بررسی آلترناتور ژنراتور و راهنمای انتخاب

آلترناتور ژنراتور یک دستگاه الکتریکی است که از انرژی مکانیکی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می کند. این دستگاه در بسیاری از کاربردها، از جمله خودروها، موتورهای دیزلی، نیروگاه ها و سیستم های انرژی خورشیدی استفاده می شود.

در این مقاله، به بررسی آلترناتور ژنراتور خواهیم پرداخت. ابتدا، به تعریف آلترناتور ژنراتور و اجزای اصلی آن می پردازیم. سپس، نحوه کار آلترناتور ژنراتور را توضیح خواهیم داد. در ادامه، انواع مختلف آلترناتور ژنراتور و کاربردهای آنها را معرفی خواهیم کرد. در نهایت، نحوه انتخاب آلترناتور ژنراتور مناسب را بررسی خواهیم کرد.

آلترناتور ژنراتور چیست ؟

آلترناتور ژنراتور دستگاهی است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی در قالب جریان متناوب (AC) تبدیل می کند. این دستگاه از دو قسمت اصلی تشکیل شده است: استاتور که یک سیم پیچ ثابت از سیم است و روتور که یک آهنربای دوار است. هنگامی که روتور می چرخد، یک جریان الکتریکی در استاتور القا می کند که می تواند برای تغذیه دستگاه ها یا لوازم مختلف استفاده شود.

انواع مختلفی از آلترناتور ژنراتور وجود دارد، مانند سنکرون، آسنکرون، بدون جاروبک و آهنربای دائمی. آنها از نظر طراحی، راندمان و ولتاژ و فرکانس خروجی متفاوت هستند. برخی از کاربردهای رایج آلترناتور ژنراتورها در نیروگاه ها، وسایل نقلیه، توربین های بادی و ژنراتورهای قابل حمل است.

نوشته های مرتبط

اجزای اصلی آلترناتور ژنراتور چیست؟

اجزای اصلی یک ژنراتور متناوب عبارتند از:

  • استاتور: این یک سیم پیچ ثابت از سیم است که روتور را احاطه کرده است. جریان الکتریکی القایی شده توسط روتور را دریافت می کند و آن را به ترمینال های خروجی منتقل می کند.
  • روتور: این یک آهنربای دوار است که داخل استاتور می چرخد. یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که جریان الکتریکی را در استاتور القا می کند.
  • تنظیم کننده ولتاژ: این دستگاهی است که ولتاژ و فرکانس خروجی ژنراتور را کنترل می کند. جریان ورودی به روتور را برای حفظ ولتاژ و فرکانس ثابت تنظیم می کند.
  • سیستم خنک کننده: این سیستمی است که از گرم شدن بیش از حد ژنراتور در اثر اصطکاک و مقاومت قطعات متحرک جلوگیری می کند. می تواند از هوا، آب یا روغن به عنوان محیط خنک کننده استفاده کند.

اینها اجزای اصلی یک ژنراتور متناوب و عملکردهای آنها هستند.

مطلب مرتبط : موتور برق بی صدا چیست و چگونه کار می کند؟

اجزای اصلی آلترناتور ژنراتور
اجزای اصلی آلترناتور ژنراتور

آلترناتور چگونه کار می کند؟

یک ژنراتور متناوب با استفاده از اصل القای الکترومغناطیسی کار می کند. این بدان معنی است که هنگامی که یک رسانا (مانند سیم) در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند، یک جریان الکتریکی در رسانا ایجاد می کند. در اینجا مراحل اساسی نحوه کار یک ژنراتور متناوب آمده است:

  • موتور وسیله نقلیه یک تسمه را می چرخاند که یک قرقره متصل به روتور ژنراتور را می چرخاند. روتور یک آهنربای چرخان با چندین قطب (شمال و جنوب) در اطراف آن است.
  • روتور داخل استاتور می چرخد، که یک سیم پیچ ثابت از سیم است. استاتور دارای سه سیم پیچ جداگانه است که در یک انتها به هم متصل شده اند.
  • هنگامی که روتور می چرخد، جهت و شدت میدان مغناطیسی اطراف استاتور را تغییر می دهد. این یک جریان متناوب (AC) را در هر سیم پیچ استاتور القا می کند. جریان AC بسته به موقعیت قطب های روتور، جهت و ولتاژ را تغییر می دهد.
  • سه جریان AC از سیم پیچ های استاتور ترکیب شده و به یکسوساز ارسال می شوند، که دستگاهی است که AC را به جریان مستقیم (DC) تبدیل می کند. یکسو کننده از دیود استفاده می کند، که اجزای الکترونیکی هستند که جریان را فقط در یک جهت اجازه می دهند.
  • جریان DC از یکسوساز سپس به تنظیم کننده ولتاژ ارسال می شود، که دستگاهی است که ولتاژ و فرکانس خروجی ژنراتور را کنترل می کند. تنظیم کننده ولتاژ جریان ورودی به روتور را برای حفظ ولتاژ و فرکانس ثابت برای سیستم الکتریکی وسیله نقلیه تنظیم می کند.
  • جریان DC از تنظیم کننده ولتاژ سپس برای شارژ باتری و تغذیه دستگاه های الکتریکی و لوازم خانگی وسیله نقلیه استفاده می شود.

