جهاز يعرف باسم "مولد التيار الكهربائي" معروف لمعظم المستهلكين وفقًا للمعلومات التي تم الحصول عليها من مصادر شائعة. وهي تتعلق بشكل رئيسي بالآلات الكهربائية القوية التي تولد الطاقة في محطات الطاقة الكهرومائية. ومع ذلك ، بالإضافة إلى مجاميع المحطات الكبيرة الحجم ، تنتج الصناعة مولدات كهروميكانيكية مدمجة تُستخدم كأجهزة قائمة بذاتها في جميع مجالات النشاط البشري.
مبدأ التشغيل
تم تصميم العينات الأولى للمولدات الكهربائية للعمل في الميدان وفي المرافق البعيدة عن المراكز الصناعية. بمساعدتهم ، كان من الممكن تشغيل آلات اللحام الكهربائية أو العدد المطلوب من أجهزة الإضاءة. بمرور الوقت ، بدأ استخدام هذه الأجهزة المستقلة في المنازل ومباني الضواحي الأخرى ، بسبب ظاهرة شائعة مثل إمدادات الطاقة غير المستقرة. مولدات كهربائية شائعة بشكل خاص في المناطق البعيدة عن المدينة ، حيث يعتبر انقطاع التيار الكهربائي حدثًا عاديًا.
المولد الكهربائي هو جهاز قادر على تحويل الطاقة الحرارية إلى كهرباء. اسم آخر هو مولدات الحث الكهروميكانيكية. كمصدر ، يتم استخدام حاملات الطاقة ، التي لها سعة حرارية كبيرة كافية لإطلاق الكمية المطلوبة من الحرارة. يمكن أن يكون:
- ديزل؛
- البنزين التقليدي
- الغاز الطبيعي أو الحطب فقط.
تستخدم المولدات التي تعمل على مصادر بديلة (بدون وقود) على نطاق واسع. وهي تشمل محولات الهواء (الرياح) والمياه والطاقة الشمسية والحرارية.
يعتمد مبدأ تشغيل مولدات الكهرباء على تحويل الحرارة الناتجة نتيجة احتراق الوقود إلى دوران ميكانيكي للمحرك. ونتيجة لذلك ، يتم تشكيل مجال كهرومغناطيسي فيها ، مما يؤدي إلى ظهور EMF في ملفات الجزء الثابت. يتم اختيار الدائرة الكهربائية للوحدة بحيث ينتج الإخراج جهدًا متناوبًا من النوع والحجم والجودة المطلوبين.
أنواع المولدات
وفقًا لفئة حامل الطاقة (الوقود) المستخدم أثناء التشغيل ، يتم تقسيم جميع أجهزة التوليد المعروفة إلى الأنواع التالية:
- بنزين؛
- ديزل؛
- غاز؛
- ركام الخشب أو الهيدروجين ، على سبيل المثال.
يجذب النوعان الأولان من المولدات الكهربائية المستخدم بحقيقة أنهما يستخدمان محركًا جاهزًا يعمل بالوقود المناسب ولا يحتاج إلا إلى إنهاء جزء القيادة. تعتبر عينات الخشب والهيدروجين والغاز أجهزة أكثر تعقيدًا وتتميز بكفاءة منخفضة.
حسب درجة الاستقلالية ، تنقسم جميع الأجهزة المصنعة من قبل الصناعة إلى نماذج ثابتة ومتنقلة ، ووفقًا لنوع التيار المتناوب المستلم عند إنتاجها ، يتم تقسيمها إلى أحادية الطور وثلاث مراحل. وفقًا للغرض المباشر للوحدات ، تنقسم الأنواع المعروفة لأجهزة توليد الطاقة إلى الرئيسية والنسخ الاحتياطي ، ووفقًا لمجال التطبيق - إلى المنتجات المنزلية والصناعية.
تطبيقات وقواعد الاختيار
يمتد نطاق المولدات الكهربائية إلى العديد من مجالات النشاط البشري ، مما اضطر لاستخدامها كمصادر أولية أو ثانوية. يتم استخدام مولد طاقة نموذجي في المجالات التالية:
- أثناء بناء الجسور والسدود والمعابر وغيرها من أشياء البناء البعيدة عن خط الطاقة الرئيسي ؛
- أثناء العمل الميداني المتعلق باستخدام الكهرباء وفي البيوت الصيفية (في حالة عدم وجود مصدر طاقة مركزي) ؛
- في المخيمات الشتوية ، والمحطات القطبية ، وفي مناطق الصيد ، وكذلك في الوحدات العسكرية النائية.
هناك حاجة إلى مولدات في المنازل الخاصة والمباني العامة الواقعة في المناطق الريفية ، حيث يحدث انقطاع التيار الكهربائي بشكل منتظم يحسد عليه.
