เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

เคร่ืองกำเนิดไฟฟ้ ำกระแสสลบั เรียบเรียงโดย นายส่งศักด์ิ ยิม้ ป่ิ น สาขาวิชาช่างไฟฟ้ ากาลัง วทิ ยาลัยเทคนิคสุโขทยั

เครือ่ งกำเนิดไฟฟำ้ กระแสสลับ (AC generators)ทำหน้ำท่ีเปลี่ยนพลังงำนกลที่เพลำของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ำ (ต่ออยู่กับเพลำของกังหันนำ) เป็นพลงั งำนไฟฟ้ำ ซ่ึงแบง่ ได้ 2 ประเภทคือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ำซิงโครนัสและเครื่องกำเนิดไฟฟ้ำเหนี่ยวนำ ซ่ึงลักษณะโครงสร้ำงของส่วนอยกู่ บั ที่ (Stator) ของทังสองแบบอำจจะเหมือนกันได้ แตส่ ว่ นหมนุ จะตำ่ งกัน ดงั แสดงในรปู ท่ี 2.11. เคร่ืองกำเนิดไฟฟ้ำซิงโครนัส (Synchronous generators) กำรผลิตแรงดันไฟฟ้ำกระแสสลับเพือ่ จ่ำยให้กบั โหลดจำเปน็ ตอ้ งใช้ไฟฟำ้กระแสตรงป้อนผ่ำนแปรงถ่ำนและสลิปริงเข้ำไปในขดลวดสนำมแม่เหล็ก/ขัวแม่เหล็กหมุน (dcfield coils) เพื่อสร้ำงเสน้ แรงแม่เหลก็ ตดักับขดลวดอำเมเจอร์ (Armature Coils) ซ่ึงอำจจะออกแบบให้อยู่กับท่ี (stator) หรือเป็นส่วนหมนุ (Rotor) ก็ได้ เคร่อื งกำเนิดไฟฟำ้ขนำดใหญจ่ ะออกแบบใหข้ ดลวดสนำม แม่เหลก็ หมนุ (Rotating field) เนื่องจำกสำมำรถนำไฟฟ้ำกระแสสสลบั ออกจำกขดลวดอำเมเจอร์ได้โดยตรง โดยไม่ต้องต้องผ่ำนสลิปริงและแปรงถ่ำน จึงสำมำรถแก้ปัญหำกำรอำรก์ (Arc) ท่ีผำ่ นสลปิ รงิ และแปรงถำ่ นได้ส่วนเครื่องกำเนิดไฟฟ้ำขนำดเล็กที่ผลิตแรงดันไฟฟ้ำต่ำๆ อำจเป็นแบบขัวแม่เหล็กหมุนหรือแบบอำเมเจอรห์ มุน (Rotating armature) ก็ได้

ไฟฟ้ำกระแสตรงที่ป้อนให้กับขดลวดสนำมแม่เหล็กอำจมำจำกวงจรภำยนอก (กรณีเครื่องกำเนิดไฟฟ้ำขนำดใหญ)่ หรือภำยในเครอ่ื งกำเนิดไฟฟำ้ เอง(กรณีเคร่ืองกำเนิดไฟฟ้ำขนำดเล็ก) ในกรณีของไดนำโม (Alternators) ซ่ึงเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ำซงิ โครนสั เฟสเดียวขนำดเลก็ ทีใ่ ช้งำนทัว่ ไปนันไฟฟ้ำกระแสตรงท่ีป้อนผ่ำนแปรงถ่ำนและสลิปริงเข้ำไปในขดลวดสนำมแม่เหล็กจะมำจำกภำยในเคร่ืองกำเนดิ ไฟฟ้ำเอง ดงั แสดงในรปู ท่ี 2.3โดยระดับแรงดันไฟฟ้ำเพื่อป้อนให้กับขดลวดขนำมแม่เหล็กในช่วงเร่ิมทำงำนของเคร่ืองกำเนิดไฟฟ้ำแบบนจี ะขนึ อยูก่ ับปริมำณสนำมแมเ่ หลก็ตกค้ำงในแกนเหล็ก ดังจะเห็นได้จำกรูปที่ 2.4 ท่ีควำมเร็วรอบต่ำๆ แรงดันไฟฟ้ำท่ีผลิตได้จะมีค่ำต่ำมำก เนอื่ งจำกแรงดนั ไฟฟ้ำที่ป้อนให้กับขดลวดสนำมแม่เหล็กมีค่ำต่ำ แต่เมื่อควำมเร็วรอบใกล้ 1000 rpm แรงดันไฟฟ้ำที่ผลิตได้จะเพ่มิ ขึนอย่ำงรวดเร็ว เนอ่ื งจำกแรงดันไฟฟำ้ ทปี่ อ้ นให้กบัขดลวดสนำมแม่เหล็กมีค่ำเพิ่มขึน ซึ่งเหมือนกับกรณีเครื่องกำเนิดไฟฟ้ำเหน่ียวนำที่ต่อกับตัวเก็บประจุ