انواع مختلف آلترناتور ژنراتور چیست؟

انواع مختلفی از ژنراتورهای متناوب بر اساس طراحی، کاربرد و خروجی آنها وجود دارد. در اینجا برخی از انواع رایج ژنراتورهای متناوب آورده شده است:

  • ژنراتورهای خودرو: اینها در وسایل نقلیه مدرن برای تولید برق برای سیستم الکتریکی و شارژ باتری استفاده می شوند. آنها از یکسو کننده دیودی برای تبدیل خروجی AC به DC استفاده می کنند. آنها نسبت به ژنراتورهای DC قوی تر و سبک تر هستند.
  • ژنراتورهای لوکوموتیو دیزل-الکتریک: اینها در لوکوموتیوهایی استفاده می شوند که به طور همزمان به نیروی الکتریکی و مکانیکی نیاز دارند. آنها از یک موتور دیزلی برای راه اندازی ژنراتور استفاده می کنند که برق AC تولید می کند. سپس برق AC توسط یکسوسازهای دیود سیلیکونی به DC تبدیل می شود تا موتورهای کششی که چرخ ها را می رانند تغذیه کند.
  • ژنراتورهای دریایی: اینها در کاربردهای دریایی مانند قایق و کشتی استفاده می شوند. آنها از یک موتور خنک کننده با آب یا هوا برای راه اندازی ژنراتور استفاده می کنند که برق AC تولید می کند. سپس برق AC توسط یکسوسازها به DC تبدیل می شود تا باتری ها را شارژ کند و دستگاه های الکتریکی روی برد را تغذیه کند.
  • ژنراتورهای بدون جاروبک: اینها در نیروگاه های تولید برق به عنوان منبع اصلی برق استفاده می شوند. آنها از یک آهنربای دائمی یا یک تحریک کننده برای ایجاد میدان مغناطیسی برای روتور استفاده می کنند که نیاز به برس و حلقه لغزشی را از بین می برد. آنها نسبت به ژنراتورهای نوع برس کارآمدتر و قابل اطمینان تر هستند.
  • ژنراتورهای رادیویی: اینها برای انتقال فرکانس رادیویی باند کم استفاده می شوند. آنها از یک شکاف جرقه یا یک لوله خلاء برای مدولاسیون خروجی ژنراتور استفاده می کنند که امواج رادیویی ایجاد می کند. آنها همچنین به عنوان فرستنده های شکاف جرقه یا فرستنده های Alexanderson شناخته می شوند. اینها برخی از انواع مختلف ژنراتورهای متناوب و کاربردهای آنها هستند. امیدوارم این به شما کمک کند تا در مورد آنها بیشتر بیاموزید.

مطلب مرتبط : چگونگی احتراق در موتور دیزل

ژنراتورهای رادیویی

کاربردهای آلترناتور ژنراتور چیست؟

برخی از کاربردهای ژنراتور متناوب عبارتند از:

  • خودروها: ژنراتورهای متناوب در وسایل نقلیه مدرن برای تولید برق برای سیستم الکتریکی و شارژ باتری استفاده می شوند. آنها از یکسو کننده دیودی برای تبدیل خروجی AC به DC استفاده می کنند. آنها نسبت به ژنراتورهای DC قوی تر و سبک تر هستند.
  • نیروگاه های تولید برق الکتریکی: ژنراتورهای متناوب در نیروگاه های تولید برق الکتریکی به عنوان منبع اصلی برق استفاده می شوند. آنها از یک آهنربای دائمی یا یک تحریک کننده برای ایجاد میدان مغناطیسی برای روتور استفاده می کنند که نیاز به برس و حلقه لغزشی را از بین می برد. آنها نسبت به ژنراتورهای نوع برس کارآمدتر و قابل اطمینان تر هستند.
  • کاربردهای دریایی: ژنراتورهای متناوب در کاربردهای دریایی، مانند قایق و کشتی استفاده می شوند. آنها از یک موتور خنک کننده با آب یا هوا برای راه اندازی ژنراتور استفاده می کنند که برق AC تولید می کند. سپس برق AC توسط یکسوسازها به DC تبدیل می شود تا باتری ها را شارژ کند و دستگاه های الکتریکی روی برد را تغذیه کند.
  • ژنراتورهای لوکوموتیو دیزل-الکتریک: ژنراتورهای متناوب در لوکوموتیوهایی استفاده می شوند که به طور همزمان به نیروی الکتریکی و مکانیکی نیاز دارند. آنها از یک موتور دیزلی برای راه اندازی ژنراتور استفاده می کنند که برق AC تولید می کند. سپس برق AC توسط یکسوسازهای دیود سیلیکونی به DC تبدیل می شود تا موتورهای کششی که چرخ ها را می رانند تغذیه کند.
  • انتقال فرکانس رادیویی: ژنراتورهای متناوب برای انتقال فرکانس رادیویی باند کم استفاده می شوند. آنها از یک شکاف جرقه یا یک لوله خلاء برای مدولاسیون خروجی ژنراتور استفاده می کنند که امواج رادیویی ایجاد می کند. آنها همچنین به عنوان فرستنده های شکاف جرقه یا فرستنده های Alexanderson شناخته می شوند.

