Typer of D.C. Generator

การแบ่งชนิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง (Types of d.c. generator)

การแบ่งชนิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง แบ่งตามลักษณะการนำกระแสไฟฟ้าไปกระตุ้นขดลวดสนามแม่เหล็ก (Field Excitation) ได้ 2 แบบ คือ
1. Separately Excitation (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบกระตุ้นแยก)
เครื่องกำเนิดแบบนี้จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงจากภายนอกมากระตุ้นขดลวดสนามแม่เหล็กดังรูป

Separately Excitation

2. Self Excitation (เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบกระตุ้นตัวเอง)

เครื่องกำเนิดแบบนี้แบ่งออกตามลักษณะการต่อขดลวดสนามแม่เหล็กเข้ากับวงจรขดลวดอาเมเจอร์

 Self Excitation 

และยังแบ่งออกเป็น 3 แบบคือ

• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบชั้นท์ (shunt generator) ขดลวดสนามแม่เหล็กพันด้วยลวดทองแดงเส้นเล็ก จำนวนมากรอบเรียกว่า ขั้นท์ฟีลด์ (shunt field) ต่อขนานกับอาเมเจอร์
• เครื่องกำเนิกไฟฟ้าแบบซีรีส์ (series generator) ขดลวดสนามแม่เหล็กพันด้วยทองแดงเส้นใหญ่ จำนวนน้องรอยเรียกว่า ซีรีส์ฟีลด์ (series field) ต่ออนุกรมกับอาเมเจอร์และโหลด
• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบคอมเปานด์ (compound generator) มีขดลวดสนามแม่เหล็ก 2 ชุด พันรอบขั้วแม่เหล็กหลังทุกขั้ว คือ ขดลวดชั้นท์ฟีลด์ และ ขดลวดซีรีส์ฟีลด์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบคอมเปานด์แบ่งการต่อวงจรขดลวดสนามแม่เหล็กทั้งสองชุดกับอาเมเจอร์ได้ 2 แบบ คือ แบบลองชั้นท์คอมเปานด์ (long shunt compound) และแบบชอร์ทชั้นท์ คอมเปานด์ (short shunt compound) ซึ่งแต่ละแบบยังสามารถแบ่งการต่อวงจรเป็น 2 วิธี คือ หากต่อวงจรแล้วปรากฎว่ากระแสที่ไหลผ่านขดลวดสนามแม่เหล็กทั้งสองชุดสร้างเส้นแรงแม่เหล็กเสริมกันเรียกว่า "คิวมูเลตีฟ คอมเปานด์" (cumulative compound) ถ้าสร้างเส้นแรงแม่เหล็กหักร้างกันเรียกว่า "ดิฟเฟอเรนเชียล คอมเปานด์" (differential compound) ด้วยเหตุผลดังกล่าว จึงอาจกล่าวได้ว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบคอมเปานด์แบ่งการต่อวงจรได้ 4 แบบ คือ 1.แบบชอร์ทชั้นท์ คิวมูเลตีฟ คอมเปานด์ (short shunt cumulative compound) 2.แบบลองชั้นท์ ดิฟเฟอเรนเชียล คอมเปานด์ (long shunt differential compound) 3.แบบลองชั้นท์ คิวมูเลตีฟ คอมเปานด์ (long shunt cumulative compound) 4.แบบชอร์ทชั้นท์ ดิฟเฟอเรนเชียล คอมเปานด์ (short shunt differential compound)

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบคอมเปานด์ (compound generator)

เคดิด: K.ธวัชชัย อัตถวิบูลย์กุล

          

Field Supply

The magnetic field of a generator is established by a set of electromagnets (field poles). The current required by the field circuit may be supplied from a separate dc sup ply. If this is the case, the generator is said to have a separately excited field. The majority of generators, however, are self-excited & the current for the field is supplied by the generator itself.

Ill. 1—4 Separate excitation; Ill. 1—5 Self-excitation

ill 1—4 illustrates a separately excited dc generator with the field circuit supplied from batteries. A self-excited shunt generator is illustrated in 1—5. Note that the field circuit's connected in parallel with the armature & that a small part of the generator out put is diverted to the field circuit, in order to “excite” or energize the field poles.

เคดิด : http://www.industrial-electronics.com/elecy3_1.html

Direct-Current Generator 

a DC machine that functions as a generator. Its operation is described by the following equations: P= UI_Ar, where P is the output power, U the terminal voltage, and I_Ar the armature current; U = E –I_ArR_Ar, where E is the armature electromotive force and R_Ar is the resistance of the armature circuit; and R_Ar = r_Ar + r_Co + r_Se (Figure 1).

Figure 1. Excitation methods for DC generators: (a) separately excited generator, (b) self-excited generator, (c) compound generator; (Ar) armature, (Co) commutating-pole windings, (Sh) shunt-field winding, (Se) series-field winding, (I_Ar) armature current, (I) load current, (R_ex) resistance for regulating the exciting current, (I_ex) exciting current, (r_Ar) resistance of armature winding, (r_Co) resistance of commutating-pole windings, (r_Sh) resistance of shunt-field winding, (r_Se) resistance of series-field winding, (r_L) load

A terminal voltage that remains constant under changing load conditions is the principal requirement imposed upon a DC generator. The relationship between the terminal voltage and the load current U = f(I) is called the external characteristic of a DC generator and is determined by the type of field excitation used in the generator. Several methods of excitation are illustrated in Figure 1, and the external characteristics for various excitation methods are shown in Figure 2, a. The voltage of a DC generator decreases with an increasing load because of the voltage drop in the armature circuit and the demagnetizing effect of the armature field owing to saturation of the magnetic circuit. The optimal excitation system is exhibited by the compound generator, which permits the obtaining of the same voltage under no-load and rated-load conditions. An exact compensation for the voltage drop in the armature (rotor) circuit and for the armature field’s demagnetizing effect, which causes a decrease of the main magnetic flux under load conditions, is possible only for one value of the load current. In separately excited generators there is no compensation. The greater voltage decrease in self-excited generators is a result of the decrease in the exciting current with the increase of load. The range over which the exciting current must be regulated so as to keep the voltage constant under changing load is determined by the control characteristic I_ex = f(I) of the DC generator (Figure 2,b).

Figure 2. External (a) and control (b) characteristics of DC generators: (1) self-excited generator, (2) separately excited generator, (3) compound generator; (I) load current, (I_ex) exciting current, (U) terminal voltage, (R_ex) resistance for regulating the exciting current, (n) speed of rotation of the armature

Sparkless current commutation is another important requirement that must be satisfied by a DC generator. Sparking can be reduced if the stator of the machine is equipped with additional commutating poles. High-power DC generators are sometimes built with compensating windings, which are inserted in the slots of the pole shoes and are connected in series with the armature winding. The purpose of the compensating winding is to compensate for the armature field in the zone under the main poles. The winding provides an automatic compensation at all load conditions and a uniform distribution of magnetic flux density under the pole arc. The maximum voltage between adjacent commutator bars is thus lowered, and potential sparking outside of the commutation zone is eliminated.
In the USSR both general-purpose DC generators (series 2-P) and DC generators for special purposes are produced. Examples of special-purpose machines are DC generators for electric welding: series GSO and GD and also series PSU and PSG, which are driven by an induction motor and operated at currents of 125 to 500 amperes and at voltages of 60 to 70 volts. The amplidyne can also be classed as a special-purpose DC generator. DC tachometer generators are used in automatic control systems; they operate with greater accuracy than do AC tachometer generators.

เคดิด : http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/Direct-Current+Generator