ที่ต้นกำลังขับเคร่ืองกำเนิดไฟฟ้ำเดียวกัน (เช่นกังหันนำ) ควำมรอบรอบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ำท่ีป้อนไฟฟ้ำกระแสตรงจำกภำยนอกจะมีควำมเร็วรอบสูงกว่ำเคร่ืองกำเนิดไฟฟ้ำที่ป้อนไฟฟ้ำกระแสตรงจำกภำยในเคร่ืองเอง จำกกำรทดลองโดยใชม้ อเตอร์ขนำด 1 HPขับเคร่ืองกำเนิดไฟฟ้ำแบบซิงโครนัสขนำด 1 kW เมื่อไม่มีกำรต่อโหลด พบว่ำที่กำลังขับเดียวกัน (ท่ี 160 W) เครอื่ งกำเนิดไฟฟ้ำท่ีปอ้ นไฟฟ้ำกระแสตรงจำกภำยในเครื่องเองจะมีควำมเร็วรอบ 700 rpm ผลิตแรงดันไฟฟ้ำ24 Vac ขณะทีเ่ ครื่องกำเนิดไฟฟำ้ ที่ปอ้ นไฟฟำ้ กระแสตรง(32 Vdc) จำกภำยนอกจะมีควำมเร็วรอบถึง 1400 rpm ผลิตแรงดันไฟฟ้ำ 263 Vac ทังนีเน่ืองจำกไมม่ ีผลของอำเมเจอรร์ แี อคชั่นจำกขดลวดท่ีทำหน้ำทผ่ี ลิตไฟฟ้ำกระแสตรงแต่กำรดำเนนิ กำรดังกลำ่ วในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ำขนำดเล็กโดยเฉพำะในระบบแบบอิสระ (เช่นกรณีไดนำโมของระบบกังหันนำขนำดเลก็ )

อำจจะไม่เหมำะสม เนอ่ื งจำกต้องหำพลงั งำนไฟฟ้ำมำจำ่ ยใหก้ ับขดลวดสนำมแม่เหลก็ เช่น กำรนำแบตเตอรม่ี ำต่อเพอื่ ทำหนำ้ ท่จี ำ่ ยไฟฟ้ำกระแสตรงให้กับขดลวดสนำมแม่เหล็ก จำเป็นจะต้องหำแหล่งพลังงำนมำประจุแบตเตอร่ีตลอดเวลำ เนอื่ งจำกพลงั งำนภำยในแบตเตอร่ีจะถูกดงึไปจำ่ ยใหข้ ดลวดสนำมแมเ่ หล็กตลอดเวลำเชน่ กัน ซ่งึ จะทำให้ประจไุ ฟฟ้ำในแบตเตอรีห่ มดได้เคร่ืองกำเนิดไฟฟ้ ำกระแสสลับ (AC generators) ออนไลน์]. เข้าถงึ ไดจ้ าก :https://kiriwongpicohydrogroup.wordpress.com/2009/09/24(วนั ท่คี ้นขอ้ มูล : 18 กรกฎำคม 2560).