دینام یا ژنراتور

دینام یا ژنراتور :

دینام یک ابزار مولد برق می باشد و در هنگامی که موتور روشن می شود آرمیچر دینام که یک سیم پیچ الکتریکی می باشد در میدان مغناطیسی پوسته دینام و در اطراف محور خود می چرخد و به این وسیله برق تولید می کند. به دلیل این که برق باتری جهت موتور و سایر بخش هایی نظیر چراغ ها، بخاری، استارتر، کولر و دیگر تجهیزات خود رو که نیاز به برق دارند کافی نمی باشد همچنین به دلیل پر شدن شارژ باتری از دینام استفاده می شود.

ساختار دینام:

دینام از یک رویه فلزی، دو عدد بالشتک، بوش، آرمیچر، کلکتور، فولی و تعدادی زغال ساخته شده است. به عنوان مثال در خودرو به کمک آمپر متر، جریان برق دینام که به باتری می رود را نمایش می دهد. در صورتی که دینام با اشکال مواجه شود لامپ قرمز کوچکی در کنار آمپر دینام روشن می شود.

می توان گفت دینام یک مولد الکتریکی می باشد که به وسیله کموتاتور جریان مستقیم ایجاد می کند. دینام از ابتدایی ترین ابزاری بوده است که جهت تامین برق کارخانه ها مورد بکار گرفته شده است. بنابراین با توجه به شکل و طراحی دینام درابزارهایی مانند موتور الکتریکی ، کنورتیسور دوار برقی و مولد همزمان نیز استفاده می شود.

عملکرد دینام چگونه می باشد:

دینام از کویل دوار مسی و میدان مغناطیسی جهت تبدیل چرخش مکانیکی به جریان مستقیم پالسی با استفاده از قانون القای فارادی ایجاد می شود. هر دینام از یک ساختار ثابت با نام استاتور تشکیل شده است که میدان مغناطیسی یکنواخت تولید می کند و مجموعه ای شامل سیم پیچ دوار با نام آرمیچر در داخل این میدان درحال گردش می باشند. بنابراین حرکت سیم در میدان مغناطیسی موجب می شود که میدان بر الکترون های داخل فلز قشار تحمیل کند و یک جریان الکتریکی در سیم ایجاد شود.

بر اساس قانون فارادی ، القا جریان در روتور می تواند در ماشین آلات برقی و شارژ باتری مورد استفاده قرار بگیرد.

از منابع احتمالی انرژی الکتریکی می توان به :

موتور بخار
آب در حال سقوط از طریق توربین یا چرخ چاه
موتور احتراق داخلی
موتور دیزل
هندل گردانده دست
توربین بادی
هوای فشرده
انرژی خورشیدی و سایر امور دیگر نام برد.

باید دانست که ژنراتور الکتریکی اساس و پایه جامعه پیشرفته الکتریکی می باشد.

در ماشین های سبک، میدان مغناطیسی ثابت به وسیله یک یا چند آهن ربای دائمی ایجاد می شود. در صورتی که در ماشین های بزرگ تر که دارای میدان مغناطیسی ثابت هستند به کمک مغناطیس های الکتریکی که توسط سیم پیچ میدان نامگذاری شده است ایجاد می شود. از دینام در حال حاضر صرفا برای کاربری های کم توان استفاده می شود. معمولا از دینام برای ولتاژ پایین DC استفاده می شود زیرا یک آلتراناتور همراه با یک سو ساز نیمه رسانا امکان دارد در این زمینه کارایی لازم را نداشته باشد.

در حال حاضر دینام ها به شکل آلترناتور در بازار موجود می باشند زیرا به جهت قیمت، اطمینان بیشتر و بهره وری فراوان نسبت به انواع بزرگ تر جایگاه بهتری دارند.

ظهور آلترناتور و جایگزین شدن به جای دینام ژنراتور:

یکی از معضلات دینام وجود جریان مستقیم می باشد، بنابراین دینام در دور پایین موتور نمی تواند باتری را شارژ کند.

