ژنراتور تک فاز

ژنراتور دستگاهی است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل و در نهایت تولید برق می نماید که این کار معمولا از طریق القای الکترومغناطیسی صورت می گیرد. القای الکترومغناطیسی با حرکت روتور در اطراف استاتور فراهم می شود که میدان الکتریکی، از طریق یک آهنربای دائم و یا آهنربای مغناطیسی می باشد.

این انرژی مکانیکی توسط موتوری که به ژنراتور متصل یا به اصطلاح کوپل شده, تولید می شود که به مجموع این دو دستگاه موتور ژنراتور می گویند. ژنراتورهای دارای انواع مختلفی هستند که یکی از ان ها ژنراتور تک فاز است. در این مقاله به بررسی مشخصات و معرفی ژنراتور تک فاز می پردازیم.

ژنراتور تک فاز چیست؟

در یک ژنراتور تک فاز، استاتور دارای تعدادی سیم پیچ متصل به صورت سری است تا یک مدار واحد را تشکیل دهند که در آن ولتاژ خروجی تولید می گردد. ولتاژ برابر در تمام سیم پیچ های استاتور، هم فاز با یکدیگر هستند.به عنوان مثال، در یک ژنراتور 4 قطبی، چهار قطب روتور به صورت زوج در اطراف قاب استاتور قرار دارند. در هر نقطه ای از زمان، هر قطب روتور همانند سه قطب دیگر از روتور، در موقعیت مشابه نسبت به سیم پیچ استاتور قرار دارد.

از این رو، ولتاژهایی که در همه سیم پیچ های استاتور تولید می شوند، مقدار و دامنه مشابهی دارند و همچنین در هر زمان با یکدیگر همفاز هستند.    

کاربرد ژنراتور تک فاز

ژنراتور تک فاز بزرگ، معمولا به صورت تجارتی و انبوه ساخته نمی شوند، سهم عمده در بازار متعلق به ژنراتورهای با توان 1 KVA  تا KVA 5 است. این ژنراتورها معمولا به عنوان مولدهای کمکی برای دستگاه های قابل حمل و یا به عنوان مولدهای کمکی خانگی در هنگام قطع برق شبکه مورد استفاده قرار می گیرند و توان مکانیکی آن ها توسط موتورهای احتراقی، تراکتورها و یا منابع دیگر تأمین می شود.

پیکاتک | فروشگاه تخصصی لرزه گیر آکاردئونی | جهت مشاوره و خرید تلفنی با شماره : 87700142-021 ( 30 خط ویژه ) تماس بگیرید

واحدهای ژنراتوری تک فاز که از یک ژنراتور تک فاز به همراه یک موتور بنزینی تشکیل شده است، نیز متداول بوده و به صورت قابل حمل و یا ثابت ساخته می شوند.این واحدها در جاهایی که قطع برق شبکه خسارت هایی را به دنبال دارد، اهمیت ویژه ای دارند. مثلا یک واحد سردخانه را در نظر بگیرید که دارای چند صد کیلوگرم گوشت در یخچال های آن است، واضح است که در هنگام قطع برق شبکه و فقدان مولد کمکی این واحد خسارات زیادی را متحمل می شود.  

ساختار ژنراتور تک فاز

یک ژنراتور (آلرناتور) ac که دارای یک حلقه سیم است و با سرعت ثابت در یک میدان مغناطیسی با چگالی شار یکنواخت،حرکتی دورانی دارد.حاصل این حرکت،تولید ولتاژی با شکل موج سینوسی در حلقه سیم بود.در این حالت شکاف هوایی بسیار بزرگ میان دو قطب میدان، مانع تولید چگالی شار مناسب شده،در نتیجه ولتاژ بسیار کمی در مولد القا میشود، بنابراین این طرح غیر عملی است. در این حالت قطب های میدان روی بخش متحرک ماشین، یعنی روتور قرار دارد و جریان سیم پیچ های آن توسط یک منبع dc و از طریق جاروبک ها و حلقه های لغزان تأمین می شود،روتور نیز توسط یک عامل خارجی با سرعت ثابتی چرخانده میشود. در این حالت تعداد قطب های ماشین،(که همواره زوج است)بستگی به سرعت روتور و فرکانس سیم پیچی استاتور دارد.بعنوان مثال برای تولید ولتاژ در یک ماشین 6قطب با فرکانس Hz60،سرعت روتورrpm 1200 است.

در این ماشین سیم پیچی آرمیچر ساکن است و بر روی استاتور قرار دارد،پیچکهای متمرکز این سیم پیچی طوری به یکدیگر وصل میشوند، که ولتاژهای القاء شده در همه آنها به یکدیگر اضافه شوند ولتاژ نهایی را نتیجه دهند. با قرار دادن یک مقاومت متغیر در خط تغذیه dc میتوان جریان تحریک قطبها را تغییر داد.

بدینوسیله چگالی شار فاصله هوایی و در نتیجه ولتاژ متناوب خروجی را کنترل کرد. این ژنراتور، هنوز هم دارای ساختار مؤثر و مطلوبی نیست، زیرا سیم پیچی های هر قطب در یک شیار استاتور متمرکز شده،و در این حالت استفاده بهینه از حجم و محیط داخلی استاتور نمیشود. در ماشینهای تجارتی معمولا تعداد شیارهای بیشتری در استاتور وجود دارد.و سیم پیچیها به صورت توزیع شده در این شیارها قرار میگیرند. سه نوع سیم پیچی متداول برای ژنراتور تک فاز وجود دارد. واضح است که ولتاژهای القاء شده در پیچک ها به طور همزمان در مقدار حداکثر خود قرار نمیگیرند و اختلاف فازی میان آن ها وجود دارد، اندازه این اختلاف فاز به اختلاف زاویه مکانیکی بین محور پیچک ها و نیز تعداد قطب های ماشین بستگی دارد.

