Alternatör nedir?

Alternatif akım üreticisidir. İki bölümden meydana gelir: 1. Ortadan bir mil etrafında dönen ve «rotor» adı verilen bölüm. 2. Rotorun etrafında bulunan sabit bölüm. Elektromagnetik alanı meydana getiren rotorun buhar türbinleri veya gaz motorları tarafından döndürülmesiyle sabit bölümde alternatif bir akım meydana gelir. Buna rotor (indükleyen) denir. Stator, akım makaralarından meydana gelmiştir. Her makara üzerindeki sarım bir önceki makaraya göre ters yönlüdür. Alternatif akım, indüklenme suretiyle statordan hasıl olur. Rotor, dört kutuplu bir elektromıknatıstır.

Kutup sayısı 4’ten fazla da olabilir. Rotorun dönme ekseni üzerinde iki bilezik ve bunlara temas eden birer fırça bulunur. Alternatörlerin dinamolardan bir çok üstün tarafları vardır. Alternatör ile daha büyük voltajlar (gerilimler) elde edilebilir. Dinamolarda akım, fırçalarından alınır. Büyük voltajların üretilmesi esnasında toplaç şeritleri arasında hasıl olan kıvılcımlar ve ark, fırçaların tahrip olmasına sebep olur. Voltajı daha fazla artırmak mümkün olmaz.

Buna mukabil alternatörlerde elektrik akımı doğrudan doğruya statorun uç kısmından alınır. elektrik akımının ve elektrik enerjisinin uzak mesafelere nakledilmelerinde alternatörlerin meydana getirdiği alternatif akımlar kullanılır. Alternatif akımda elektron akışının yönü, İngiliz sisteminde saniyede 50 defa değişir. (Türkiye’de bu sistem kullanılmaktadır.) Akımın bir saniyedeki yön değiştirme sayısına, frekans dendiği için akımın frekansı 50 (1/sn=hertz)dir.

Amerikan sisteminde ise alternatif akım frekansı 60 hertz’dir. Alternatörleri genelde dizel motorları, buhar veya su türbinleri, gaz motorları çalıştırır. Böylece mekanik enerji şekil değiştirerek ve belli bir miktar kayba uğrayarak elektrik enerjisine çevrilmiş olur. Teknolojide kullanılan alternatörlerde statorla, rotorun vazifeleri terstir. Yani rotor sabit kalmakta, stator ise rotor etrafında döndürülmektedir.

alternator

Alternatörde alternatif akım şu şekilde oluşur: Bobin manyetik alan çizgilerine paralel durumda ve hareketsizken içinden manyetik alan kuvvet çizgisi geçmediğinden ve hareket olmadığından akım sıfırdır. Çerçeve herhangi bir yönde döndürülürse, bobinden geçen manyetik alan kuvvet çizgilerinin sayısının değişmesine, dolayısıyla akımın oluşmasına neden olur. Bobin 90° döndüğünde bobinden geçen manyetik alan kuvvet çizgilerinin sayısı ve akım en büyük değerine ulaşır.

Bobin aynı yönde dönmeye devam ederken bobinden geçen manyetik alan kuvvet çizgilerinin sayısı azalmaya başlar. Bobin 180° olduğunda akım yine sıfır olur. Bobin aynı yönde dönmeye devam ettikçe, aynı biçimde; ama ters yönde akım oluşmaya başlar. Sonuçta bobin bir tam dönüş yaptığında, akım iki kez yön değiştirir. Bobinin dönme hızına bağlı olarak akımın yön değiştirme hızı yani frekansı da artar. Bazı alternatörlerde, bobin sabit tutulup mıknatıslar döndürülerek alternatif akım oluşturulur.

Alternatör mekanik enerjiyi alternatif akıma çeviren elektromekanik bir aygıttır. Çoğu alternatör bu işi yapmak için dönen bir manyetik alan kullanır. Aslında çoğu alternatif akım jeneratörü alternatör olarak adlandırılabilir fakat genelde hareketini içten yanmalı motorların sağladığı alternatif akım üreteçlerine bu isim verilir.

Alternatörün çalışma prensibi

Alternatörler doğru akım üreteçleriyle aynı mantıkla çalışırlar. Bir iletkenin etrafındaki manyetik alan değişince iletkende bir akım oluşur. Modern tipik bir alternatörde rotor denilen mıknatıslar demir cevherine sarılmış olan stator denilen sabit iletken sargıların içinde veya etrafında dönerler. Mekanik enerjinin rotorları döndürmesiyle iletkenler etrafındaki manyetik alan değişir ve elektrik akımı üretilmiş olur.

Rotorun manyetik alanı indüksiyonla ( fırçasız jeneratörlerde ), mıknatıslarla ( genellikle çok ufak makinelerde ) veya fırçalar yardımıyla aktarılacak bir akım ile elde edilebilir. Otomobillerde kullanılan alternatörlerde rotordaki manyetik alan her zaman fırçalar ile 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 fakat mıknatısın maliyeti dolayısıyla büyüklükleri sınırlıdır. Mıknatısın manyetik alanı sabit olduğundan üretilen voltaj devir ile birlikte artar.

Fırçasız alternatif akım üreteçleri genellikle otomobillerde kullanılanlardan çok daha büyük makinelerdir. Fırçasız alternatörlerde alternatör çalışma prensibine göre ana ve ikaz sistemi olarak ikiye ayrılabilir. Ana sistemin hareketli kısmı olan ana rotor devir sayısına göre değişen sayıda kutuplardan oluşur. Rotordaki ana kutuplar çevirici makinenin devrinde döndürülür. Kutuplarda manyetik akının oluşması için doğru akım gereklidir. Ana kutuplara doğru akım ikaz sistemi tarafından verilir.

İkaz sisteminin çalışma prensibi ana sistemle aynı olmakla beraber kutup ve sargılar ters çevrilmiştir. Yani, ikaz sisteminde kutuplar hareketsiz olan ikaz statoru üzerinde, sargılar ise dönen ikaz rotoru üzerinde bulunur. Ana statordaki bağımsız yardımcı sargılardan geçen akım voltaj regülatörde doğrultularak, ikaz statorundaki kutup sargılarına verilir. Kutuplardan çıkan manyetik akıyı kesen ikaz rotoru üzerindeki bobinlerde üç faz alternatif akım oluşur. Alternatif akım, rotordaki döner köprü diyotlarda doğrultularak ana rotora(ana kutuplara) doğru akım olarak aktarılır. Fırçasız alternatörlere yük uygulandığında, voltaj düşümü önlemek ve voltajı istenilen seviyede tutmak için voltaj regülatörü kullanılır.

Sözlükte "alternatör" ne demek?

1. Dalgalı elektrik akımı veren üreteç.

Alternatör kelimesinin ingilizcesi

[alternator] n. generator of an alternating current
n. alternator, generator of an alternating current
Köken: Fransızca