หน่วยที่ 2 ชนิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง

การกระตุ้น หมายถึง การนาแหล่งจ่ายไฟฟ้ ากระแสตรงมาจ่ายให้กับขดลวดท่ีพันอยู่บนแกน ขวั้ แม่เหล็กเพื่อสร้ างเส้นแรงแม่เหล็ก ซึ่งขดลวดท่ีพันอยู่บนแกนขวั้ แม่เหล็กจะมี 2 แบบ คือ ขดลวด สนามแมเ่ หลก็ แบบชนั ต์กบั ขดลวดสนามแมเ่ หล็กแบบซรี ีส์ การแบ่งชนิดของเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ ากระแสตรง จะแบง่ ตามลกั ษณะของการกระต้นุ ซง่ึ แบ่งได้ 2 แบบ คือ เครื่องกาเนดิ ไฟฟ้ าแบบกระต้นุ แยกและเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ าแบบกระต้นุ ตวั เอง (ไชยชาญ หนิ เกิด,2553 : 7)

เครื่องกาเนิดไฟฟ้ าแบบกระต้นุ แยก เป็ นเครื่องกาเนิดไฟฟ้ าท่ีต้องนาแหล่งจ่ายไฟฟ้ ากระแสตรงจาก ภายนอก เช่น แหลง่ จ่ายไฟตรงจากวงจรเรียงกระแส (Rectifier) จากเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ ากระแสตรงขนาด เล็กหรือจากแบตเตอรี่มากระต้นุ ให้กบั ขดลวดสนามแมเ่ หล็ก ดงั รูปท่ี 2.1

เครื่องกาเนิดไฟฟ้ าแบบกระต้นุ ตวั เองเป็ นเครื่องกาเนิดไฟฟ้ าท่ีนาแหล่งจ่ายไฟฟ้ ากระแสตรงจาก ตัวเองในขดลวดอาร์เมเจอร์ท่ีได้สร้ างแรงดันไฟฟ้ าเหนี่ยวนาขึน้ มา แล้วนามาจ่ายให้กั บขดลวด สนามแมเ่ หล็กเพ่ือให้เกิดเส้นแรงแมเ่ หล็กบนแกนขวั้ แม่เหล็ก ซึ่งเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ าแบบกระต้นุ ตวั เองยงั แบง่ ออกได้เป็ น 3 แบบ ดงั นี ้(สธุ น แกน่ ต้น, 2556 : 81) 2.4.1 เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ าแบบชันต์ (Shunt Generator) เป็ นการนาขดลวดสนามแม่เหล็กแบบ ชนั ต์มาต่อขนานกับอาร์เมเจอร์ ดงั รูปที่ 2.2 ซง่ึ ขดลวดสนามแมเ่ หล็กแบบชนั ต์พันด้วยลวดทองแดงเส้น เล็กจานวนรอบท่ีพนั มาก จึงทาให้คา่ ความต้านทานมากกว่าด้วยเมื่อเทียบกบั ขดลวดสนามแมเ่ หล็กแบบ ซีรีส์

2.4.2 เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ าแบบซีรีส์ (Series Generator) เป็ นการนาขดลวดสนามแม่เหล็กแบบซี รีส์มาตอ่ อนกุ รมกบั อาร์เมเจอร์ ดงั รูปที่ 2.3 ซงึ่ ขดลวดสนามแมเ่ หล็กแบบซีรีส์นจี ้ ะพนั ด้วยลวดทองแดงเส้น โตจานวนรอบทพี่ นั น้อย จงึ ทาให้คา่ ความต้านทานน้อยกว่าเมอ่ื เทยี บกบั ขดลวดสนามแม่เหล็กแบบชนั ต์ 2.4.3 เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ าแบบคอมปาวด์ (Compound Generator) เป็ นการนาขดลวด สนามแม่เหล็กแบบซีรีส์และขดลวดสนามแม่เหล็กแบบชนั ต์มาต่อร่วมกนั กบั ขดลวดอาร์เมเจอร์ (ธวัชชัย อตั ถวิบลู ย์กลุ ,2547 : 16) ซงึ่ แบง่ ได้อีก 2 แบบ คอื

1. แบง่ ตามลกั ษณะการตอ่ ซงึ่ ยงั แบ่งได้ออกเป็ น 2 แบบ คือ (1) แบบลองชนั ต์คอมปาวด์ (Long Shunt Compound) แบบนีเ้ป็ นการตอ่ โดยนาขดลวด สนามแมเ่ หล็กแบบซีรีส์มาตอ่ อนกุ รมกบั อาร์เมเจอร์กอ่ น จากนนั้ จงึ นามาตอ่ ขนานกบั ขดลวดสนามแมเ่ หล็ก แบบชนั ต์ ดงั รูปท่ี 2.4 (2) แบบชอร์ตชนั ต์คอมปาวด์ (Short Shunt Compound) แบบนเี ้ป็ นการตอ่ โดยนาขดลวด สนามแม่เหล็กแบบชันต์มาต่อขนานกับอาร์ เมเจอร์ ก่อน จากนัน้ จึงนามาต่ออนุกรมกับขดลว ด สนามแมเ่ หลก็ แบบซีรีส์ ดงั รูปที่ 2.5



(2) แบบสร้างเส้นแรงแมเ่ หล็กหกั ล้างกนั (Differential Compound) โดยเส้นแรงแม่เหล็ก จากขดลวดสนามแมเ่ หล็กแบบซรี ีส์ จะสร้างเส้นแรงแม่เหล็กหกั ล้างกบั ขดลวดสนามแมเ่ หล็กแบบชนั ต์ซง่ึ จะขึน้ อย่กู บั ทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้ าและทิศทางการพนั ของขดลวดสนามแม่เหล็ก ดงั รูปท่ี 2.7 สมมติให้กระแสไฟฟ้ าท่ีไหลในขดลวดสนามแม่เหล็กทงั้ สองมีทิศทางตรงข้ามกนั โดย If ไหลเข้าต้นของ ขดลวดและออกท่ปี ลายขดลวด สว่ น Isไหลเข้าที่ปลายขดลวดและออกที่ต้นขดลวด ดงั นนั้ เส้นแรงแมเ่ หล็ก จากขดลวดสนามแมเ่ หลก็ ทงั้ สองก็มีทิศทางตรงข้ามกนั และหกั ล้างกนั

ตวั นาทงั้ หมดที่พันอย่บู นแกนอาร์เมเจอร์ เมื่อทาให้เคลื่อนที่ตดั ผ่านเส้นแรงแม่เหล็กผลทาให้เกิด แรงดนั ไฟฟ้ าเหน่ียวนาขนึ ้ ท่อี าร์เมเจอร์ ดงั รูปที่ 2.8 ซงึ่ เป็ นไปตามกฎของฟาราเดย์ (มนตรี สวุ รรณภิงคาร, 2550 : 196)







ตัวอย่างท่ี 2.1 เครื่องกาเนดิ ไฟฟ้ ากระแสตรง มี 6 ขวั้ แมเ่ หล็ก จานวนตวั นาทงั้ หมด 192 ตวั นา มีจานวน เส้นแรงแมเ่ หล็ก 62.5 mWb ถกู ขบั ด้วยความเร็ว 1200 r/min จงคานวณหาแรงดนั ไฟฟ้ าเหนี่ยวนา เม่ือ อาร์เมเจอร์ของเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ า ก. พนั แบบซิมเพลก็ ซ์แลป ข. พนั แบบซิมเพล็กซ์เวฟ