เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ (AC generators)

ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานกลที่เพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ต่ออยู่กับเพลาของกังหันน้ำ) เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งแบ่งได้ 2 ประเภท

คือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ซึ่งลักษณะโครงสร้างของส่วนอยู่กับที่ (Stator) ของทั้งสอง

แบบอาจจะเหมือนกันได้ แต่ส่วนหมุนจะต่างกัน ดังแสดงในรูปที่ 2.1

1. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส (Synchronous generators) การผลิตแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อจ่ายให้กับโหลดจำเป็นต้องใช้ไฟฟ้า

กระแสตรงป้อนผ่านแปรงถ่านและสลิปริงเข้าไปในขดลวดสนามแม่เหล็ก/ขั้วแม่เหล็กหมุน (dc field coils) เพื่อสร้างเส้นแรงแม่เหล็กตัด

กับขดลวดอาเมเจอร์ (Armature Coils) ซึ่งอาจจะออกแบบให้อยู่กับที่ (stator) หรือเป็นส่วนหมุน (Rotor) ก็ได้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ขนาดใหญ่จะออกแบบให้ขดลวดสนาม แม่เหล็กหมุน (Rotating field) เนื่องจากสามารถนำไฟฟ้ากระแสสสลับออกจากขดลวด

อาเมเจอร์ได้โดยตรง โดยไม่ต้องต้องผ่านสลิปริงและแปรงถ่าน จึงสามารถแก้ปัญหาการอาร์ก (Arc) ที่ผ่านสลิปริงและแปรงถ่านได้

ส่วนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กที่ผลิตแรงดันไฟฟ้าต่ำๆ อาจเป็นแบบขั้วแม่เหล็กหมุนหรือแบบอาเมเจอร์หมุน (Rotating armature) ก็ได้

ไฟฟ้ากระแสตรงที่ป้อนให้กับขดลวดสนามแม่เหล็กอาจมาจากวงจรภายนอก (กรณีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่) หรือภายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเอง

(กรณีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก) ในกรณีของไดนาโม (Alternators) ซึ่งเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสเฟสเดียวขนาดเล็กที่ใช้งานทั่วไปนั้น

ไฟฟ้ากระแสตรงที่ป้อนผ่านแปรงถ่านและสลิปริงเข้าไปในขดลวดสนามแม่เหล็กจะมาจากภายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเอง ดังแสดงในรูปที่ 2.3

โดยระดับแรงดันไฟฟ้าเพื่อป้อนให้กับขดลวดขนามแม่เหล็กในช่วงเริ่มทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบนี้จะขึ้นอยู่กับปริมาณสนามแม่เหล็ก

ตกค้างในแกนเหล็ก ดังจะเห็นได้จากรูปที่ 2.4 ที่ความเร็วรอบต่ำๆ แรงดันไฟฟ้าที่ผลิตได้จะมีค่าต่ำมาก เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้กับ

ขดลวดสนามแม่เหล็กมีค่าต่ำ แต่เมื่อความเร็วรอบใกล้ 1000 rpm แรงดันไฟฟ้าที่ผลิตได้จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้กับ

ขดลวดสนามแม่เหล็กมีค่าเพิ่มขึ้น ซึ่งเหมือนกับกรณีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่ต่อกับตัวเก็บประจุ

ที่ต้นกำลังขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเดียวกัน (เช่นกังหันน้ำ) ความรอบรอบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ป้อนไฟฟ้ากระแสตรงจากภายนอก

จะมีความเร็วรอบสูงกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ป้อนไฟฟ้ากระแสตรงจากภายในเครื่องเอง จากการทดลองโดยใช้มอเตอร์ขนาด 1 HP

ขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสขนาด 1 kW เมื่อไม่มีการต่อโหลด พบว่าที่กำลังขับเดียวกัน (ที่ 160 W) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ป้อน

ไฟฟ้ากระแสตรงจากภายในเครื่องเองจะมีความเร็วรอบ 700 rpm ผลิตแรงดันไฟฟ้า 24 Vac ขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ป้อนไฟฟ้ากระแสตรง

(32 Vdc) จากภายนอกจะมีความเร็วรอบถึง 1400 rpm ผลิตแรงดันไฟฟ้า 263 Vac ทั้งนี้เนื่องจากไม่มีผลของอาเมเจอร์รีแอคชั่นจากขดลวด

ที่ทำหน้าที่ผลิตไฟฟ้ากระแสตรง

แต่การดำเนินการดังกล่าวในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กโดยเฉพาะในระบบแบบอิสระ (เช่นกรณีไดนาโมของระบบกังหันน้ำขนาดเล็ก)

อาจจะไม่เหมาะสม เนื่องจากต้องหาพลังงานไฟฟ้ามาจ่ายให้กับขดลวดสนามแม่เหล็ก เช่น การนำแบตเตอรี่มาต่อเพื่อทำหน้าที่จ่ายไฟฟ้า

กระแสตรงให้กับขดลวดสนามแม่เหล็ก จำเป็นจะต้องหาแหล่งพลังงานมาประจุแบตเตอรี่ตลอดเวลา เนื่องจากพลังงานภายในแบตเตอรี่จะถูกดึง

ไปจ่ายให้ขดลวดสนามแม่เหล็กตลอดเวลาเช่นกัน ซึ่งจะทำให้ประจุไฟฟ้าในแบตเตอรี่หมดได้

 

About these ads
ข้อความนี้ถูกเขียนใน Uncategorized คั่นหน้า ลิงก์ถาวร

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s