מכשיר המכונה "מחולל זרם חשמלי" ידוע לרוב הצרכנים ממקורות פופולריים. הם מתייחסים בעיקר למכונות חשמליות חזקות המייצרות אנרגיה בתחנות כוח הידרואלקטריות. עם זאת, בנוסף ליחידות תחנות גדולות, התעשייה מייצרת גנרטורים אלקטרומכניים קומפקטיים המשמשים מכשירים עצמאיים בכל תחומי הפעילות האנושית.
עקרון הפעלה
הדגימות הראשונות של גנרטורים חשמליים נועדו לפעולה בשטח ובמתקנים מרוחקים ממרכזי תעשייה. בעזרתם ניתן היה להפעיל מכונות ריתוך חשמליות או את מספר התקני התאורה הנדרש. עם הזמן החלו להשתמש במכשירים אוטונומיים אלה בבתים ובבניינים פרבריים אחרים, שהוסברה על ידי תופעה שכיחה כל כך כמו ספק כוח לא יציב. גנרטורים חשמליים נפוצים במיוחד באזורים מרוחקים מהעיר, בהם הפסקות חשמל נחשבות לנפוצות.
גנרטור חשמלי הוא מכשיר המסוגל להמיר אנרגיה תרמית לחשמל. שם נוסף הוא מחוללי אינדוקציה אלקטרומכניים. כמקור משתמשים במובילי אנרגיה בעלי יכולת חום משמעותית, המספיקה בכדי לשחרר את כמות החום הנדרשת. זה יכול להיות:
- דלק דיזל;
- בנזין מסורתי;
- גז טבעי או סתם עצים להסקה.
גנרטורים הפועלים על מקורות חלופיים (ללא דלק) הפכו לתפוצה רחבה. אלה כוללים ממירי אוויר (רוח), מים, אנרגיה סולארית ותרמית.
עקרון הפעולה של מחוללי החשמל מבוסס על הפיכת החום הנוצר כתוצאה משריפת דלק לסיבוב מכני של הכונן. בשל כך נוצר בהם שדה אלקטרומגנטי המוביל להופעת EMF בסלילי הסטטור. המעגל החשמלי של היחידה נבחר בצורה כזו שבתפוקה מתקבל מתח לסירוגין מהסוג, הערך והאיכות הנדרשים.
סוגי גנרטורים
על פי המעמד של נושא האנרגיה (דלק) המשמש במהלך ההפעלה, כל מכשירי הגנרטור הידועים מחולקים לסוגים הבאים:
- בֶּנזִין;
- דִיזֶל;
- גַז;
- למשל יחידות עצים או מונעות מימן.
שני הסוגים הראשונים של גנרטורים חשמליים מושכים את המשתמש מכך שהם משתמשים במנוע מוכן שפועל על הדלק המתאים ורק צריך להשלים אותו עם חלק הכונן. דגימות עץ, מימן וגז הם מכשירים מורכבים יותר ומאופיינים ביעילות נמוכה.
על פי מידת האוטונומיה, כל המכשירים המיוצרים על ידי התעשייה מחולקים לדגמים נייחים וניידים, ועל פי סוג הזרם החלופי המתקבל בתפוקתם, לדו-פאזי ותלת פאזי. על פי ייעודן המיועד של היחידות, הסוגים המוכרים של מכשירי ייצור חשמל מחולקים למכשירים עיקריים ומילואים, ועל פי תחום היישום - למוצרים ביתיים ותעשייתיים.
יישומים וכללי בחירה
תחום היישום של גנרטורים חשמליים משתרע על תחומי פעילות אנושיים רבים ונאלץ להשתמש בהם כמקור עיקרי או עזר.מחולל חשמל טיפוסי משמש באזורים הבאים:
- במהלך בניית גשרים, סכרים, מעברים ופרויקטים אחרים לבנייה המרוחקים מקו החשמל הראשי;
- בעת ביצוע עבודות שטח הקשורות לשימוש בחשמל ובבקתות קיץ (בהעדר אספקת חשמל מרכזית);
- ברבעי חורף, בתחנות קוטב, בשטחי ציד, וכן ביחידות צבאיות מרוחקות.
גנרטורים מבוקשים בבתים פרטיים ובבניינים ציבוריים הממוקמים באזורים כפריים, בהם הפסקות חשמל מתרחשות בקביעות מעוררת קנאה.
