ژنراتورها، انواع و موارد استفاده آنها
هر دستگاهی که انرژی مکانیکی را به برق تبدیل می‌کند تا از طریق خطوط برق به مشتریان خانگی، تجاری و صنعتی منتقل و توزیع شود، ژنراتور برقی گفته می‌شود. ژنراتورها همچنین برق مورد نیاز خودروها، هواپیماها، کشتی‌ها و قطارها را تولید می‌کنند.
توان مکانیکی یک ژنراتور الکتریکی معمولاً از یک شفت چرخان به دست می‌آید و برابر است با گشتاور شفت ضرب در سرعت چرخشی یا زاویه‌ای. توان مکانیکی ممکن است از منابع مختلفی حاصل شود: توربین‌های هیدرولیکی در سدها یا آبشارها؛ توربین‌های بادی؛ توربین‌های بخار با استفاده از بخار تولید شده با حرارت حاصل از احتراق سوخت‌های فسیلی یا از شکافت هسته‌ای؛ توربین‌های گازی که گاز را مستقیماً در توربین می‌سوزانند؛ یا موتورهای بنزینی و دیزلی.
ساختار و سرعت ژنراتور ممکن است بسته به ویژگی‌های محرک اصلی مکانیکی به طور قابل توجهی متفاوت باشد.
ژنراتورهای جریان متناوب
تقریباً همه ژنراتورهایی که برای تغذیه شبکه‌های برق استفاده می‌شوند، جریان متناوب تولید می‌کنند که قطبیت را با فرکانس ثابتی (معمولاً ۵۰ یا ۶۰ سیکل یا دو بار معکوس شدن در ثانیه) معکوس می‌کند. از آنجایی که تعدادی ژنراتور به یک شبکه برق متصل هستند، برای تولید همزمان باید با فرکانس یکسان کار کنند. بنابراین، آنها به عنوان ژنراتورهای سنکرون یا در برخی زمینه‌ها، آلترناتور شناخته می‌شوند.
ژنراتورهای سنکرون
دلیل اصلی انتخاب جریان متناوب برای شبکه‌های برق این است که تغییرات مداوم آن با زمان، امکان استفاده از ترانسفورماتورها را فراهم می‌کند. این دستگاه‌ها، توان الکتریکی را در هر ولتاژ و جریانی که تولید می‌شود، به ولتاژ بالا و جریان پایین برای انتقال در مسافت‌های طولانی تبدیل می‌کنند و سپس آن را به ولتاژ پایین مناسب برای هر مصرف‌کننده (معمولاً ۱۲۰ یا ۲۴۰ ولت برای خدمات خانگی) تبدیل می‌کنند. شکل خاص جریان متناوب مورد استفاده، موج سینوسی است که تنها شکل تکراری است که دو موج جابجا شده از یکدیگر در زمان می‌توانند با هم جمع یا تفریق شوند و شکل یکسانی داشته باشند. بنابراین، ایده‌آل این است که همه ولتاژها و جریان‌ها به شکل سینوسی باشند. ژنراتور سنکرون به گونه‌ای طراحی شده است که این شکل را تا حد امکان دقیق تولید کند.
ژنراتورهای سنکرون پرسرعت
ژنراتورهایی که توسط توربین‌های بخار پرسرعت به کار انداخته می‌شوند، تقریباً همیشه با شفت‌های افقی ساخته می‌شوند. قطر روتور معمولاً به دلیل نیروهای گریز از مرکز زیاد تولید شده، حداکثر به حدود یک متر محدود می‌شود. طول روتور ممکن است چندین متر باشد. شفت روتور و ساختار میدان از یک فولاد آلیاژی جامد ساخته شده‌اند که در آن شیارهایی برای پذیرش کویل‌های میدان، ماشینکاری شده‌اند. این کویل‌ها معمولاً با میکا و ورقه‌های شیشه‌ای عایق‌بندی می‌شوند. کویل‌ها توسط گوه‌های غیرمغناطیسی در بالای شیارها در جای خود نگه داشته می‌شوند.
