วันจันทร์ที่ 31 สิงหาคม พ.ศ. 2552

โครงสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

เรื่อง โครงสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับและเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงต่างทำหน้าที่เหมือนกัน
คือผลิตแรงดันไฟฟ้า แต่มีข้อแตกต่างกันคือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง ขดลวดอาร์เมเจอร์ เป็น
ส่วนหมุนและขดลวดสนามแม่เหล็กเป้นส่วนที่อยุ่กับที่ ส่วนเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ อาจจะ
ใช้ขดลวดอาเมเจอร์เป็นส่วนหมุน หรือส่วนที่อยุ่กับที่ก็ได้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับส่วนใหญ่
เป็นแบบขั้วแม่เหล็กหมุนเพราะว่า
1.กระแสที่นำไปใช้กับโหลด ไม่ต้องผ่านสลิปริง จึงลดปัญหาเรื่องฉนวนไฟฟ่า
2.ผลิตแรงดันได้สูงถึง 30 kv
3.ขนาดของส่วนหมุนลดลง ขนาดพื้นที่หน้าตัดขดลวดอาเมเจอร์น้อยกว่าขดลวดสนามแม่
เหล็ก จึงใช้กระแสฟิลด์น้อยประมาณ 100 ถึง 250 โวลต์
1.ส่วนประกอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบขั้วแม่เหล็กหมุน
1.1 โครงเครื่อง (Stator frame)
เป็นส่วนรองรับส่วนประกอบอื่น ๆ ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำด้วยเหล็กหล่อ ใน
เครื่องที่มีการหมุนต่ำมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโตและมีช่องระบายความร้อน
1.2 แกนเหล็กอาเมเจอร์(Stator core)
เป็นส่วนที่ใช้พันขดลวดอาเมเจอร์ทำด้วยเหล็กแผ่นบาง ๆ(Laminated sheet steel)
ปั๊มเป็นร่อง(slot) สำหรับพันขดลวดเพื่อลดการสูญเสียจากกระแสไหลวน(Eddy Current) ในเครื่อง
กำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่แกนเหล็กอาเมเจอร์มีช่องสำหรับให้อากาศผ่าน เพื่อช่วยระบายความร้อน
ร่องแบบต่าง ๆ ของแกนอาเมเจอร์
ลักษณะของร่องที่ใช้พันขดลวด
1.2.1 ร่องแบบเปิด(Wide-Open type slot) เป็นร่องที่นิยมใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
กระแสตรงมีข้อดีคือ ง่ายต่อการบรรจุขดลวด และง่ายต่อการซ่อม แต่ข้อเสียคือเส้นแรงแม่เหล็กที่
ช่องว่าง(Air-gap flux) ทำให้รูปคลื่นแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดการกระเพื่อม(Ripple)
1.2.2 ร่องแบบกึ่งปิด(Semi-closed type slot) เป็นร่องที่ดีกว่าร่องแบบเปิด จะพัน
ขดลวดจากแบบแล้วจึงบรรจุลงในร่อง
1.2.3 ร่องแบบปิด(Closed type slot) เป็นร่องที่เจาะเป็นอุโมงและทำให้ ค่าอิมพี
แดนซ์ลดลง
1.3 ส่วนที่หมุนหรือขั้วแม่เหล็กหมุน(Rotating field)
1.3.1 แบบขั้วแม่เหล็กยื่น(Salient pole type)
เหมาะสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยความเร็วปานกลางถึง
ความเร็ว โดยประกอบด้วยขั้วแม่เหล็กมากกว่า 4 ขั้วขึ้นไป โครงสร้างทำด้วยแผ่นเหล็กบาง ๆ
(Laminated sheet steel) อัดเป็นแท่งยึดด้วยสลักเกลียวเพื่อลดความร้อนจากกระแสไหลวน ลักษณะ
ของส่วนที่หมุน(Rotor) แบบนี้จะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโต
1.3.2 แบบขั้วแม่เหล็กเรียบรูปทรงกระบอก (Cylindrical rotor or non-salient
pole)
เหมาะสมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงประมาณ 3000
รอบต่อนาที จะมีขั้วแม่เหล็ก 2-4 ขั้ว โครงสร้างเป็นรูปทรงกระบอกมีผิวเรียบ ขั้วแม่เหล็กอยู่ที่ร่อง
บนตัวหมุน เนื่องจากหมุนด้วยความเร็วสูงและลดแรงหนีศูนย์กลางได้
1.3.3 ขดลวดแดมเปอร์ (Damper winding)
ที่ขั้วแม่เหล็กของส่วนที่หมุนจะมีร่องสำหรับฝังแท่งทองแดงและปลาย
แท่งจะทำการลัดวงจรด้วยท่องทองแดงมีลักษณะเหมือนกับโครงกระรอก(Squirrel-cage winding)
ขดลวดแดมเปอร์นี้ช่วยในการลดการแกว่งหรือสั่นขณะมีการเริ่มทำงาน ด้วยความเร็วไม่สม่ำเสมอ
โดยขดลวดจะสร้างสนามแม่เหล็กออกมาต้านกับสนามแม่เหล็กหมุนทำให้การสั่นหรือการแกว่ง
หยุดได้เร็วขึ้น ลักษณะการติดตั้งขดลวดแดมเปอร์ในส่วนหมุน
ระบบต้นกำลัง
ในส่วนนี้ไม่ใช่ส่วนประกอบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แต่ในงานจริงมีความจำเป็น
มาก เนื่องจากระบบผลิตไฟฟ้าใช้การเปลี่ยนรูปพลังงาน เช่น พลังงานน้ำ,พลังงานไอน้ำ,พลังงาน
ก๊าชร้อน เป็นต้น มาเป็นพลังงานไฟฟ้า ในระบบต้นกำลังที่นิยมใช้กันจะอยู่ในโรงจักรไฟฟ้า เช่น
1.5.1 พลังงานน้ำ
โดยอาศัยการเก็บน้ำไว้ให้มีปริมาณมาก และปล่อยออกมาผ่านกังหันซึ่ง
ต่อตรงกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งความเร็วของกังหันอยู่ในระดับต่ำถึงปานกลาง
1.5.2 พลังงานไอน้ำ
โดยอาศัยการต้มน้ำให้กลายเป็นไอยิ่งยวด แล้วปล่อยให้ไอน้ำนี้ผ่านเข้า
ไปยังกังหันไอน้ำซึ่งมีลักษณะคล้ายเครื่องยนต์ไอพ่นของเครื่องบินโดยสาร ซึ่งกังหันจะต่อตรงกับ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งความเร็วของกังหันจะหมุนด้วยความเร็วประมาณ 3000 รอบต่อนาที
1.5.3 พลังงานก๊าชร้อน
โดยอาศัยอากาศที่ผ่านการเพิ่มความดันให้สูงและรับความร้อนจากการ
เผาไหม้ของเชื้อเพลิงมาหมุนกังหัน ซึ่งลักษณะโครงสร้างบางส่วนคล้ายกับกังหันไอน้ำ โดย
ความเร็วของกังหันจะหมุนด้วยความเร็วมากกว่า 3000 รอบต่อนาที

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น