جهاز يسمى "مولد التيار الكهربائي" معروف لمعظم المستهلكين من مصادر شائعة. تتعلق بشكل أساسي بالآلات الكهربائية القوية التي تولد الطاقة في محطات الطاقة الكهرومائية. ومع ذلك ، بالإضافة إلى وحدات المحطات كبيرة الحجم ، تنتج الصناعة مولدات كهروميكانيكية مدمجة تُستخدم كأجهزة قائمة بذاتها في جميع مجالات النشاط البشري.
مبدأ التشغيل
كانت العينات الأولى من المولدات الكهربائية مخصصة للتشغيل في الميدان وفي المنشآت البعيدة عن المراكز الصناعية. بمساعدتهم ، كان من الممكن تشغيل آلات اللحام الكهربائية أو العدد المطلوب من أجهزة الإضاءة. بمرور الوقت ، بدأ استخدام هذه الأجهزة المستقلة في المنازل ومباني الضواحي الأخرى ، وهو ما تم تفسيره من خلال ظاهرة شائعة مثل مصدر طاقة غير مستقر. تنتشر المولدات الكهربائية بشكل خاص في المناطق البعيدة عن المدينة ، حيث يعتبر انقطاع التيار الكهربائي أمرًا شائعًا.
المولد الكهربائي هو جهاز قادر على تحويل الطاقة الحرارية إلى كهرباء. اسم آخر هو مولدات الحث الكهروميكانيكية. كمصدر ، يتم استخدام ناقلات الطاقة التي لها سعة حرارية كبيرة ، كافية لإطلاق الكمية المطلوبة من الحرارة. يمكن أن يكون:
- ديزل؛
- البنزين التقليدي
- الغاز الطبيعي أو الحطب فقط.
أصبحت المولدات التي تعمل على مصادر بديلة (بدون وقود) منتشرة على نطاق واسع. وتشمل محولات الهواء (الرياح) والمياه والطاقة الشمسية والحرارية.
يعتمد مبدأ تشغيل مولدات الكهرباء على تحويل الحرارة المتولدة نتيجة احتراق الوقود إلى دوران ميكانيكي للمحرك. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل مجال كهرومغناطيسي فيها ، مما يؤدي إلى ظهور EMF في ملفات الجزء الثابت. يتم تحديد الدائرة الكهربائية للوحدة بطريقة يتم فيها الحصول على جهد متناوب من النوع والقيمة والجودة المطلوبة عند الخرج.
أنواع المولدات
وفقًا لفئة ناقل الطاقة (الوقود) المستخدم أثناء التشغيل ، يتم تقسيم جميع أجهزة المولدات المعروفة إلى الأنواع التالية:
- الغازولين؛
- ديزل؛
- غاز؛
- وحدات حرق الأخشاب أو تلك التي تعمل بالطاقة الهيدروجينية ، على سبيل المثال.
يجذب النوعان الأولان من المولدات الكهربائية المستخدم من خلال حقيقة أنهما يستخدمان محركًا جاهزًا يعمل بالوقود المناسب ولا يحتاج إلا إلى استكماله بجزء القيادة. تعتبر عينات الخشب والهيدروجين والغاز أجهزة أكثر تعقيدًا وتتميز بكفاءة منخفضة.
وفقًا لدرجة الاستقلالية ، يتم تقسيم جميع الأجهزة التي تصنعها الصناعة إلى نماذج ثابتة ومتحركة ، ووفقًا لنوع التيار المتردد المستلم عند خرجها ، إلى مرحلة واحدة وثلاث مراحل. وفقًا للغرض المقصود من الوحدات ، يتم تقسيم الأنواع المعروفة لأجهزة توليد الطاقة إلى أجهزة رئيسية واحتياطية ، ووفقًا لمجال التطبيق - إلى منتجات منزلية وصناعية.
التطبيقات وقواعد الاختيار
يمتد مجال تطبيق المولدات الكهربائية إلى العديد من مجالات النشاط البشري ، مجبراً على استخدامها كمصادر رئيسية أو مساعدة.يتم استخدام مولد طاقة نموذجي في المجالات التالية:
- أثناء بناء الجسور والسدود والمعابر ومشاريع البناء الأخرى بعيدًا عن خط الكهرباء الرئيسي ؛
- عند القيام بالعمل الميداني المتعلق باستخدام الكهرباء وفي الأكواخ الصيفية (في حالة عدم وجود مصدر طاقة مركزي) ؛
- في الأحياء الشتوية والمحطات القطبية وفي مناطق الصيد وكذلك في الوحدات العسكرية البعيدة.
المولدات مطلوبة في المنازل الخاصة والمباني العامة الواقعة في المناطق الريفية ، حيث يحدث انقطاع التيار الكهربائي بانتظام يحسد عليه.