بنابراین ولتاژ خروجی القاء شده،در یک سیم پیچی توزیع شده،حاصل جمع برداری ولتاژهای همه پیچکها بوده،و از جمع جبری این ولتاژها،کوچکتر است.  

تفاوت برق تک فاز با سه فاز چیست؟

تفاوت برق تک فاز با سه فاز به شرح زیر است:

• برق تک فاز، یک فاز دارد و ولتاژ آن 220 ولت است.و برای انتقال آن،از دو رشته سیم استفاده میشود.
• برق سه فاز، سه فاز دارد و ولتاژ آن 400ولت است.و برای انتقال آن،از 4یا3 رشته سیم استفاده میشود.
• معمولا برق منازل مسکونی و واحدهای اداری تک فاز و برق واحدهای تجاری و صنعتی سه فاز است.
• چنانچه نمی دانید برق شما سه فاز یا تک فاز است کنتور برق خود را ببینید.

ژنراتور تک فاز یا سه فاز

انتخاب بین ژنراتور تک فاز و سه فاز صرفا وابسته به نوع کاربردی است; که میباید برق آن توسط ژنراتور تامین شود.

• ژنراتورهای تک فاز برای خروجی تک فاز مناسب هستند
• در حالیکه یک ژنراتور سه فاز به راحتی میتواند هم توان تک فاز و هم سه فاز را فراهم کند.
• اگر تمام دستگاه های شما در یک توان فاز تک کار کنند، یک ژنراتور تک فاز انتخاب کنید.
• اگردستگاه هایی دارید که در فازهای مختلف کار میکنند،یک ژنراتور سه فاز به شما کمک خواهد کرد.
• با این وجود،درحالیکه یک ژنراتور تک فاز را به یک واحد سه فاز ارتقا میدهید;لازم است تعادل بارها را در نظر بگیرید.

اتصال ژنراتور تک فاز به سه فاز

یک ژنراتور سه فاز را می توان به صورت ترکیبی از سه واحد تک فاز در نظر گرفت. بارهای تک فاز را می توان به یکی از روش های زیر به یک ژنراتور سه فاز متصل کرد.بار را بین هادی یک فاز و نول سیستم وصل کنید. این کار معمولا برای بارهای فشار ضعیف انجام می شود. این کار معمولا برای بارهای توان بالا از قبیل تهویه مطبوع یا بخاری ها انجام می شود و 208 وات فراهم می کند.با این حال،این کار ممکن است به عملکرد ضعیف ژنراتور منجر شود، زیرا لوازم خانگی نیاز به 240 ولت دارند تا عملیات در 75 درصد از ظرفیت نامی آنها در 208 ولت اجرا شود.

یک مبدل فاز چرخشی (RPC) می تواند مستقیما به یک ژنراتور تک فاز متصل شود تا منبع تغذیه سه فاز تولید کند. این به یک پیکربندی ساده شامل دو اتصال ورودی نیاز دارد که به عنوان ورودی های بیکار از یک ژنراتور تک فاز شناخته می شوند. ولتاژ در ترمینال سوم تولید می شود که به توان تک فاز متصل نیست.

ولتاژ القا شده با ولتاژ القا شده در دو ترمینال دیگر، 120 درجه اختلاف فاز دارد.

اتصال سری سیم پیچ های استاتور

از آنجایی که سیم پیچ ها در ژنراتور تک فاز به صورت سری متصل هستند، ولتاژهای تولید شده در هر سیم پیچ، برای تولید یک ولتاژ خروجی نهایی ژنراتور که چهار برابر ولتاژ هر یک از سیم پیچ های استاتور است، جمع می شوند.توزیع توان ژنراتور با تک فاز معمولا در مناطق مسکونی و همچنین در مناطق روستایی که بارهای کوچک و غیر مشترک هستند و هزینه راه اندازی یک شبکه توزیع سه فاز بالا است, استفاده می شود.

نکات مهم در انتخاب ژنراتور

نکات مهم در انتخاب ژنراتور به شرح زیر است:

ظرفیت برق تولیدی

ابتدا برق مورد نیاز اتاق سرور را محاسبه میکنیم.با در نظر گرفتن درصدی بالاتر دستگاه مورد نیاز انتخاب میگردد.

نوع برق خروجی

سه فاز یا تک فاز مورد نیاز می باشد.

نوع سوخت

بر اساس سوخت در دسترس و هزینه آن ژنراتور با سوخت مورد نظر را انتخاب می نماییم.

تابلو ATS

تابلو ATS برای سوییچ اتوماتیک بین برق شهر و ژنراتور به کار می رود.

شرکت سازنده

شرکتهای سازنده این دستگاه را با کیفیت های متفاوتی تولید میکنند;در انتخاب مولد برق اتاق سرور و دیتا سنتر از مارک های معتبر استفاده می کنیم.  

لینک های مرتبط :

ژنراتور سه فاز