مولد الکتریکی یا ژنراتور برق به ماشینی گفته میشود که از طریق القای الکترومغناطیسی انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل میکند. تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی به وسیله موتور الکتریکی صورت می‌گیرد. موتورها و مولدهای الکتریکی از جهات مختلفی دارای شباهت‌های زیادی با یکدیگر هستند. تأمین‌کننده انرژی مکانیکی ممکن است توربین بخار، توربین آبی، توربین بادی یا یک موتور احتراق داخلی باشد.در این مقاله از پیکاتک به بررسی ژنراتور برق و مشخصات آن می پردازیم.
ژنراتور برق چیست ؟
ژنراتور برق وسیله‌ای هست که نیروی الکتریسیته و برق تولید میکند و از قطع فعالیت‌های روزانه یا اختلال در عملیات کاری پیشگیری میکند. ژنراتور‌ها در شکل‌های فیزیکی و الکتریکی برای کاربردهای مختلف در دسترس هستند. در واقع ژنراتور برق وسیله‌ای است که انرژی مکانیکی به دست آمده از منبع بیرونی را به انرژی الکتریکی بعنوان خروجی تبدیل میکند. این مهم است که درک کنیم که ژنراتور واقعا انرژی الکتریکی ایجاد نمی‌کند. در عوض، با استفاده از انرژی مکانیکی عرضه شده و با ایجاد حرکت و تولید بار الکتریکی در سیم پیچ‌ها در مدار الکتریکی، برق را به عنوان خروجی سیستم تولید خواهد کرد. این جریان, شارژ الکتریکی جریان الکتریکی عرضه شده توسط ژنراتور است. مکانیسم ژنراتور را میتوان با درک کار پمپ آب فهمید که باعث جریان آب میشود، اما این پمپ واقعا آبی ایجاد نمی‌کند و فقط آب جریان می‌یابد. کار ژنراتور برق های مدرن امروز بر مبنای القای الکترومغناطیس کشف شده توسط مایکل فارادی در سال 1831 می‌باشد. فارادی کشف کرد که جریان بالای بار الکتریکی می‌تواند توسط حرکت رسانای الکتریکی مانند سیمی که شامل بار الکتریکی در میدان مغناطیسی است القا شود. این حرکت تفاوت ولتاژی را بین دو انتهای سیم یا رسانای الکتریکی ایجاد میکند که در عوض باعث میشود بار الکتریکی جریان بیابد و جریان الکتریکی تولید شود.
مشخصات ژنراتور برق
ژنراتور برق عبارت است از مجموعه ای از قطعات به هم پیوسته که به صورت یک سیستم انرژی مکانیکی و چرخشی موتور را به انرژی الکتریکی و برقی تبدیل میکند، عمدتا این وسایل از بخش های اصلی موتور و ژنراتور تشکیل شده اند.ژنراتور های دارای دسته بندی های متفاوتی هستند که مهمترین معیار جهت جداسازی آنها از یکدیگر میزان قدرت خروجی آنهاست که با واحد قدرت وات اندازه گیری می شود . موتور های برق را میتوان دیزل ژنراتور هایی نام برد که در مقیاس کوچک ، کار این ابزار تامین انرژی الکتریکی برای مکان های کوچک را انجام می دهد .موتور برق های بنزینی از متداول ترین انواع موتور برق ها می باشند که بیشترین مصرف را در بین عموم دارند ، این نوع موتور برق ها دارای مدت زمان کارکرد طولانی تری هستند ، سوخت این از موتور برق ها طبق نامشان بنزین می باشد، به این دلیل باید نسبت به باز بودن محیط استفاده ی آنها دقت لازم را داشت.
تاریخچه ژنراتور برق
ژنراتور برق شامل دو بخش است که یک بخش متحرک که اصطلاحا رتور نامیده می شود و بخش ثابت آن که استاتور نام دارد. خود رتورها در دو صورت صاف و برجسته در ژنراتور برق کاربرد دارند. رده بندی ژنراتورهای برق براساس توان برق تولیدی بر حسب کیلو وات و یا کیلو وات آمپر صورت می گیرد. تولید تنوعی ژنراتور بر اساس میزان توان برق تولیدی در مصارف گسترده ای در جهت تامین برق استفاده می گردد. فن آوری ساخت مولد الکتریکی برای اولین بار توسط مایکل فارادی در سال 1831 کشف گردید. او متوجه شد که چناچه دو سر هادی بصورت عمودی نسبت به یک میدان مغناطیس حرکت کنند, پتانسیل الکتریکی حاصل می شود. این یافته با عنوان قانون فارادی پایه ساخت ژنراتور ها را بنا گذاشت. اولین ژنراتور برق ساخته شده در جهان نیز توسط فارادی تولید شد که آنرا با عنوان صفحه فارادی نام گذاری نمود. این مولد الکتریکی که از یک صفحه مسی در بین دو آهن ربای نعل اسبی ساخته شده بود توانست برای اولین بار میزان اندکی برق تولید نماید. اولین ژنراتور برق که بصورت کاربردی برای تولید جریان برق مورد استفاده قرار گرفت دینام نام داشت. از این دستگاه برای تامین برق صنایع به نحو موثری استفاده گردید. دینام نیز بر اساس تابعیت از قانون الکترومغناطیسی برای تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی مورد استفاده قرار گرفت. برای تولید جریان مستقیم از دینام از وسیله ای بنام کموتانور استفاده شد. با مطالعه تاریخچه ایده پردازی و تولید بسیاری از دستگاههای الکتریکی متوجه خواهیم شد که تولید دینام باعث ایجاد تحول وسیع و شگفت در خلق و تولید وسایل الکتریکی دیگری چون موتور سنکرون، موتورهای جریان متناوب و موتورهای الکتریکی جریان مستقیم شده است.
