يستخدم الناس طاقة التيار الكهربائي في جميع مجالات أنشطتهم تقريبًا. ليس من السهل الآن تخيل الحياة بدون كهرباء ، والتي يتم تحويلها من طاقة ميكانيكية بمساعدة معدات خاصة. دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في كيفية حدوث هذه العملية ، وكيفية ترتيب المولدات الحديثة.
محتوى
تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية
أي مولد يعمل على مبدأ الحث المغناطيسي. يمكن اعتبار أبسط مولد تيار متردد على أنه ملف يدور في مجال مغناطيسي. هناك أيضًا متغير يظل فيه الملف ثابتًا ، لكن المجال المغناطيسي يتقاطع معه فقط. خلال هذه الحركة يتم إنشاء تيار متناوب.وفقًا لهذا المبدأ ، يعمل عدد كبير من المولدات حول العالم ، مجتمعة في نظام إمداد الطاقة.
الجهاز وتصميم المولد
يحتوي مولد الطاقة القياسي على المكونات التالية:
- إطار متصل به الجزء الثابت ذو الأقطاب الكهرومغناطيسية. إنه مصنوع من المعدن ويجب أن يؤدي وظيفة الحماية لجميع عناصر الآلية.
- الجزء الثابت الذي يتصل به الملف. وهي مصنوعة من الفولاذ المغنطيسي.
- الجزء المتحرك هو عنصر متحرك ، يوجد في قلبه ملف يشكل تيارًا كهربائيًا.
- وحدة تبديل تعمل على تحويل الكهرباء من الدوار. إنه نظام من الحلقات الموصلة المنقولة.
اعتمادًا على الغرض ، يحتوي المولد على ميزات تصميم معينة ، ولكن هناك مكونان يمتلكهما أي جهاز يحول الطاقة الميكانيكية إلى كهرباء:
- الدوار هو جزء متحرك من قطعة واحدة من الحديد ؛
- الجزء الثابت هو عنصر ثابت مصنوع من ألواح الحديد. يوجد بداخله أخاديد يوجد بداخلها لف السلك.
للحصول على قدر أكبر من الحث المغناطيسي ، يجب أن تكون هناك مسافة صغيرة بين هذه العناصر. حسب تصميمها ، المولدات هي:
- مع المحرك المتحرك والمجال المغناطيسي الثابت.
- مع المحرك الثابت والمجال المغناطيسي الدوار.
في الوقت الحاضر ، تعد المعدات ذات المجالات المغناطيسية الدوارة أكثر شيوعًا بسبب. يعتبر إزالة التيار الكهربائي من الجزء الثابت أكثر ملاءمة من إزالة التيار الكهربائي. جهاز المولد له العديد من أوجه التشابه مع تصميم المحرك الكهربائي.
دائرة المولد
مبدأ تشغيل المولد الكهربائي: في اللحظة التي يكون فيها نصف الملف على أحد القطبين ، والآخر على العكس ، يتحرك التيار عبر الدائرة من الحد الأدنى إلى القيمة القصوى والعكس صحيح.
تصنيف وأنواع المولدات
يمكن توزيع جميع المولدات الكهربائية حسب معيار العمل ونوع الوقود الذي تولد منه الكهرباء. تنقسم جميع المولدات إلى مرحلة واحدة (جهد خرج 220 فولت ، تردد 50 هرتز) وثلاث مراحل (380 فولت بتردد 50 هرتز) ، وكذلك مبدأ التشغيل ونوع الوقود الذي يتم تحويله إلى كهرباء . حتى المولدات يمكن استخدامها في مناطق مختلفة ، والتي تحدد خصائصها التقنية.
على أساس مبدأ العمل
مولدات منفصلة غير متزامنة ومتزامنة.
غير متزامن
المولدات غير المتزامنة ليس لها علاقة دقيقة EMF على سرعة الدوار ، لكن المصطلح "الانزلاق S" يعمل هنا. يحدد هذا الاختلاف. يتم حساب قيمة الانزلاق ، لذلك لا يزال هناك بعض التأثير لعناصر المولد في العملية الكهروميكانيكية للمحرك التعريفي.
متزامن
مثل هذا المولد له اعتماد مادي على الحركة الدورانية للعضو الدوار إلى التردد المتولد للكهرباء. في مثل هذا الجهاز ، يكون الدوار عبارة عن مغناطيس كهربائي يتكون من قلب ولفائف وأعمدة. الجزء الثابت عبارة عن ملفات متصلة وفقًا لمبدأ النجم ، ولها نقطة مشتركة - صفر. في نفوسهم يتم توليد الكهرباء.