عند اختيار المولدات ذات العلامات التجارية ، من المهم مراعاة الخصائص التالية:
- نوع ناقل الطاقة (مادة قابلة للاحتراق) ؛
- انتاج الطاقة؛
- طرق التبريد
- توافر وظائف إضافية.
يتم تحديد أول هذه المؤشرات بناءً على ظروف التشغيل - سهولة استخدام وتخزين إمدادات الوقود في مبنى سكني. بالنسبة لشقق المدينة ، فإن الخيار الأنسب هو مولد الغاز ، حيث يكفي توصيله لإصدار الاتصال المناسب. يتم تحديد طاقة الخرج مع مراعاة الاحتياجات المحددة: ما هي الوحدات التي من المفترض أن تكون متصلة بالمصدر. بنفس الطريقة ، يتم تحديد طريقة تبريد الجهاز ، وهو الأمثل للوحدة ذات السعة المعلنة. من بين الوظائف الإضافية للأجهزة ، تبرز الميزات التالية:
- تعديل جهد الخرج
- الحصول على تيار ثابت (مصحح) ؛
- توافر محطات الخرج الزائدة عن الحاجة ومنظم الترحيل.
قبل الذهاب إلى المتجر ، من المهم أيضًا اتخاذ قرار بشأن وجود أجهزة إشارة فردية في النموذج الذي تريده ، والذي يمكن من خلاله التحكم في مستوى الجهد. يجب أيضًا مراعاة تكلفة المنتج الذي تم شراؤه ، والتي يجب تبريرها بالمزايا التي تم الحصول عليها أثناء تشغيله.
مولدات كهربائية خالية من الوقود
المولدات التي تعمل على مبدأ استخدام الطاقة المجانية جذبت انتباه العديد من علماء الطبيعة لفترة طويلة. شارك تسلا وعلماء مشهورون آخرون أيضًا في تطوير أجهزة خالية من الوقود. حتى الآن ، تم اختراع العديد من المخططات التي تعمل على مبادئ الطاقة المختلفة. قائمة هذه الأجهزة:
- جهاز هيندرشوت
- مولدات رومانوف وتارييل كانابادزه وآدامز ؛
- أجهزة سميث وبيديني.
يعتبر التجميع الذاتي لمثل هذا المولد هو الأكثر ملاءمة باستخدام نموذج نموذج Adams.
العمليات التحضيرية
لتجميع الجهاز بيديك ، ستحتاج إلى إعداد العديد من الأجزاء الأولية:
- مغناطيس.
- موصلات نحاسية
- ملفين
- ألواح الصلب (كوسيلة لصنع جسم الجهاز) ؛
- البراغي والغسالات والبراغي.
يتم اختيار المغناطيسات متساوية في الحجم وكبيرة قدر الإمكان. في هذه الحالة ، يتضح أن مجال الحث أقوى ، وسيتم توليد المزيد من الطاقة.
عند تجميع المولد ، يتم تثبيت القطب الموجب لأحد المغناطيس بشكل صارم مقابل الآخر ، بالإضافة إلى واحد أيضًا.
يتم اختيار الموصلات النحاسية بحيث يكون المقطع العرضي لها حوالي 1.25 مم. على أساسها ، يتم لف ملفين ، يتم أخذهما أحيانًا من محركات قديمة ذات حجم مناسب. عند التعبئة الذاتية ، فإنهم يتأكدون بعناية من أن المنعطفات تقع على التوالي تمامًا ، قريبة جدًا من بعضها البعض. ستكون الأجزاء الإضافية مطلوبة لربط العناصر الفردية لجهاز التجميع.
المجسم
إجراء تجميع مولد محلي الصنع:
- يتم حفر الثقوب في المغناطيس للتركيب على الملفات.
- يتم تثبيتها بالتناوب على الإطارات بالمسامير.
- يتم تثبيت الملفات ذات المغناطيس على إطار معدني ملحوم مسبقًا بحيث تبقى فجوة صغيرة بين طائراتها.
ستسمح الفجوة للمغناطيس بالدوران بحرية.
في هذه المرحلة من التجميع ، تكون الوحدة جاهزة بالفعل للاختبار. لتنفيذه ، يكفي تدوير المغناطيس يدويًا حول محورها عدة مرات. شريطة أن يتم تجميع الهيكل بشكل صحيح ، سيظهر الجهد في نهايات اللفات المثبتة بالإطار.
يعتبر الجهاز المصمم ذاتيًا هو أبسط عينة لمولد طاقة مجاني ، وهو مخصص للأغراض التوضيحية. على أساسها ، بعد الصقل المناسب ، يتم تجميع جهاز كامل يمكنه توليد الكهرباء لإضاءة منزل ريفي أو كوخ صيفي. بالنسبة لأولئك الذين لا يرغبون في الانخراط في تجميع هيكل محلي الصنع ، من الأفضل شراء منتج نهائي من الشركات المصنعة الموثوقة.
