دی
ساختمان آلترناتور (ژنراتور AC )
ساختار و ساختمان آلترناتور شامل قطبهای میدان‌است که روی بخش‌های چرخان دستگاه قرار‌گرفته‌است. یک ژنراتور از دو قسمت اصلی تشکیل شده‌است: روتور و استاتور. روتور در استاتور می‌چرخد و قطب های میدان بر روی بدنه روتور ژنراتور پیش بینی می‌شوند. هادی‌های آرمیچر روی استاتور قرار دارند. ولتاژ سه‌فاز متناوب نشان داده‌شده توسط aa ، bb ، cc در رساناهای آرمیچر ایجاد‌می‌شود و در نتیجه باعث تولید برق سه‌فاز می‌شود. تمام ایستگاه های تولید برق مدرن از این فناوری برای تولید برق سه‌فاز استفاده‌می‌کنند و در نتیجه ، یک ژنراتور (همچنین به عنوان ژنراتور سنکرون شناخته‌می‌شود) خود را به موضوعی پر اهمیت برای مهندسان برق تبدیل کرده‌است.
ساختمان آلترناتور (ژنراتور)
یک آلترناتور در اصل نوعی ژنراتور ACاست. قطبهای میدان برای چرخش با سرعت سنکرون NS = 120 f / P ساخته شده‌اند تا بتوانند در تولید توان مؤثر باشند. در جایی که f ، فرکانس جریان متناوب را مشخص می‌کند و P تعداد قطبها را نشان می‌دهد.
در بیشترین ساختاری که عملی و کاربردی‌است ، ژنراتور را با سیم پیچ آرمیچر ثابت (بخشی که ولتاژ القا می شود) و یک میدان دوار ساخته‌می‌شود که در ژنراتور DC معمولا برعکس این ساختار‌است. این اصلاح برای ایجاد قدرت بسیار زیاد در حدود چند صد مگاوات تولید در یک ژنراتور AC برخلاف ژنراتور DCاست. برای جبران چنین قدرت بالایی ، وزن و ابعاد رسانا به طور طبیعی باید برای عملکرد بهینه افزایش یابد. به همین دلیل ، جایگزین کردن این سیم‌پیچ‌های آرمیچر با قدرت بالا توسط سیم‌پیچ‌های میدان کم مصرف ، که در نتیجه از وزن بسیار سبک‌تری نیز برخوردار است ، سودمند می‌باشد ، بنابراین نیروی گریز از مرکز مورد نیاز برای چرخش روتور را کاهش‌داده و محدودیت‌های سرعت بالاتر را کاهش می‌دهد.
در ساخت ژنراتور دو نوع روتور بطور عمده وجود دارد:
- 1- نوع قطب برجسته
- 2- نوع روتور استوانه‌ای یا قطب صاف.
نوع قطب برجسته
اصطلاح برجسته به معنای بیرون زدگی‌است. نوع قطب برجسته روتور به طور کلی برای ماشینهای با سرعت آهسته و دارای قطر بزرگ و طول محوری نسبتاً کوچک استفادهمیشود. قطبها ، در این حالت ، از قسمت‌های ضخیم فولادی ورقه ورقه‌ای ساخته شده‌اند که به هم وصل‌شده و به کمک مفصل به روتور متصل می‌شوند.
یک ژنراتور همانطور که در ابتدا گفته‌شد ، بیشتر برای تولید انرژی الکتریکی توان بالا می‌باشد. برای این کار ، ورودی مکانیکی داده شده از نظر چرخش گشتاور نیز باید بسیار بالا باشد. این مقدار گشتاور بالا منجر به نوسان ژنراتور یا مولد سنکرون می‌شود. برای جلوگیری از فراتر رفتن این نوسانات ، سیم‌پیچ دمپر اضافه‌می‌‌شود که مطابق شکل نشان داده‌شده‌است.
