Dinamo Nedir? Yapısı ve Çalışma Prensibi

Dinamo, hareket enerjisini içindeki mıknatıs ve bobin sayesinde elektrik enerjisine dönüştüren bir araçtır. Dinamolar piller, doğru akım kaynakları ve akümülatör gibi doğru akım verirler. Dinamoyu bulan kişi Michael Faraday’dır. Dinamonun çalışma ilkesi de, Michael Faraday’ın keşfettiği “endüksiyon yasasına” dayanır.

Dinamonun Yapısı

Dinamo temel olarak dört kısımdan meydana gelir. Bunlar Stator (Endüktör), Rotor (Endüvi), Kapak ve Yataklar, Kollektör ve Fırçalar dır. Gelin birlikte bu bölümlere göz atalım.

Stator (Endüktör):

Dinamoda mıknatıs alanını meydana getiren sabit kısımın adıdır. Kapalı devreyi indüklemeye yarar. Endüktör, küçük dinamolarda daimi mıknatıs, büyük dinamolarda ise elektromıknatıstır. Dinamolarda mıknatıs kısmına kutup adı da verilir. Bir dinamoda kutup sayısı 2,4,6,8 Ve daha fazla olabilir. Stator imalatı ince silisli saclardan yapılır. Bu sacların etrafına makinanın cinsine göre (seri/paralel) sargılar sarılır.

Rotor (Endüvi):

Endüktör’ün meydana getirdiği mıknatıs alanı içinde dönen parçanın adıdır. Akım rotorda doğar. Mil, sac gövde, bobinler ve kollektörden meydana gelir. 0,35-0,5 mm kalınlığında, silisli dinamo saclarından imal edilir. Gövde üst üste saclardan oluşur. Sacların üstünde kanallar açılmış kanallar yalıtıldıktan sonra kanallara bobinler yerleştirilmiştir. Rotordaki bobin uçları, araları yalıtılmış bakır dilimlerden meydana getirilmiş kollektöre lehimlenir. Akım kollektörden dış devreye alınır.

Kapak ve Yataklar:

Kapaklar dökme demirdir. Milin yataklarını taşır. Yataklar ise sürtünmeli ya da bilyeli seçilir.

Kollektör ve Fırçalar:

Kollektördeki akımı , kollektör üzerine sürtünerek dış devreye almayı sağlamayı başaran kısımdır. Fırçalar ya da bakır karbon karışımıdır. Piyasada “kömürler” diye anılır. Fırçalar, kapak üzerine yerleştirilmiş fırça yuvalarına yerleştirilir. İyice bakır dilimlere değmesi için bir yay ile arkadan itilir.

Dinamonun Çalışma Prensibi

Bir N-S mıknatıs alanı içerisinde iletken çerçeve (bobin) daimi olarak döner ise telin sınırladığı yüzeyden geçen manyetik akı değişir. Kapalı iletkende, bu değişikliği dengeleyecek şekilde manyetik alan oluşturacak olan bir elektron hareketi başlar. Bu olaya indükleme adı verilir. Bu durumda elektrik akımı oluşur. Oluşan bu akıma indüksiyon akımı denir. İndüksiyon akımı kollektörden fırçalar yardımı ile dış devreye alınır. Bu akım dış devrede daima bir yöndedir ve şiddeti de sabittir. Çünkü indüksiyon akımı yön değişmesi yapınca fırçalar da dilim değişmesi yapar. Akım tek yönde doğar. Yönü ve şiddeti belli olan bu akım doğru akımdır. Bu sebeple dinamolar birer doğru akım üreteci yani doğru akım dinamo jeneratörüdür. Bu akım yön değiştirdiğinde, bu akıma alternatif akım denir. Bu tür dinamolara alternatör de denir.

Endüktörün meydana getirdiği mıknatıs alanı ne kadar şiddetli olursa indüklenen gerilim o kadar büyük olur. Bundan başka gerilimin büyüklüğü, endüvideki bobinlerin sarım sayısı ve endüvinin devir sayısı ile doğru orantılıdır. Dinamolarda bir çekirdek çevresine sarılmış bobinler vardır. Manyetik alanı oluşturan mıknatıs ya da elektromıknatıs endüktör olarak kullanılır. Sargı bobini endüvidir. Kullanılacak elektrik akımı endüviden kollektör ve fırçalarla çekilir.

