ژنراتور برق چیست و چه کاربردی دارد؟

ژنراتور برق، دستگاهی می باشد که در زمان قطع برق،برق مورد احتیاج را تأمین می کند و از توقف کارها و فعالیت های شبانه روزی یا اختلال در کار در شرایط و مکان های گوناگون جلوگیری می نماید. کلیه کاری که این دستگاه انجام می دهد، تبدیل انرژی مکانیکی تأمین شده از یک منبع خارجی به انرژی الکتریکی برای تأمین انرژی مورد نیاز برای سایر وسایل می باشد. این کار طبق قانون القای الکترومغناطیسی فارادی صورت می گیرد، این قانون می گوید هر کجا یک هادی در یک میدان مغناطیسی مختلف واقع شد، شار الکترومغناطیسی القا می شود. تنظیمات گوناگون الکتریکی و فیزیکی برای موتور برق ها وجود دارد. این تنوع در پیکربندی برای استفاده در برنامه های متفاوت می باشد. در قسمت های بعدی، طریقه کار یک موتور برق، انواع مختلف آن و اینکه مولد از چه قطعاتی تشکیل شده است، توضیح خواهیم داد. برای آشنایی بیشتر با دنیای ژنراتور برق ادامه مقاله را از دست ندهید.

چگونگی کار موتور برق یا ژنراتور

اول از همه به یاد داشته باشید که این وسیله کاربردی، دستگاهی نمی باشد که برق را ایجاد کند، بلکه از انرژی مکانیکی ارائه شده، استفاده می کند و جریان بارهای الکتریکی را در درون سیم پیچ های خود به وجود می آورد. این جریان بارهای الکتریکی موجب می شود که خروجی الکتریکی فعلی برای اهداف گوناگون بکار گرفته شود، برای درک اینکه این دستگاه چه چیزی تولید می کند، بهتر است یک پمپ آب را در نظر داشته باشید. پمپ آب جریان آب را به وجود می آورد ولی آبی را که از آن می گذرد، ایجاد نمی کند. به بیانی ساده تر، این دستگاه ها با گرفتن قدرت حرکت، انرژی الکتریکی تولید می کنند و با تحمیل کردن الکترون ها از منابع خارجی از طریق مدار الکتریکی، آن را به برق تبدیل می کنند. این وسیله در واقع  همان موتورهای الکتریکی می باشند ولی برخلاف هم کار می کنند.

همانگونه که قبلاً گفتیم، یک ژنراتور برق طبق اصل القای الکترومغناطیسی کار می کند که توسط مایکل فارادی در قرن نوزدهم معرفی شد. این قانون می گوید زمانی که هادی در درون یک میدان مغناطیسی حرکت می کند،بارهای الکتریکی به وجود می آید و می توانند منجر به جریان شوند. باز هم، به عبارت ساده، این دستگاه فقط چند سیم چرخان در نزدیکی یا درون یک آهنربا یا میدان مغناطیسی می باشد که موجب جریان الکتریکی می شود. برای نمونه پمپ آب برای درک اینکه یک موتور برق چه کاری انجام می دهد، بزرگترین مثال می باشد.

معرفی انواع موتور برق

به دو دسته متفاوت و اساسی تقسیم می شوند که عبارتند از: مولد AC (جریان متناوب) و DC (جریان مستقیم).

موتور برق مدل AC

نوع متناوب یا دینامی یکی از مهمترین دستگاه های تأمین برق در شرایط گوناگون زندگی ما است. AC ها طبق اصل القای الکترومغناطیسی کار می کنند و به دو دسته القایی و ژنراتورهای همزمان تقسیم می شوند. تعمیر و نگهداری تقریباً رایگانی دارند. اندازه AC در مقایسه با DC کمتر می باشد. پس در نتیجه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. و سرانجام، آنچه موجب محبوبیت بیشتر این نوع می شود این است که خرابی AC کمتر از DC است.