يتم ضبط الجزء المتحرك بواسطة قوة خارجية من العناصر المتحركة (التوربينات) التي تتحرك بشكل متزامن. يمكن أن يكون الإثارة لمثل هذا المولد عبارة عن اتصال وعدم اتصال.
حسب نوع وقود المحرك
لم يعد البعد عن التيار الكهربائي مع ظهور المولدات يشكل عقبة أمام استخدام الأجهزة الكهربائية.
مولد الغاز
يستخدم الغاز كوقود ، أثناء الاحتراق يتم توليد الطاقة الميكانيكية ، والتي يتم استبدالها بعد ذلك بالتيار الكهربائي. فوائد استخدام مولد الغاز:
- سلامة البيئة ، لأن الغاز أثناء الاحتراق لا ينبعث منه عناصر ضارة ، والسخام ومنتجات التحلل السامة ؛
- اقتصاديًا ، من المربح جدًا حرق الغاز الرخيص. مقارنة بالبنزين ، سيكلف أقل بكثير ؛
- يتم تزويد الوقود تلقائيًا. يجب إضافة وقود البنزين والديزل حسب الحاجة ، وعادة ما يتم توصيل مولد الغاز بنظام إمداد الغاز ؛
- بفضل الأتمتة ، يعمل الجهاز بشكل مستقل ، ولكن لهذا يجب أن يكون موجودًا في غرفة دافئة.
مولد ديزل
تتكون هذه الفئة بشكل أساسي من وحدات أحادية الطور بقوة 5 كيلو واط. يعتبر 220 فولت وتردد 50 هرتز معيارًا للأجهزة المنزلية ، لذا فإن ماكينة الديزل تتواءم جيدًا مع الحمل القياسي. كما قد تتخيل ، فإن وقود الديزل ضروري لتشغيله. لماذا تختار مولدات الديزل؟
- الرخص النسبي للوقود
- أتمتة تسمح لك ببدء تشغيل المولد تلقائيًا عند انقطاع التيار الكهربائي ؛
- مستوى عالٍ من السلامة من الحرائق ؛
- لفترة طويلة من الزمن ، يمكن لوحدة الديزل العمل دون عطل ؛
- متانة مذهلة - بعض الموديلات قادرة على العمل لما مجموعه 4 سنوات من التشغيل المستمر.
مولد البنزين
هذه الأجهزة مطلوبة تمامًا مثل المعدات المنزلية. على الرغم من حقيقة أن البنزين أغلى من الغاز والديزل ، إلا أن هذه المولدات تتمتع بالعديد من نقاط القوة:
- أبعاد صغيرة بقوة عالية ؛
- سهل التشغيل: يمكن بدء تشغيل معظم الموديلات يدويًا ، كما أن المولدات الأكبر حجمًا مزودة بمفتاح تشغيل. يتم تنظيم الجهد تحت حمولة معينة باستخدام برغي خاص ؛
- في حالة الحمل الزائد للمولد ، يتم تنشيط الحماية تلقائيًا ؛
- سهل الصيانة والإصلاح ؛
- لا تصدر الكثير من الضوضاء أثناء التشغيل ؛
- يمكن استخدامه في الداخل والخارج ، ولكن يجب حمايته من الرطوبة.
التطبيقات الرئيسية
اعتمادًا على مكان استخدام المولد ، يتم تحديد خصائصه التقنية. بشكل أساسي ، تحدد نسبة المولد إلى فئة معينة في مجال التطبيق قوتها. الأنواع التالية من المعدات مقسمة حسب مناطق التشغيل:
- أُسرَة. لديهم قوة من 0.7 إلى 25 كيلو واط. عادة ، تشمل هذه الفئة مولدات البنزين والديزل. يتم استخدامها لتشغيل الأجهزة الكهربائية المنزلية والمعدات منخفضة الطاقة ، في كثير من الأحيان في مواقع البناء. مناسبة كمصدر متنقل للكهرباء عند الخروج إلى الريف ؛
- احترافي. يمكن استخدامها كمصدر دائم للكهرباء في المؤسسات البلدية ومؤسسات التصنيع الصغيرة. لا تتجاوز قوتها 100 كيلو واط ؛
- صناعي.يمكن استخدامها في المصانع الكبيرة والمصانع التي تتطلب معدات عالية الطاقة. تتمتع هذه الأجهزة بقوة تزيد عن 100 كيلو واط ، ولها أبعاد كبيرة ويصعب الحفاظ عليها لشخص غير مستعد.
