بــ‌ـ‌ــــرق
تحقیقبـــــــرق
تحقیقمولد جریان الکتریکی متناوب
دید کلی :مولد القایی ساده :
ساختمان مولد ها :
مکانیزم کار مولد جریان متناوب :
حصور آهنربا در مولد‌ها :
القاگر مولد ac با قطب‌های داخلی :
دید کلی :
مهندسی جدید تقریبا و منحصرا جریان الکتریکی از نوع القایی را به کار می‌گیرد، یعنی ماشین‌هایی را که در آنها نیروی محرکه الکتریکی در نتیجه القای الکترومغناطیسی ایجاد می‌شود. به این دلیل ، اصطلاح «القایی» ممولا حذف می‌شود، و وقتی که مولدهای الکتریکی درنظر گرفته می‌شوند، به طور معمول منظور مولدهای القایی است.
مولد القایی ساده :
ساده‌ترین نمونه مولد القایی ، نیروی محرکه الکتریکی به وجود آمده در پیچه چرخان در میدان مغناطیسی ، متناوب است. بنابراین ، جریان حاصل از مولد القایی متناوب است مگر اینکه تمهیدات خاصی جهت یکسو کردن آن اعمال شود، به جریان ثابت یا مستقیمی که جهتش تغییر نمی‌کند تبدیل شود.
البته مولدهای جدید صنعتی اغلب برای توانهای عظیمی طرح می‌شوند ( 200 تا 400 هزار کیلووات در یک ماشین تولید می‌شوند) که از نمونه ساده بسیار پیچیده تر می‌باشند. چنین ماشینی با تمام وسایل کمکی جهت نظارت به کار ، حفاظت از آسیب دیدن ، توزیع جریان مشترکین و غیره یک ساختار مهندسی پیچیده است. البته به رغم پیچیدگی‌هایی که می‌توانند برای نمونه ساده فراهم آورند تمام این قسمت‌ها برای کار هر مولدی لازم است.
ساختمان مولد ها :
قسمت‌های اساسی هر مولد جریان عبارتند از :
القاگر :
یعنی آهنربا یا آهنربای الکتریکی که میدان مغناطیسی را ایجاد می‌کند.
آرمیچر :
یعنی سیم پیچی که در آن بر اثر تغییر شار مغناطیسی نیروی محرکه الکتریکی القا می شود.
حلقه‌های لغزان زغالی :
یعنی حلقه‌های لغزانی با تیغه‌های تماس (زغالها) که روی حلقه‌ها می‌لغزند و منظور از آنها گرفتن یا رساندن جریان به قسمت چرخان مولد است. قسمت چرخان مولد ، چرخانه «روتور) مولد نامیده می‌شود، در حالیکه قسمت بی حرکت پوسته «استاتور) نام دارد.
مکانیزم کار مولد جریان متناوب :
وقتی که آرمیچر در میدان مغناطیسی القاگر می‌چرخد، یعنی آرمیچر و چرخانه و القاگر پوسته است، نیروی محرکه الکتریکی القا می شود. البته می‌توان القاگر را چنان چرخاند که آرمیچر ساکن بماند. پس هم چرخانه و هم پوسته می‌توانند نقش القاگر و آرمیچر را ایفا کنند. در هر دو مورد ، چرخانه باید به حلقه‌های لغزان و زغالها مجهز باشد که در مدت چرخش آن تماس دائمی برقرار باشد.
ولی مناسب‌تر است که از طریق تماس‌های لغزشی جریان نسبتا ضعیف لازم برای آهنربا کرن القاگر تامین می‌شود. از طرف دیگر ، جریان حاصل در مولد مقادیر عظیمی به دست می‌آورد، و به این دلیل بهتر است که این جریان از پیچه‌های ساکن گرفته شود که مستلزم تماس‌های لغزشی نیست. بنابراین ، در مولدهای پر قدرت قسمت‌های ساکن ترجیحا به صورت آرمیچر و چرخانه‌ها به صورت القاگر به کار برده می‌شوند.
حصور آهنربا در مولد‌ها :
برای اینکه شارهای مغناطیسی شدید از سیم پیچ‌های آرمیچر بگذرد و در نتیجه تغییرات این شارها شدید باشد، آرمیچر هسته‌ای آهنی دارد که دو انتهای آن به شکلی است که فقط فاصله کوچکی که برای چرخش لازم است بین قطب‌های مغناطیس و هسته وجود دارد. در مولدهای صنعتی ، القاگرهایی که میدان مغناطیسی را ایجاد می‌کنند بطور عمده آهنرباهای الکتریکی هستند.
در طرح مولدهای کم توان ، گاهی از آهنرباهای دایمی به عنوان القاگر استفاده می‌شود. مگنت‌ها یعنی ، مولدهای کوچکی که در بعضی از انواع موتورهای درونسوز برای احتراق مخلوط سوخت گاز در سیلندر موتور با کمک جرقه به کار می‌روند، از این نوع هستند.
القاگر مولد ac با قطب‌های داخلی :
اگر در القاگر فقط یک جفت قطب داشته باشیم، دوره جریان الکتریکی متناوب به زمان یک چرخش القاگر مربوط است. پس ، برای داشتن جریان متناوبی با فرکانس 50Hz ، چرخانه باید با سرعت 50 دور در ثانیه (یا 3000 دور در دقیقه) ، بچرخد که عملا برای ماشین‌های بزرگ ناممکن است.
از طرف دیگر ، با تعداد زیاد جفت قطب‌ها ، دوره جریان به زمانی مربوط می‌شود که برای چرخیدن چرخانه به اندازه کسری از دایره که توسط جفت قطب اشغال می‌شود لازم است. مثلا اگر 6 جفت قطب داشته باشیم، برای بدست آوردن جریان متناوبی با فرکانس 50Hz کافی است که چرخانه با سرعت 500 دور در دقیقه بچرخد.
