ژنراتور برق DC را بیشتر و بهتر بشناسید ؛ آشنایی با ژنراتور های DC و انواع آن

بهمن ۱۵, ۱۳۹۷سید علی طلاکشالکترونیک, دانش و مهارتبدون دیدگاه

همانطور که می دانیم انرژی از بین نمی رود و تنها می تواند از نوعی به نوع دیگر تبدیل شود. یک ژنراتور برق دقیقا همین کار را انجام می دهد و انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. انرژی مکانیکی را می تواند با استفاده از یک توربین آبی، توربین بادی، موتورهای درون سوز (ICE) و … بدست آورد و ژنراتور این انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. معمولا ژنراتورها به دو دسته کلی ژنراتور AC و DC تقسیم می شوند. در این متن به بررسی انواع ژنراتورهای DC پرداخته می شود.

ژنراتور برق DC معمولا بر اساس روش تحریک (تأمین میدان مغناطیسی) دسته بندی می شود. بر این اساس، دو نوع کلی برای ژنراتورهای DC وجود دارد که عبارتند از :

• ژنراتور DC تحریک جداگانه
• ژنراتور DC خود تحریک

ژنراتورهای DC خود تحریک را نیز می توان به دسته های زیر تقسیم کرد :

• ژنراتور DC سری
• ژنراتور DC شانت
• ژنراتور DC کامپاند (ترکیبی)

در ادامه هر کدام از این دسته بندی ها به صورت دقیق تر بررسی می شوند.

ژنراتور برق DC تحریک جداگانه

همانطور که می توان از نام این نوع ژنراتور حدس زد، این ژنراتور دارای یک سیم پیچ مغناطیسی است که توسط یک منبع ولتاژ جداگانه (مانند یک باطری) تحریک می شود. نحوه کارکرد این ژنراتور برق به صورت مختصر در تصویر زیر نشان داده شده است. ولتاژ خروجی به سرعت چرخش آرماتور یا آرمیچر و جریان موجود در مدار وابسته است. هر چقدر سرعت و جریان بالاتر باشند، ولتاژ خروجی نیز بیشتر است.

ژنراتورهای DC تحریک جداگانه در عمل بسیار کم استفاده می شوند.

ژنراتورهای DC خود تحریک

قسمت سیم پیچ میدان در این ژنراتورهای برق به وسیله خروجی خود ژنراتور تحریک می شوند. همانطور که در قبل توضیح داده شد، ۳ نوع ژنراتور برق DC خود تحریک به نامهای شانت،سری و کامپاند وجود دارد.

ژنراتورهای DC سری

این نوع ژنراتورها در تصویر بعدی (در سمت چپ ژنراتور شانت) نشان داده شده است که در آن سیم پیچ آرماتور به صورت سری با سیم پیچ میدان بسته شده تا جریان میدان از بار و سیم پیچ میدان عبور کند. مقاومت سیم پیچ میدان کم است و از سیم ضخیمی تشکیل شده که تعداد دور آن کم می باشد. ژنراتورهای نوع سری کاربرد زیادی داشته و بسیار مصرف می شوند.

ژنراتورهای DC شانت

در سمت راست تصویر زیر یک ژنراتور نوع شانت نشان داده شده که در آن سیم پیچ میدان به صورت موازی با سیم پیچ آرماتور بسته شده است تا ولتاژ یکسانی در دوسر هر دو قرار بگیرد. مقاومت سیم پیچ میدان بسیار بالا است و تعداد دورهای آن نیز بیشتر است تا جریان آرماتور از سیم پیچ میدان عبور کرده و باقیمانده آن از بار عبور کند.

ژنراتور برق کامپاند

تصویر یک ژنراتور کامپاند در ادامه آورده شده است. در اینجا دو سیم پیچ میدان به نامه ای Rsh و Rse وجود دارد که معمولا از نوع سیم پیچ شانت (Rsh) و سیم پیچ سری (Rse) هستند. ژنراتور کامپاند در دو نوع شانت بلند و شانت کوتاه وجود دارد.

• شانت کوتاه: در این مدل سیم پیچ میدان شانت به صورت موازی با آرماتور و سیم پیچ میدان سری به صورت سری با بار بسته می شود که در تصویر بالا مشخص است.
• شانت بلند: در این مدل که تصویر آن در سمت راست قرار دارد،سیم پیچ میدان به صورت موازی با آرماتور و به صورت سری با سیم پیچ میدان سری شده با آن بسته شده است (سیم پیچ Rse به صورت سری با آرماتور قرار دارد).

با توضیحات مختصری که در این متن آورده شده،می توان شمای کلی از انواع ژنراتور DC را بدست آورد. ژنراتورها معمولا برای مقاصد خاص صنعتی استفاده می شوند و در خارج از این محدوده، تقاضای زیادی برای آنها وجود ندارد. ژنراتورهای AC نیز می توانند انرژی الکتریکی را تولید کنند. از آنجاییکه مزایای بیشتری در انتقال انرژی به صورت AC وجود دارد، در مواردی که نیاز به انتقال انرژی از یک مکان به مکانی دیگر باشد، معمولا از تبدیل برق AC به DC استفاده می شود.