آب رودخانه، جزر و مد، امواج دریا و غیره. امروزه از ژنراتورها یا ژنراتورهای کم سرعت برای دریافت برق بیشتر از منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده می کنیم از آهنربای دائمی استفاده می شود. در واقع ژنراتورهای آهنربای دائم یا کم سرعت، ژنراتورهای نسل جدید جریان متناوب (AC) هستند که در ساختار اصلی خود از آهنرباهای دائمی استفاده می کنند و به همین دلیل به آنها ژنراتور آهنربای دائم نیز می گویند. در این نوع ژنراتور های سایز کوچک و سرعت کم (حدود 2 تا 500 دور در دقیقه) می توانیم برق زیادی با ولتاژ و جریان منبع مورد نیاز تولید کنیم.
ژنراتور کم سرعت چیست؟
در این مقاله می خواهیم ویژگی ها، کاربردها، عملکرد و کاربردهای ژنراتورهای کم سرعت یا ژنراتورهای آهنربای دائم را توضیح دهیم.
با افزایش تقاضای جامعه مدرن برای استفاده از تجهیزات و ماشین آلات مدرن، تقاضای جامعه برای استفاده از منابع مختلف انرژی افزایش یافته است.
امروزه با توجه به گسترش وسایل برقی و الکترونیکی هر روز تقاضای بیشتری برای استفاده از برق خواهیم داشت. برای تولید این انرژی از منابع تجدیدپذیر و غیر قابل تجدید استفاده می شود. متاسفانه بیشتر برق مورد نیاز از منابع تجدید ناپذیر یا سوخت های فسیلی تامین می شود.
همانطور که در سال های اخیر شاهد بودیم، استفاده از منابع انرژی تجدید ناپذیر یا سوخت های فسیلی به طور قابل توجهی افزایش یافته است که منجر به افزایش غلظت آلاینده های صنعتی در جو سیاره شده است. افزایش غلظت این آلاینده ها پیامدهای منفی بسیاری برای این سیاره و تمامی ساکنان آن داشته است.
چگونه بدون سوخت های فسیلی برق به دست آوریم؟
در حال حاضر علاوه بر استفاده از انرژی های تجدیدناپذیر یا سوخت های فسیلی، از انرژی های تجدیدپذیر برای تولید انرژی الکتریکی نیز استفاده می شود، اما سهم این منابع در مقایسه با منابع تجدید ناپذیر بسیار پایین است. منابع انرژی تجدیدپذیر شامل انرژی خورشیدی، نیروی باد، جریان اقیانوس و آب و غیره است.
همانطور که قبلا گفته شد، استفاده از منابع انرژی تجدید ناپذیر باعث افزایش میزان آلودگی در محیط زیست جهان می شود. این نتیجه باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی بسیاری در شهرهای صنعتی شد. در سال های اخیر برای مقابله با این موضوع، یعنی افزایش آلودگی، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر برای تولید انرژی افزایش چشمگیری داشته است. در حال حاضر از ماشین های الکتریکی به نام ژنراتور برای تبدیل هر نوع انرژی به انرژی الکتریکی استفاده می شود.
دیزل ژنراتور در واقع ماشینی است که انواع مختلفی از انرژی مکانیکی (یا جنبشی) را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. همانطور که در تصویر زیر می بینید. نمونه ای از ساختار ژنراتور گذاشته شده است.
در حال حاضر ژنراتورها بر اساس نوع فعلی خروجی خود به دو نوع زیر تقسیم می شوند.
1- مولد جریان مستقیم (DC).
2-جریان متناوب (AC) afi afi
الف) مولدهای جریان مستقیم
همانطور که از نام این ژنراتورها پیداست، جریان خروجی آنها مستقیم یا یکسو شده است. برای این منظور، یعنی اصلاح جریان خروجی، یک کموتاتور در داخل ژنراتورهای DC نصب می شود. وجود کموتاتور امکان تبدیل جریان متناوب القایی را به جریان مستقیم در ژنراتور فراهم می کند.
در حال حاضر ژنراتورهای DC به دو نوع زیر تقسیم می شوند.
1- ژنراتورهای همقطبی
این نوع ژنراتور در گذشته رایج بوده و به دلیل ساختار مغناطیسی داخلی برای تولید جریان های بسیار بالا در مناطق با ولتاژ پایین استفاده می شده است.
در ژنراتورهای هم قطبی، قطبیت جریان خروجی به جهت چرخش شفت (شفت چیست؟) یا محور اصلی، یعنی جهت قطبیت زمانی که جهت چرخش محور تغییر می کند، بستگی دارد. جریان خروجی نیز تغییر می کند همچنین جهت میدان مغناطیسی داخل این ژنراتور بر روی قطبیت جریان خروجی تاثیر می گذارد.
2- ژنراتورهای مغناطیسی هیدرودینامیک یا MHD (مغناطیسی هیدرودینامیک).
نوع دیگری از ژنراتورهای DC ژنراتورهای MHD هستند. در ژنراتورهایی از این نوع، برای تولید الکتریسیته نیازی به حرکت دورانی یا چرخشی نیست. MHD، عبور جریان گاز با دمای بسیار بالا از درون میدان مغناطیسی، می تواند انرژی الکتریکی تولید کند، اما مقدار آن ناچیز است. در حال حاضر این ژنراتورها در آزمایشگاه تولید و برای توان 100 وات تست شده اند.
ب) ژنراتورهای جریان متناوب (Alternative Generator)
همانطور که قبلا ذکر شد، ژنراتورها نیز بر اساس جریان خروجی به ژنراتورهای AC تقسیم می شوند. ژنراتور AC یک ژنراتور الکتریکی است که شکل موج جریان آن مطابق شکل زیر منتشر می شود.