اینها برخی از کاربردهای ژنراتور متناوب و کاربردهای آنها هستند.

چگونه آلترناتور ژنراتور مناسب را انتخاب کنیم؟

انتخاب ژنراتور متناوب مناسب به عوامل مختلفی از جمله نیازهای برق، نوع ژنراتور، منبع سوخت، مکان و کاربری مورد نظر بستگی دارد. در اینجا چند نکته کلی برای کمک به شما در انتخاب ژنراتور متناوب مناسب آورده شده است:

  1. نیازهای برق خود را با محاسبه کل بار الکتریکی که می خواهید تغذیه کنید تعیین کنید. می توانید از یک ماشین حساب وات یا یک متر برق برای تخمین وات دستگاه ها و لوازم خود استفاده کنید. همچنین باید توان شروع و کارکرد دستگاه های خود را در نظر بگیرید، زیرا برخی از آنها ممکن است برای شروع به قدرت بیشتری نسبت به کار نیاز داشته باشند. شما باید یک ژنراتور متناوب با توان خروجی کافی برای برآوردن نیازهای برق خود انتخاب کنید. یک قانون کلی این است که 20 تا 25 درصد به وات کل خود اضافه کنید تا افزایش ناگهانی برق و گسترش آینده را در نظر بگیرید.

  2. بر اساس منبع سوخت، مکان و کاربری مورد نظر، نوع مناسب ژنراتور را انتخاب کنید. انواع مختلف ژنراتور وجود دارد، مانند بنزینی، دیزلی، پروپان، گاز طبیعی، خورشیدی و هیبریدی. هر نوع مزایا و معایب خاص خود را از نظر هزینه، در دسترس بودن، راندمان، نگهداری و تأثیر زیست محیطی دارد. شما باید در دسترس بودن و هزینه منبع سوخت، سطح سر و صدا و انتشار ژنراتور، شرایط آب و هوایی و آب و هوایی مکان و فرکانس و مدت زمان قطع برق را در نظر بگیرید. همچنین باید اندازه و قابلیت حمل ژنراتور را در نظر بگیرید، به خصوص اگر نیاز به جابجایی یا ذخیره آن در صورت عدم استفاده داشته باشید.

  3. یک ژنراتور متناوب با فرکانس، ولتاژ، قطب و فاز مناسب انتخاب کنید. فرکانس و ولتاژ ژنراتور متناوب باید با فرکانس و ولتاژ سیستم الکتریکی که می خواهید تغذیه کنید مطابقت داشته باشد. فرکانس بر حسب هرتز (Hz) اندازه گیری می شود و ولتاژ بر حسب ولت (V) اندازه گیری می شود. فرکانس و ولتاژ ژنراتور متناوب به تعداد قطب و سرعت روتور بستگی دارد. قطب ها انتهای شمال و جنوب مغناطیسی روتور هستند. هرچه روتور قطب بیشتری داشته باشد، سرعت کمتر و فرکانس بالاتر می شود. سرعت روتور بر حسب دور در دقیقه (RPM) اندازه گیری می شود. فرکانس های رایج 50 هرتز و 60 هرتز هستند و ولتاژهای رایج 120 ولت، 240 ولت و 480 ولت هستند. فازها تعداد جریان های AC جداگانه ای هستند که ژنراتور متناوب تولید می کند. فازهای رایج تک فاز و سه فاز هستند. ژنراتورهای تک فاز یک جریان AC تولید می کنند و برای کاربردهای مسکونی و تجاری کوچک مناسب هستند. ژنراتورهای سه فاز سه جریان AC تولید می کنند و برای کاربردهای صنعتی و تجاری بزرگ مناسب هستند.

  4. زمان کار ژنراتور را در نظر بگیرید تا اطمینان حاصل کنید که می تواند نیازهای برق شما را به طور مداوم برآورده کند. زمان کار مدت زمانی است که ژنراتور می تواند با یک مخزن سوخت کامل کار کند. زمان کار به ظرفیت سوخت، مصرف سوخت و بار ژنراتور بستگی دارد. ظرفیت سوخت مقدار سوختی است که ژنراتور می تواند نگه دارد. مصرف سوخت میزان سوختی است که ژنراتور در ساعت استفاده می کند. بار درصد خروجی حداکثر توان ژنراتور است که استفاده می شود. هرچه بار بیشتر باشد، مصرف سوخت بیشتر و زمان کار کوتاهتر می شود. شما باید یک ژنراتور متناوب با زمان کار طولانی و مصرف سوخت کم انتخاب کنید تا دفعات سوخت رسانی و هزینه کارکرد کاهش یابد.

اینها برخی از عواملی هستند که باید قبل از انتخاب ژنراتور متناوب در نظر بگیرید. امیدوارم این به شما در تصمیم گیری آگاهانه کمک کند.

مهمترین منابعی که برای تهیه این مطلب استفاده شد : 

انتهای مطلب

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

مطالب مرتبط