เมื่อใดที่มอเตอร์เหนี่ยวนำถูกใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
มอเตอร์เหนี่ยวนำสามารถใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ในโหมดการทำงานที่เรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำ มอเตอร์สามารถเปลี่ยนเป็นโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับสถานการณ์การใช้งานพิเศษ ดังต่อไปนี้คือสถานการณ์และเงื่อนไขหลักที่มอเตอร์เหนี่ยวนำสามารถใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า:
1. การทำงานที่ความเร็วเหนือซิงโครนัส
เงื่อนไข:
ความเร็วเกินความเร็วซิงโครนัส: เมื่อความเร็วโรเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำเกินความเร็วซิงโครนัส มันสามารถทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความเร็วซิงโครนัสกำหนดโดยความถี่ของแหล่งจ่ายไฟและจำนวนขั้วของมอเตอร์ ns = 120f/p
โดยที่:
ns คือความเร็วซิงโครนัส (RPM).
f คือความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ (Hz).p คือจำนวนคู่ขั้วในมอเตอร์.
หลักการ:
เมื่อความเร็วโรเตอร์เกินความเร็วซิงโครนัส ทิศทางที่ผู้นำกระแสโรเตอร์ตัดสนามแม่เหล็กสเตเตอร์กลับทิศ ทำให้กระแสที่เหนี่ยวนำในโรเตอร์กลับทิศทางเช่นกัน ส่งผลให้เกิดสนามแม่เหล็กในโรเตอร์ที่ตรงข้ามกับสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ สร้างแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปลี่ยนมอเตอร์จากการดูดซับพลังงานไฟฟ้ามาเป็นการสร้างพลังงานไฟฟ้า
2. ขับเคลื่อนโดยเครื่องยนต์ภายนอก
เงื่อนไข:
เครื่องยนต์ภายนอก: เครื่องยนต์ภายนอก (เช่น กังหันน้ำ กังหันลม หรือเครื่องยนต์ดีเซล) ต้องขับเคลื่อนโรเตอร์ให้มีความเร็วเกินความเร็วซิงโครนัส
การใช้งาน:
การสร้างพลังงานจากลม: กังหันลมขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำเพื่อแปลงพลังงานลมเป็นพลังงานไฟฟ้า
การสร้างพลังงานจากน้ำ: กังหันน้ำขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำเพื่อแปลงพลังงานน้ำเป็นพลังงานไฟฟ้า
การสร้างพลังงานจากดีเซล: เครื่องยนต์ดีเซลขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำสำหรับใช้งานในสถานีกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กหรือระบบจ่ายไฟฉุกเฉิน
3. การทำงานเชื่อมต่อกับระบบสายส่ง
เงื่อนไข:
เชื่อมต่อกับระบบสายส่ง: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำโดยทั่วไปต้องเชื่อมต่อกับระบบสายส่งเพื่อรับกระแสกระตุ้นที่จำเป็น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำไม่สามารถให้กระแสกระตุ้นเองได้และต้องรับจากระบบสายส่งหรือแหล่งพลังงานอื่น
หลักการ:
เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำเชื่อมต่อกับระบบสายส่ง กระแสกระตุ้นที่ระบบสายส่งให้จะทำให้โรเตอร์สร้างสนามแม่เหล็ก ทำให้สร้างพลังงานไฟฟ้าได้ เชื่อมต่อกับระบบสายส่งช่วยเพิ่มความเสถียรและความน่าเชื่อถือของระบบ
4. การทำงานแบบอิสระ
เงื่อนไข:
การทำงานแบบกระตุ้นตนเอง: ในบางกรณี เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำสามารถทำงานในโหมดกระตุ้นตนเองโดยใช้ความเหลือของแม่เหล็กและการเชื่อมต่อกับคาปาซิเตอร์ขนาน เพื่อให้สามารถกระตุ้นตนเองได้ วิธีนี้เหมาะสมสำหรับระบบกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กที่ทำงานอย่างอิสระ
หลักการ:
ในการทำงานแบบกระตุ้นตนเอง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำต้องการสนามแม่เหล็กเริ่มต้น (โดยทั่วไปมาจากความเหลือของแม่เหล็ก) และคาปาซิเตอร์ขนานเพื่อให้พลังงานปฏิกิริยาที่จำเป็นในการรักษาการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
5. การสร้างพลังงานที่ความเร็วแปรผัน
เงื่อนไข:
เครื่องยนต์ภายนอกที่มีความเร็วแปรผัน: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำสามารถใช้โดยตรงในการสร้างพลังงานที่ความเร็วแปรผันภายในขอบเขตหนึ่ง โดยไม่จำเป็นต้องใช้เกียร์หรือระบบควบคุมที่ซับซ้อน
การใช้งาน:
การสร้างพลังงานจากลม: เมื่อความเร็วลมเปลี่ยนแปลง ความเร็วการหมุนของกังหันลมก็เปลี่ยนแปลง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำสามารถปรับตัวตามการเปลี่ยนแปลงนี้เพื่อสร้างพลังงานที่ความเร็วแปรผัน
การสร้างพลังงานจากน้ำ: เมื่อความเร็วการไหลของน้ำเปลี่ยนแปลง ความเร็วการหมุนของกังหันน้ำก็เปลี่ยนแปลง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำสามารถปรับตัวตามการเปลี่ยนแปลงนี้เพื่อสร้างพลังงานที่ความเร็วแปรผัน
ข้อดี
โครงสร้างง่าย: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำไม่ต้องการระบบกระตุ้นที่ซับซ้อน ทำให้มีโครงสร้างที่ง่ายและบำรุงรักษาง่าย
เชื่อมต่อกับระบบสายส่งได้ง่าย: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำเชื่อมต่อกับระบบสายส่งได้ง่ายและควบคุมได้ง่าย
ประหยัด: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำมีราคาถูกและเหมาะสมสำหรับระบบกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กถึงกลาง
ข้อเสีย
ต้องการกระแสกระตุ้น: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำต้องรับกระแสกระตุ้นจากระบบสายส่งหรือแหล่งพลังงานอื่นและไม่สามารถทำงานอย่างอิสระได้
แฟคเตอร์กำลัง: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำโดยทั่วไปต้องใช้คาปาซิเตอร์ขนานเพื่อปรับปรุงแฟคเตอร์กำลัง หากไม่ทำเช่นนี้อาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของการจ่ายไฟ
สรุป
มอเตอร์เหนี่ยวนำสามารถใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสร้างพลังงานจากลม พลังงานจากน้ำ และพลังงานจากดีเซล ด้วยการทำงานที่ความเร็วเหนือซิงโครนัสและขับเคลื่อนโดยเครื่องยนต์ภายนอก มอเตอร์เหนี่ยวนำสามารถเปลี่ยนเป็นโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า