موتور برق مدل DC

این نوع همیشه در برنامه های خارج از شبکه یافت می شود. بعضی از مزیت های DC ها عبارتند از: آنها به طور ساده طراحی می شوند. همیشه برای کارکردن موتورهای بزرگ و دستگاه های الکتریکی که احتیاج به کنترل مستقیم دارند، استفاده می شود. DC با هموار کردن ولتاژ خروجی از طریق یک مجموعه سیم پیچ منظم در اطراف آرماتور برای بعضی از کاربردهای حالت پایدار، نوسانات را کاهش می دهد.

آشنایی با اجزای سازنده موتور برق

در این بخش از مقاله، ما قصد داریم شما را با اجزای اصلی دستگاه مذکور آشنا سازیم. به غیر از شبکه اصلی، یک موتور برق از ۶ جز اصلی تشکیل شده است: موتور، سیستم سوخت،دینام،خنک کننده، اگزوز و سیستم های روانکاری.

موتور مبدل دستگاه موتور برق

شاید مهمترین قسمت هر ماشین موتور آن باشد. به طور کلی بخشی از کل سیستم می باشد  که سوخت را به انرژی قابل استفاده تبدیل کرده و به آن در حرکت یا انجام عملکرد مکانیکی کمک می نماید. پس در نتیجه، بعضی مواقع موتور را موتور محرکه اصلی می گویند. در یک ژنراتور، منبع سوخت می تواند بنزین، گازوئیل، گاز طبیعی، پروپان، دیزل زیستی و گاز یا هیدروژن باشد. موتور از یکی از این نوع سوخت ها برای ایجاد انرژی مکانیکی که ژنراتور به برق تبدیل می کند،استفاده می کند.

سیستم سوخت موتور برق

کلیه ژنراتورهایی که با یکی از انواع گوناگون سوختی که قبلاً ذکر شد کار می کنند، شامل سیستمی می باشند که سوخت را در موتور جمع و پمپ می کنند. سیستم سوخت دارای مخزنی است که سوخت مورد نیاز را برای تأمین انرژی یک موتور برق برای تعداد معادل ساعت ذخیره می کند. همچنین یک لوله به مخزن و سپس به موتور متصل می شود و لوله برگشت موتور را برای برگشت سوخت به مخزن متصل می کند، یک پمپ بنزین وجود دارد که وظیفه آن انتقال سوخت از مخزن از طریق یک لوله سوخت و سپس به موتور می باشد. قسمت دیگر سیستم سوخت، فیلتر سوخت می باشد که وظیفه آن فیلتر کردن هرگونه زباله از سوخت قبل از حرکت به موتور است. آخرین جز از سیستم سوخت، انژکتور سوخت بوده که وظیفه آن این است که سوخت را اتمی می کند و سپس سوخت را مستقیماً به محفظه احتراق موتور تزریق می نماید.

تنظیم کننده ولتاژ و دینام موتور برق

شاید بتوان گفت که نحوه کارکرد موتور برق ها به دینام وابسته است. این مولفه انرژی مکانیکی تولید شده توسط موتور را به جریان الکتریکی تبدیل می کند.به طور کلی، دینام ولتاژ الکتریکی ایجاد می کند که باید برای تولید یک جریان ثابت مناسب برای استفاده عملی تنظیم شود.

سیستم های خنک کننده،اگزوز و روغن کاری موتور برق

در این دستگاه ها،یک سیستم خنک کننده  وجود دارد که برای پیشگیری از گرم شدن بیش از اندازه و تنظیم درجه حرارت اجزای دستگاه در طول استفاده تعبیه شده است. بعضی از این موتوربرقها از فن، خنک کننده یا هر دو برای کنترل دما در محل کار استفاده می کنند. گازهای مضر ساطع شده توسط ژنراتور نیز زمان استفاده توسط سیستم های اگزوز دفع می شوند آخرین قسمت سیستم روغن کاری می باشد. از آنجا که ژنراتورها از بسیاری از قطعات متحرک تشکیل شده اند و هر یک از آنها برای حرکت روان احتیاج به روغن کاری دارند، باید یک سیستم روانکاری وجود داشته باشد که دستگاه را به خوبی روغن کاری کند.