توربین‌های هیدرولیکی
انواع مختلفی دارند که انتخاب آنها تا حد زیادی به ارتفاع ریزش آب و میزان توان آنها بستگی دارد. محدوده سرعتی که توربین‌های هیدرولیکی در آن راندمان قابل قبولی ارائه می‌دهند، بسیار کمتر از توربین‌های بخار است. سرعت چرخش معمولاً در محدوده ۶۰ تا ۷۲۰ دور در دقیقه است. ساختار ژنراتورهای سنکرون با سرعت پایین اساساً با واحدهای با سرعت بالا متفاوت است. برای تولید توان در ۶۰ هرتز، تعداد قطب‌های روتور در محدوده ۱۰ تا ۱۲۰ برای محدوده سرعت فوق است. برای این ماشین‌ها، قطب‌های روتور از نوع بیرون‌زده یا برجسته هستند. هر قطب، که از فولاد مغناطیسی چندلایه ساخته شده است، توسط یک سیم‌پیچ میدان احاطه شده است. قطب به گونه‌ای شکل گرفته است که توزیع میدان مغناطیسی در فاصله هوایی تقریباً سینوسی باشد.
ژنراتورهای وسایل نقلیه موتوری
وسایل نقلیه‌ای مانند اتومبیل، اتوبوس و کامیون برای روشن کردن، روشن کردن چراغ‌ها، فن‌ها و غیره به منبع تغذیه ولتاژ مستقیم نیاز دارند. در وسایل نقلیه مدرن، برق توسط یک آلترناتور که به صورت مکانیکی به موتور متصل است، تولید می‌شود. آلترناتور معمولاً دارای یک سیم‌پیچ میدان روتور است که از طریق حلقه‌های لغزان جریان را تامین می‌کند. استاتور مجهز به یک سیم‌پیچ سه فاز است. از یک یکسوکننده برای تبدیل برق از حالت متناوب به مستقیم استفاده می‌شود. از یک رگولاتور برای کنترل جریان میدان استفاده می‌شود تا ولتاژ خروجی آلترناتور-یکسوکننده با تغییر سرعت موتور به درستی با ولتاژ باتری مطابقت داشته باشد.
ژنراتورهای آهنربای دائم
برای برخی کاربردها، میدان مغناطیسی ژنراتور ممکن است توسط آهنرباهای دائم تأمین شود. ساختار روتور می‌تواند از یک حلقه آهن مغناطیسی با آهنرباهای نصب شده روی سطح آن تشکیل شود. یک ماده آهنربا مانند نئودیمیوم-بور-آهن یا ساماریوم-کبالت می‌تواند چگالی شار مغناطیسی را در شکاف هوایی قابل‌مقایسه با آنچه با سیم‌پیچ‌های میدان تولید می‌شود، با استفاده از عمق شعاعی آهنربا کمتر از ۱۰ میلی‌متر فراهم کند. سایر مواد آهنربا مانند فریت نیز می‌توانند استفاده شوند، اما با کاهش قابل‌توجه چگالی شار شکاف هوایی و افزایش متناظر در ابعاد ژنراتور.
ژنراتورهای آهنربای دائم از این جهت ساده هستند که به هیچ سیستمی برای تأمین جریان میدان نیاز ندارند. آنها بسیار قابل اعتماد هستند. با این حال، هیچ وسیله‌ای برای کنترل ولتاژ خروجی ندارند. یک نمونه معمول از استفاده آنها در توربین بادی است که خروجی ژنراتور با ولتاژ و فرکانس متغیر از طریق یک مبدل فرکانس الکترونیکی به سیستم قدرت تغذیه می‌شود.