کاربرد ژنراتور برق
به صورت کلی می توان گفت که ژنراتور برق در هر مکانی که نیاز به وجود برق باشد ولی امکان رساندن برق شهری در آن نقطه وجود نداشته باشد،کاربرد دارند. از جمله ی این اماکن می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- بیمارستان ها
- مدارس
- مراکز صنعتی حساس
- قطار ها، کشتی ها
- حتی هواپیما ها
- خانه های جنگلی و....
انواع ژنراتور برق
ژنراتور برق در پارامترهای مختلف دسته بندی می شود.
- نوع مصرف: به مولد برق خانگی، نیمه صنعتی و صنعتی تقسیم می شود.
- سوخت: ژنراتور هایی که با سوخت کار میکنند در مدل های گازی، بنزینی و گازوییلی ساخته میشود; از مدل های بدون سوخت می توان به آبی و بادی اشاره کرد.
نوع برق خروجی: ژنراتور ها در دو مدل تک فاز و سه فاز ساخته می شوند.
- توان: بر حسب کیلو ولت آمپر KVA، کیلو وات KW و اسب بخار HP بیان می شود.
اجزا ژنراتور برق
موتور
موتور منبع تولید انرژی مکانیکی است. توان خروجی الکتریکی ارتباط مستقیم با توان موتور دارد. این بدین معنی است که توان خروجی مولد برق توسط قدرت موتور تعیین می شود.
ژنراتور
از سیم پیچ و مدارات دیگر تشکیل شده است;انرژی مکانیکی تولید شده توسط موتور در این بخش تبدیل به انرژی الکتریکی می گردد.
سیستم خنک کننده
موتور های دستگاه مولد برق مانند کلیه موتور ها مثل خودرو تولید حرارت می کند. این حرارت سبب آسیب رسیدن به موتور می شود. بنابراین سیستم خنک کننده بر اساس حرارت تولیدی طراحی و ساخته می شود. از آب برای دستگاه های کوچک و گاز هیدروژن برای توان های بالا استفاده می شود.
اگزوز
گاز های خروجی از موتور ژنراتور سمی و آلاینده است. بنابراین با استفاده از اگزوز این گازهای خروجی از محیط خارج می شود.
سیستم روغن کاری
قطعات مکانیکی بر اثر سایش دچار فرسودگی شده و از بین می رود. مانند موتور خودرو این موتور نیز نیاز به گردش روغن بین قطعات دارد تا قطعات دچار خرابی زودرس نگردد.
مخزن سوخت
موتور ژنراتور با سوخت کار می کند. در مدل های بنزینی و گازوییلی مخزنی برای ذخیره و نگهداری سوخت مورد نیاز است. این مخزن باید توان نگهداری سوخت برای مدت 8 ساعت را داشته باشد.
رادیاتور
برای خنک کردن سیال استفاده می شود.
تنظیم کننده ولتاژ
تنظیم کننده ولتاژ یا رگلاتور از رگلاتور به همراه سیم پیچی تحریک و یکسو کننده ولتاژ بهره میبرد. وظیفه این قسمت تبدیل جریان AC به DC می باشد.
شارژر باتری
شروع به کار ژنراتور از طریق باتری است.این باتری نیاز به شارژ شدن دارد که توسط این قطعه انجام میشود.
سیستم کنترل
موارد زیادی در این دستگاه نیاز به کنترل دارد. ولتاژ و فرکانس خروجی،سرعت موتور،روغن،حرارت خنک کننده و سایر موارد اینجا کنترل میشود.
پنل روشن و خاموش کننده
سیستم استارت و استاپ اتوماتیک در ژنراتور است.
کانوپی یا صدا خفه کن
محفظه ساخته شده که برای جذب صدای تولید شده توسط ژنراتور روی آن نصب می شود.
لینک های مرتبط :
