunten 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 gecompenseerd 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 met de tijd verandert, vandaar de naam gelijkstroom. De stroom is echter wel in de tijd variërend en wordt gezien als pulsen. Om deze rimpeleffecten tegen te gaan, moet spanning en stroom worden geregeld.
Wat is het verschil tussen AC- en DC-generatoren?
• Beide generatortypen werken op hetzelfde fysische principe, maar de manier waarop de stroomopwekkingscomponent op het externe circuit is aangesloten, verandert de manier waarop de stroom door het circuit gaat.
• AC-generatoren hebben geen commutators, maar de DC-generatoren hebben deze om het effect van het veranderen van polariteiten tegen te gaan.
• AC-generatoren worden gebruikt om zeer hoge spanningen te genereren, terwijl DC-generatoren worden gebruikt om relatief lagere spanningen te genereren.