ژنراتورهای القایی
یک ماشین القایی می‌تواند به عنوان یک ژنراتور عمل کند اگر به یک شبکه تغذیه الکتریکی با ولتاژ و فرکانس اساساً ثابت متصل باشد. اگر گشتاور توسط یک محرک اصلی به ماشین القایی اعمال شود، تمایل دارد تا حدودی سریع‌تر از سرعت سنکرون خود بچرخد، که برابر با ۱۲۰ دور در دقیقه است، که در آن f فرکانس تغذیه و p تعداد قطب‌های ماشین است. هادی‌های روتور که سریع‌تر از میدان شکاف هوایی حرکت می‌کنند، جریان‌های القایی خواهند داشت که با میدان مغناطیسی تعامل می‌کنند تا گشتاوری ایجاد کنند که با آن گشتاور اعمال شده توسط محرک اصلی را متعادل کند. سپس یک جریان استاتور به شبکه تغذیه جریان می‌یابد و توان الکتریکی را ارائه می‌دهد. مقدار توان تحویلی تقریباً متناسب با اختلاف بین سرعت روتور و سرعت میدان است. این اختلاف معمولاً در حدود ۰.۵ تا ۲ درصد سرعت نامی در بار نامی است.
یک ژنراتور القایی معمولاً نمی‌تواند یک منبع تغذیه الکتریکی مستقل فراهم کند زیرا منبعی از میدان مغناطیسی مخصوص به خود ندارد. با این حال، ژنراتورهای القایی مستقل می‌توانند با کمک خازن‌های بارگذاری مناسب کار کنند.
ژنراتورهای القایی اغلب برای سایت‌های برق آبی کوچک نسبت به ژنراتورهای سنکرون ترجیح داده می‌شوند، زیرا آنها در معرض از دست دادن سنکرونیسم پس از تغییرات گذرا در سیستم قدرت نیستند.
ژنراتورهای جریان مستقیم
ژنراتور جریان مستقیم (DC) یک ماشین دوار است که خروجی الکتریکی با ولتاژ و جریان یک جهته را تأمین می‌کند. اصول اساسی عملکرد آن مشابه ژنراتورهای سنکرون است. ولتاژ در سیم‌پیچ‌ها با سرعت تغییر میدان مغناطیسی از طریق سیم‌پیچ‌ها هنگام چرخش ماشین القا می‌شود. این ولتاژ القایی ذاتاً از نظر شکل متناوب است زیرا شار سیم‌پیچ افزایش و سپس کاهش می‌یابد و مقدار متوسط آن صفر است.
ژنراتورهای جریان مستقیم قبل از در دسترس بودن سیستم‌های یکسوکننده اقتصادی که توسط آلترناتورها تأمین می‌شدند، به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گرفتند. به عنوان مثال، آنها معمولاً برای شارژ باتری‌ها و سیستم‌های الکترولیتی استفاده می‌شدند. در برخی کاربردها، ژنراتور جریان مستقیم نسبت به آلترناتور-یکسوکننده این مزیت را دارد که می‌تواند به عنوان موتور نیز عمل کند و جهت جریان برق را معکوس کند. در مقابل، یک آلترناتور باید به یک سیستم یکسوکننده-اینورتر پیچیده‌تر مجهز شود تا معکوس کردن برق را انجام دهد.
شرکت مکران آریا دریا با تجربه گسترده در حملونقل بین‌المللی و واردات کالاهای تخصصی، به‌عنوان یکی از شرکت‌های پیشرو در زمینه واردات ژنراتورهای صنعتی و خانگی شناخته می‌شود. در اختیار داشتن شبکه حملونقل کارآمد، قیمت رقابتی، و همراهی در کلیه مراحل ترخیص و تحویل، این شرکت را به انتخابی مطمئن برای واردکنندگان ژنراتور تبدیل کرده است.
چنانچه قصد واردات ژنراتور از مبادی مختلف (چین، امارات، اروپا و …) و یا نیاز به مشاوره در زمینه انتخاب نوع ژنراتور، بررسی هزینه حمل یا روند گمرکی دارید، می‌توانید از طریق راه‌های زیر با همکاران ما در ارتباط باشید:
مشاوره و درخواست نرخ :