בבחירת גנרטורים ממותגים, חשוב לקחת בחשבון את המאפיינים הבאים:
- סוג של נושא אנרגיה (חומר דליק);
- הספק יציאה;
- שיטות קירור;
- זמינות של פונקציות נוספות.
הראשון מבין האינדיקטורים הללו נבחר על סמך תנאי ההפעלה - קלות שימוש ואחסון אספקת דלק בבניין מגורים. עבור דירות בעיר, האפשרות המתאימה ביותר היא מחולל גז, אשר לחיבורו מספיק להוציא את החיבור המתאים. הספק המוצא נבחר תוך התחשבות בצרכים ספציפיים: אילו יחידות אמורות להיות מחוברות למקור. באותו אופן נבחרת שיטת קירור הציוד, האופטימלית ליחידה עם הקיבולת המוצהרת. בין הפונקציות הנוספות של המכשירים בולטים התכונות הבאות:
- התאמת מתח המוצא;
- השגת זרם קבוע (מתוקן);
- זמינות של מסופי יציאה מיותרים ומווסת ממסר.
לפני שאתה הולך לחנות, חשוב גם להחליט על נוכחותם של מכשירי אינדיקציה בודדים בדגם שאתה אוהב, באמצעותם ניתן לשלוט על רמת המתח. עליכם לקחת בחשבון גם את עלות המוצר הנרכש, אשר צריך להיות מוצדק על ידי היתרונות שהושגו במהלך פעולתו.
גנרטורים ללא דלק
גנרטורים הפועלים על פי העיקרון של שימוש באנרגיה חופשית משכו את תשומת ליבם של חוקרי טבע רבים במשך זמן רב. טסלה ומדענים מפורסמים אחרים היו מעורבים גם בפיתוח מכשירים נטולי דלק. עד היום הומצאו תוכניות רבות העובדות על עקרונות אנרגיה שונים. רשימת המכשירים הללו:
- מנגנון הנדרשוט;
- גנרטורים של רומנוב, טריאל קנאפאדזה ואדמס;
- מכשירים של סמית ובדיני.
הרכבה עצמית של גנרטור כזה נחשבת בצורה הנוחה ביותר באמצעות הדוגמה של מודל אדמס.
פעולות הכנה
כדי להרכיב את המכשיר במו ידיך, יהיה עליך להכין חלקים ראשוניים רבים:
- מגנטים;
- מוליכי נחושת;
- שני סלילים;
- פלדת גיליון (כאמצעי לייצור גוף המכשיר);
- ברגים, מנקי וברגים.
המגנטים נבחרים שווים בגודלם וכמה שיותר גדולים. במקרה זה, שדה האינדוקציה מתגלה כחזק יותר, וייווצר הרבה יותר אנרגיה.
בעת הרכבת הגנרטור, מוט הפלוס של מגנט אחד מותקן בדיוק מול השני, גם פלוס אחד.
מוליכים נחושת נבחרים כך שחתך רוחבם יהיה כ- 1.25 מ"מ. על בסיסם פותחים שני סלילים שלעתים נלקחים ממנועים ישנים בגודל מתאים. כאשר הם מתפתלים בעצמם, הם דואגים בזהירות שהסיבובים יהיו בדיוק ברצף, קרוב מאוד זה לזה. חלקי עזר יידרשו להידוק אלמנטים בודדים של מכשיר ההרכבה.
הַרכָּבָה
נוהל הרכבת גנרטור תוצרת בית:
- חורים נקדחים במגנטים לצורך הרכבה על הסלילים.
- הם קבועים לסירוגין למסגרות עם ברגים.
- סלילי המגנטים מותקנים על מסגרת מתכת מרותכת מראש באופן שנותר פער קטן בין מישוריהם.
הפער יאפשר למגנטים להסתובב בחופשיות.
בשלב זה של הרכבה, היחידה כבר מוכנה לבדיקה. כדי לבצע זאת, מספיק לסובב את המגנטים ידנית סביב צירם מספר פעמים. בתנאי שהמבנה מורכב כהלכה, יופיע מתח בקצות הפיתולים הקבועים למסגרת.
המכשיר הנחשב לייצור עצמי הוא המדגם הפשוט ביותר של מחולל אנרגיה בחינם, המיועד למטרות הדגמה. על בסיסו, לאחר חידוד מתאים, מורכב מכשיר מן המניין שיכול לייצר חשמל להארת בית כפרי או קוטג 'קיץ. למי שלא רוצה לעסוק בהרכבה של מבנה ביתי, עדיף לרכוש מוצר מוגמר מיצרנים מהימנים.
