ژنراتورهای تک فاز



سیم پیچی استاتور دارای دو کلاف جداگانه است که هر دو در یک جهت به دور بدنه استاتور پیچیده شده اند. در ژنراتور تک فاز، روتور دارای دو قطب مغناطیسی غیرهمنام می باشد. در اثر گردش روتور، میدان مغناطیسی سیم پیچ های استاتور را قطع کرده و ولتاژ متناوبی در آنها القا می کند. سیم پیچ های استاتور طوری به یکدیگر متصل شده اند که ولتاژ تولید شده در آنها هم فاز بوده و یا به یکدیگر اضافه خواهند شد.


ژنراتورهای سه فاز
ژنراتورهای سه فاز همانطور که از اسمش مشخص است دارای سه سیم پیچ می باشد. این سیم پیچ ها به نحوی قرار گرفته اند که ولتاژ القا شده در هر یک 120 درجه با ولتاژ القا شده در دو سیم پیچ دیگر اختلاف فاز داشته باشد. سه سیم پیچ استاتور یک ژنراتور سه فاز به شکل ساده در شکل زیر نشان داده شده است. شکل موج ولتاژ تولید شده در هر یک از سیم پیچ ها به صورت منحنی هایی می باشد که 120 درجه با یکدیگر اختلاف فاز دارند. ژنراتور سه فاز نشان داده شده در این شکل ترکیبی از سه ژنراتور یک فاز می باشد که ولتاژهای تولید شده در هر کدام 120 درجه با دو ولتاژ دیگر اختلاف فاز داشته و سیم پیچی فازها به طور کامل از یکدیگر مستقل می باشند.

مشاهده می کنید که از هر ژنراتور 6 سیم بیرون آمده است. در صورتی که برای استفاده از خروجی ژنراتور به سسه سیم نیاز می باشد. می توان از هر کدام از فازها یک سیم را انتخاب نماییم و سه سیم باقی مانده را به همدیگر وصل کرد. این نوع اتصال را اصطلاحا اتصال ساره می گویند. در این حالت نقطه اتصال سه سیم را نقطه خنثی می گویند و ولتاژ بین نقطه خنثی و هر یک از سیم های خط ولتاژ فاز نام دارد و ولتاژ بین دو سیم خط را ولتاژ خطی می نامند. ولتاژ خط با ولتاژ فاز برابر است و چون فقط یک راه برای عبور جریان وجود دارد جریان خط و جریان فاز یکی هستند.

سیم های خروجی استاتور سه فاز را می توان به روش دیگری هم متصل کرد که انتهای فازها به همدیگر وصل شوند که اصطلاحا به این نوع اتصال، دلتا یا مثلث می گویند. در اتصال مثلث، ولتاژ خط برابر است با ولتاژ فاز اما جریان خط، جمع برداری جریان های فاز می باشد و به دلیل اینکه فازها 120 درجه با همدیگر اختلاف فاز دارند لذا جریان خط با جریان فاز برابر خواهد بود. در ژنراتورها با توجه به موقعیت، می توان از اتصال ستاره و دلتا به طور همزمان استفاده کرد که این اتصالات در اشکال بعدی مشخص شده اند.

بیشتر ژنراتورهایی که امروزه از آنها استفاده می شود ماشین های سیم پیچی شده سه فاز می باشند. علت این است که بهره برداری از ژنراتورهای سه فاز بسیار بیشتر از ژنراتورهای تک فاز می باشد. استفاده از ترانسفورماتور سه فاز با ژنراتورهای سه فاز بسیار رایج است. اگر هر دو سیم پیچی اولیه و ثانویه به صورت ستاره متصل شوند آنگاه به ترانسفورماتور مذکور ستاره-ستاره می گویند. اما در صورتی که اولی و ثانویه به صورت مثلث متصل شوند ترانسفورماتور را مثلث-مثلث می نامند.

در حال حاضر انواع ژنراتورهای تک فاز و سه فاز در بازار وجود دارد که از بهترین آنها می توان به دیزل ژنراتور پرکینز و دیزل ژنراتور ولوو اشاره کرد.


فرکانس خروجی ژنراتور
فرکانس جریان متناوب تولید شده در یک ژنراتور به تعداد قطب ها و سرعت روتور بستگی داشته و وقتی روتور به اندازه کافی بچرخد و دو قطب غیرهمنام از مقابل یکی از سیم پیچ های استاتور عبور کند آنگاه ولتاژ القا شده در سیم پیچی به اندازه 360 درجه الکتریکی یا یک دور تغییر می کند. بنابراین یک ژنراتور تک فاز دو قطبی که با سرعت 3000 دور در دقیقه می چرخد ولتاژی با فرکانس 50 دور در ثانیه تولید می کند. هر چه تعداد قطب های میدان مغناطیسی ژنراتور بیشتر باشد سرعت گردش کمتری لازم می باشد تا ژنراتور جریانی با فرکانس مشخص بدهد.

مقاله مرتبط


آشنایی با ماشین های الکتریکی

ما با وسایلی مانند چراغ قوه و رادیوهای جیبی و همچنین تا حدودی سیستم برق اتومبیل که در آنها باتری به عنوان منبع قدرت است آشنا هستیم. در چنین مواردی مقدار جریانی که از باتری کشیده می شود کم می باشد.

عیب یابی و تعمیر ماشین های DC

زمانی که محرک اولیه (موتور دیزل و یا محورتوربین) به محور ژنراتور متصل شد آنگاه تنها کاری که باید انجام شود این است که بلبرینگ ها روغن کاری شده و اتصال بین ذغال ها و کلکتور بازرسی شود. به ندرت پیش می آید که سیم های ورودی ژنراتور جابه جا یا تعویض شود.

آزمایش سیم پیچی میدان

جهت پیدا کردن اتصالی یا قطعی سیم ها در سیم پیچ میدان از اهم متر استفاده می کنند. برای انجام این کار ابتدا سیم پیچی میدان را از آرمیچر جدا نموده تا از ایجاد مدار موازی جلوگیری شود و سپس اهم متر به دو سر سیم پیچی میدان وصل خواهد شد.

ژنراتورهای DC

در قسمت قبلی در رابطه با اساس کار ژنراتورها و تئوری کار ژنراتورهای ابتدایی AC و DC صحبت شد. در این مبحث قصد داریم تا در رابطه با ژنراتورهای حقیقی و ساختمان آنها به ارائه مطلب بپردازیم. ژنراتورها از اجزای مختلفی تشکیل شده اند که در صورت شناخت اجزای اصلی و ساختمان ژنراتور می توانی در زمان بروز ایراد به عیب یابی ژنراتور پرداخته و آن را تعمیر کنیم.