Alternatif akım dinamolarında akım alınan bobinler genel olarak endüktör olarak kullanılır. Endüvi, endüktör içinde dönen bir mıknatıs tekerleğidir. Bu mıknatıs tekerleğe, doğru akım veren bir yardımcı dinamo ile mıknatıslıdır. Bu halde alternatörün üretmiş olduğu akım endüktörün sabit uçlarından alınır. Endüktördeki ayrı sargı sistemleri sayısı, ayrı ayrı iki, üç gibi çoğaltıldığında elde edilen akımlara iki fazlı, üç fazlı alternatif akım denir. Şehir şebekesinde kullanılan tek fazlı alternatif akım, üç fazlı alternatif akımın tek fazıdır.

Dinamo Çeşitleri

Stator kutuplarının mıknatıslık özelliği kazanması veya mıknatıs alanı şiddetinin artırılması pratikte uyartım kelimesi ile belirlenir. Uyartım şekillerine göre elektrik üreten dinamo çeşitleri ikiye ayrılır. Bunlar Dışarıdan Uyartımlı Dinamolar ve Kendinden Uyartımlı Dinamolar’dır.

Dışarıdan Uyartımlı Dinamolar

Dışardan uyartımlı dinamolar da stator kutupları, dışarda bulunan bir akü, bir pil bataryası gibi bir doğru akım kaynağına bağlıdır. Endüktörde N ve S kutuplarının meydana gelmesi bu şekilde sağlanır. Burada dinamonun endüktörüne doğru akım verilmiş, endüviden yine doğru akım alınmıştır. Statordan alınan gerilim genel itibari ile daha büyüktür.

Kendinden Uyartımlı Dinamolar

Kendinden uyartımlı dinamolar da çalışmadıkları zamanlarda bile endüktör saclarında çok az bir mıknatıslık kalır. Bu mıknatıslığa “artık mıknatisiyet” denir. 220 Voltluk gerilim üreten kendisinden uyartımlı dinamoda endüvi ilk döndüğü zaman devrede 5-7 volt gerilim doğar. Bu gerilimin endüktör devresinden geçireceği akım mıknatıs alanın şiddetini arttırır; biraz sonra dinamo normal gerilim üretmeye başlar. Kendinden uyartımlı dinamolar da rotor ve stator ile üç şekilde bağlanır. Bunlar;

Seri Dinamolar: Rotoru, statora seri bağlanan dinamolardır.

Şönt Dinamolar: Statoru, rotora paralel bağlanan dinamolardır.

Kompunt Dinamolar: Statorda şönt ve seri sargı olmak üzere bağımsız iki sargı grubu vardır. Seri sargı, seri dinamolarda olduğu gibi rotora seri bağlanır. Şönt sargı ise şönt dinamoda olduğu gibi rotora paralel bağlanır.

Dinamo Kullanım Alanları

Günlük hayatta elektrik üretimi için her yerde kullanılmaktadır. Otomobil, bisiklet gibi hareketli olan araçlardaki elektrik enerjisi ihtiyacını karşılamak için kullanılır.

Bisikletlerde kullanılan Dinamo, enerjisini tekerleğin dönüşünden alan ve farlarında kullanılan, bisiklet hareket edince Doğru Akım (DC) üreten alettir. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte bisikletlerde kullanılan Dinamo yerini LED aydınlatmalı farlara bırakmıştır.

Hidroelektrik santrallerinde kullanılan Dinamolar, su türbinlerine bağlıdır. Su, türbine çarpınca hareket enerjisi meydana getirir. Hareket enerjisi de dinamo yardımıyla elektrik enerjisine dönüştürülür.

Dinamolar ulaştırma araçlarında, galvanoplastide, şarj dinamosu ile akü şarjında, laboratuvar çalışmalarında, haberleşme tesislerinde kullanılır. Ayrıca sanayide yüksek akım istenen yerlerde (örneğin kaynak motorlara akuple olarak bağlanan dinamolarda) kullanılabilir.