سیم‌پیچ های‌دمپر اساساً میله‌های مسی هستند که به صورت اتصال کوتاه در هر دو انتها در سوراخ‌های ساخته‌شده در محور قطب قرار گرفته‌اند. هنگامی که مولد با سرعت ثابت می‌چرخد ، سرعت نسبی سیم پیچ میرایی نسبت به میدان اصلی اصلی صفر خواهد‌بود. اما به محض اینکه از سرعت سنکرون خارج شود ، سرعت نسبی بین سیم‌پیچ دمپر و میدان اصلی که همیشه در حال چرخش با سرعت سنکرون‌است ، تغییر خواهد کرد. این اختلاف نسبی باعث القای EMF و ایجاد خواهد‌شد که گشتاوری را در قطبهای میدان ایجاد می‌کند به گونه‌ای که باعث‌می‌شود تا ژنراتور به عملکرد در سرعت سنکرون برگردد (همانند موتور القایی عمل خواهد‌کرد).
ساختمان آلترناتور با قطبهای برجسته دارای ویژگی‌های زیر است :
- قطر افقی بزرگی نسبت به طول محوری کوتاه دارند.
- کفشک های قطب فقط حدود دو سوم گام ها قطب را پوشش می‌دهد.
- قطبها برای کاهش تلفات جریان گردابی به صورت ورقه ورقه ساخته‌شده‌اند.
- موتور نوع قطب برجسته معمولاً برای کار با سرعت کم در حدود 100 تا 400 دور در دقیقه استفادهمیشود و از آنها در نیروگاه‌های دارای توربین‌های هیدرولیک یا موتورهای دیزلی استفادهمیشود.
ژنراتورهای قطب برجسته که توسط توربین‌های آبی هدایت می‌شوند ، هیدرو ژنراتور یا هیدرو مولد نامیده‌می‌شوند.
نوع روتور استوانه‌ای
روتور استوانه‌ای معمولاً برای کار با سرعت بسیار بالا استفاده می‌شود‌و در ژنراتورهای توربین بخار مانند توربو ژنراتورها به کار می‌رود. این ماشین‌ها با مقدار نامی از 10 MVA تا بیش از 1500 MVA ساخته‌شده‌اند. ژنراتور روتور استوانه‌ای دارای طول یکنواخت‌است در تمام جهات‌است که به روتور یک شکل استوانه‌ای می‌بخشد و بدین ترتیب برش یکنواخت شار در همه جهات را فراهم‌می‌کند. روتور ، در این حالت ، از یک استوانه‌ی آهن جامد تشکیل شده‌است که دارای تعدادی شیار در امتداد حاشیه بیرونی آن برای میزبانی از سیم‌پیچ های میدان‌است.
نوع روتور استوانه‌ای
ژنراتورهای روتور استوانه‌ای معمولاً برای نوع 2 قطبی طراحی شده‌اند که سرعت بسیار بالایی دارند
یا نوع 4 قطبی که با سرعت کار‌می‌کند
f فرکانس 50 هرتز‌است. ساختمان آلترناتور
ژنراتور سنکرون روتور استوانه‌ای هیچ گونه بیرون زدگی از سطح روتور ندارد. در عوض ، بر روی روتور شیار های در نظر گرفته‌شده‌اند تا سیم‌پیچ میدان در آن قرار‌گیرد
سیم‌پیچ های میدان به گونه‌ای در اطراف این قطبها مرتب شده‌اند که چگالی شار در خط مرکزی قطبها حداکثر‌است و با حرکت به سمت حاشیه ، به چگالی شار کاهش می‌یابد. دستگاه روتور استوانه‌ای تعادل بهتر و عملکرد آرام‌تر در کنار تلفات بادگیر کمتر برخوردار‌است.
مقالت مرتبط :
عملکرد موازی آلترناتور (ژنراتور AC)
عکس العمل آرمیچر در مولد یا ژنراتور سنکرون
عملکرد موازی (پارالل) ژنراتورهای DC (سنکرون ژنراتور DC)
لینک زبان اصلی مقاله :