ประเภทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง
ประเภทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่ใช้แม่เหล็กถาวร – ขดลวดสนามถูกกระตุ้นโดยแม่เหล็กถาวร
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่กระตุ้นแยก – ขดลวดสนามถูกกระตุ้นโดยแหล่งภายนอก
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่กระตุ้นเอง – ขดลวดสนามถูกกระตุ้นโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเอง
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่กระตุ้นเอง
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่กระตุ้นเองใช้เอาต์พุตของตัวเองเพื่อจ่ายไฟให้กับขดลวดสนาม ซึ่งสามารถจัดเรียงเป็นแบบอนุกรม แบบขนาน หรือแบบผสม
มีสามประเภทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่กระตุ้นเอง:
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอนุกรม
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบขนาน
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบผสม
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่ใช้แม่เหล็กถาวร
เมื่อฟลักซ์ในวงจรแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยใช้แม่เหล็กถาวร แล้วจะเรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่ใช้แม่เหล็กถาวร
ประกอบด้วยอาร์มาเจอร์และแม่เหล็กถาวรหนึ่งหรือหลายตัวที่ตั้งอยู่รอบอาร์มาเจอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้ไม่ได้ผลิตพลังงานมาก ดังนั้นจึงพบได้น้อยในภาคอุตสาหกรรม มักใช้ในแอปพลิเคชันขนาดเล็ก เช่น ไดนาโมในรถมอเตอร์ไซค์
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่กระตุ้นแยก
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านี้มีขดลวดสนามที่ถูกกระตุ้นโดยแหล่งไฟฟ้ากระแสตรงภายนอก เช่น แบตเตอรี่
แผนภาพวงจรของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่กระตุ้นแยกแสดงในรูปด้านล่าง สัญลักษณ์ด้านล่างคือ:
Ia = กระแสอาร์มาเจอร์
IL = กระแสโหลด
V = แรงดันปลายทาง
Eg = แรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้น (Electromagnetic Force)
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่กระตุ้นเอง
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่กระตุ้นเอง: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านี้ใช้กระแสที่สร้างขึ้นเพื่อกระตุ้นขดลวดสนามของตัวเอง ขดลวดสนามในเครื่องเหล่านี้เชื่อมต่อกับอาร์มาเจอร์โดยตรง
เนื่องจากมีความเหล็กคงที่ ฟลักซ์บางส่วนจะมีอยู่ในขั้ว เมื่ออาร์มาเจอร์หมุน จะเกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำบางส่วน ทำให้เกิดกระแสเหนี่ยวนำเล็กน้อย กระแสเล็กนี้ไหลผ่านขดลวดสนามและโหลด ทำให้ฟลักซ์ขั้วแข็งแกร่งขึ้น
เมื่อฟลักซ์ขั้วแข็งแกร่งขึ้น จะสร้างแรงดันไฟฟ้าอาร์มาเจอร์มากขึ้น ทำให้กระแสผ่านขดลวดสนามเพิ่มขึ้น กระแสขดลวดสนามที่เพิ่มขึ้นจะทำให้แรงดันไฟฟ้าอาร์มาเจอร์เพิ่มขึ้น และปรากฏการณ์สะสมนี้จะดำเนินต่อไปจนกระทั่งการกระตุ้นถึงค่าที่กำหนด
ตามตำแหน่งของขดลวดสนาม เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่กระตุ้นเองสามารถจำแนกเป็น:
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอนุกรม
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบขนาน
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบผสม
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอนุกรม
ในการกำหนดนี้ ขดลวดสนามเชื่อมต่ออนุกรมกับคอนดักเตอร์อาร์มาเจอร์ เพื่อเพิ่มการไหลของไฟฟ้าตลอดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
กระแสทั้งหมดไหลผ่านขดลวดสนามและโหลด ด้วยขดลวดสนามอนุกรมที่มีกระแสโหลดเต็ม จึงออกแบบด้วยจำนวนรอบที่น้อยและลวดที่หนา ความต้านทานไฟฟ้าของขดลวดสนามอนุกรมจึงต่ำมาก (ประมาณ 0.5Ω)
ที่นี่:
Rsc = ความต้านทานขดลวดอนุกรม
Isc = กระแสที่ไหลผ่านขดลวดอนุกรม
Ra = ความต้านทานอาร์มาเจอร์
Ia = กระแสอาร์มาเจอร์
IL = กระแสโหลด
V = แรงดันปลายทาง
Eg = แรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้น
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบผสมขนานยาว
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบผสมขนานยาวคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ขดลวดสนามขนานเชื่อมต่อกับขดลวดสนามอนุกรมและอาร์มาเจอร์ ดังแสดงในรูปด้านล่าง
พลศาสตร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบผสม
ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านี้ สนามขนานหลักได้รับการสนับสนุนจากสนามอนุกรม นำไปสู่การกำหนดค่าแบบผสมสะสม
ในทางกลับกัน ถ้าสนามอนุกรมขัดขวางสนามขนาน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะถูกเรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบผสมแตกต่าง