عند اختيار المولدات ذات العلامات التجارية ، من المهم مراعاة الخصائص التالية:
- نوع حامل الطاقة (المواد القابلة للاحتراق) ؛
- انتاج الطاقة؛
- طرق التبريد
- وجود ميزات إضافية.
يتم اختيار أول هذه المؤشرات بناءً على ظروف التشغيل - سهولة الاستخدام وتخزين الوقود في مبنى سكني. بالنسبة للشقق الحضرية ، فإن الخيار الأنسب هو مولد الغاز ، لربطه بما يكفي لرسم الخراطيم المناسبة. يتم اختيار طاقة الإخراج مع مراعاة الاحتياجات المحددة: أي الوحدات التي من المفترض أن تكون متصلة بالمصدر. بنفس الطريقة ، يتم تحديد طريقة معدات التبريد المناسبة تمامًا للوحدة ذات القدرة المعلنة. من بين الوظائف الإضافية للأجهزة ، تم إبراز الميزات التالية:
- تعديل جهد الخرج ؛
- الحصول على تيار مستمر (مصحح) ؛
- توافر محطات الإخراج الزائدة ومنظم التتابع.
قبل الذهاب إلى المتجر ، من المهم أيضًا تحديد وجود أجهزة عرض فردية في النموذج الذي تفضله ، والذي يمكن من خلاله التحكم في مستوى الجهد. يجب أن تأخذ في الاعتبار أيضًا تكلفة المنتج الذي تم شراؤه ، والتي يجب أن تبررها الفوائد التي تم الحصول عليها أثناء تشغيله.
مولدات DIY خالية من الوقود
لطالما اجتذبت المولدات العاملة على مبدأ استخدام الطاقة الحرة انتباه العديد من علماء الطبيعة. كما شارك تسلا وعلماء مشهورون آخرون في تطوير أجهزة خالية من الوقود. حتى الآن ، تم اختراع العديد من المخططات التي تعمل على مبادئ الطاقة المختلفة. قائمة هذه الأجهزة:
- جهاز هندرشوت
- مولدات رومانوف وتاريل كانابادزي وآدامز ؛
- أجهزة سميث وباديني.
يعتبر التجميع الذاتي لمثل هذا المولد أكثر ملاءمة باستخدام مثال تخطيط Adams.
العمليات التحضيرية
لتجميع الجهاز بيديك ، ستحتاج إلى إعداد الكثير من الأجزاء الأولية:
- مغناطيس
- الموصلات النحاسية
- ملفين
- صفائح الفولاذ (كوسيلة لتصنيع حالة الجهاز) ؛
- البراغي والغسالات والبراغي.
يتم اختيار المغناطيس على قدم المساواة في الحجم وأكبر حجم ممكن. في هذه الحالة ، يكون مجال الحث أكثر قوة ، وسيتم توليد المزيد من الطاقة.
يتم تعيين القطب الموجب لمغناطيس واحد عند تجميع المولد مقابل الآخر بشكل صارم.
يتم اختيار الموصلات النحاسية بحيث يكون المقطع العرضي لها 1.25 مم. بناءً على ذلك ، يتم لف ملفين ، يتم أخذهما في بعض الأحيان من المحركات القديمة ذات الحجم المناسب. مع التعبئة الذاتية ، يراقبون بعناية بحيث تقع المنعطفات بالضبط في صف قريب من بعضها البعض. سوف تكون هناك حاجة للأجزاء الإضافية لإصلاح العناصر الفردية لجهاز التجميع.
المجسم
أمر تجميع مولد محلي الصنع:
- يتم حفر ثقوب للتركيب على الملفات في المغناطيس.
- يتم تثبيتها بالتناوب على الإطارات بمسامير.
- يتم تثبيت الملفات بالمغناطيس على إطار معدني ملحوم مسبقًا بحيث تبقى فجوة صغيرة بين طائراتهم.
سيسمح وجود فجوة للمغناطيسات بالدوران بحرية.
في هذه المرحلة من التجميع ، تكون الوحدة جاهزة للتفتيش. لتنفيذها ، يكفي تدوير المغناطيس يدويًا عدة مرات حول محوره. شريطة أن يتم تجميع الهيكل بشكل صحيح ، سيظهر الجهد في نهايات اللفات المثبتة على الإطار.
يعتبر الجهاز المنزلي الصنع هو أبسط نموذج لمولد طاقة حر ، مخصص لأغراض العرض التوضيحي. على أساسها ، بعد المراجعة المناسبة ، يتم تجميع جهاز كامل قادر على توليد الكهرباء لإضاءة منزل ريفي أو منزل صيفي. أولئك الذين لا يريدون الانخراط في تجميع تصميم محلي الصنع ، من الأفضل شراء المنتج النهائي من الشركات المصنعة الموثوقة.