در حال حاضر برق باتری ماشین توسط مصرف کننده های الکتریکی زیادی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین ترافیک سنگین موجب می شود که موتور خودرو تا چند ساعت در جا کار کند همین امر باعث پایین شدن دور دینام می شود به این ترتیب دینام در این شرایط با جریان مستقیم قادر به شارژ کردن باتری نمی شود و همین امر باعث خارج شدن دینام از دنیای صنعت و ماشین افزار ها شده است. امروزه از دینام های آلترناتور استفاده می شود. عملکرد دینام آلترناتور بر اساس دینام جریان مستقیم می باشد.

مبنای فعالیت آلترناتور بر اثر قطع خطوط قوای مغناطیسی است که باعث ایجاد جریان القایی می شود.

تفاوت دینام جریان مستقیم در آهن ربای پیچیده و تثبیت شده در دور بدنه دینام است که سیم پیچ ها باعث تولید جریان داخل حوزه مغناطیسی می شوند. برخلاف دینام های آلترناتور که آهن ربا دوار می باشد و سیم پیچ های مولد جریان ثابت هستند. به آهن ربای دوار در اصطلاح وتور و سیم پیچ ثابت استاتور می گویند.

آلترناتور:

تفاوت آلترناتور با مولد دائمی در نحوه گرفتن جریان از کلاف های مولد می باشد. به آلترناتور جریان متناوب آلترناتور می گویند. امروزه بیشترین انرژی الکتریکی توسط آلترناتور ها ایجاد می شود. میزان جریان متناوب در هر زمان بین صفر و حداکثر متغیر می باشد و جهت آن با علائم مثبت و منفی نمایش داده می شود. وقتی میزان حداکثر جریان متناوبی برابر ۱۰۰ آمپر باشد به مقدار ۷۰/۷ آمپر جریان دائم ایجاد حرارت می کند. هنگامی که دو فشار الکتروموتوری متناوب به میزان حداکثر خود برسد در اصطلاح می گویند با یکدیگر اختلاف فاز دارند.

آلترناتوردو فاز دارای ۲ کلاف می باشد و با یکدیگر زاویه ۹۰ درجه می سازد. فشارهای الکتورموتوری کلاف آلترناتور دو فاز ۹۰ درجه با همدیگر اختلاف فاز دارند.

آلتراناتورهای ۳ فاز نیز دارای دو کلاف هستند که با یکدیگر زاویه ۱۲۰ درجه تشکیل می دهند. فشار الکتروموتور کلاف آلترو ناتور سه فاز با زاویه ۱۲۰ درجه با همدیگر اختلاف فاز دارند. کلاف های آلترناتور سه فاز را می توانیم با اشکال ستاره یا مثلث به همدیگر متصل کنیم.

کموتاسیون چیست؟

کموتاتور جهت تولید جریان مستقیم استفاده می شود. وقتی که یک حلقه سیم حول یک میدان مغناطیسی می چرخد پتانسیل القا شده در آن در هر نیم چرخش به شکل معکوس می شود که این امر باعث ایجاد جریان متناوب می شود.

در گذشته از جریان متناوب برای امور محدود مثلا برای آب کاری به وسیله جریان مستقیم یا به وسیله باتری های مایع کثیف ایجاد می شد. بنابراین دینام به جای باتری اختراع شد. می توان گفت کموتاتور یک سوئیچ گردان است که شامل مجموعه ای از اتصالات نصب شده بر روی شافت ماشین می باشد .همچنین به همراه اتصالات بلوک گرافیتی ثابت با نام جاروبک می باشد. وقتی اتصال سیم پیچ به مدار خارجی در زمان پتانسیل معکوس ایجاد شود،کموتاتور می تواند به عنوان معکوس کننده جریان متناوب را به جریان پالسی مستقیم تبدیل کند.

تحریک:

در گذشته از دینام برای ایجاد میدان مغناطیسی از آهن ربای دائمی استفاده می شد که به این نوع ابزار، ماشین مغناطیسی – الکتریکی یا مگنتو گفته می شد. در حال حاضر می توان میدان مغناطیسی قوی تر و بزرگ تر را به کمک آهن ربای الکتریکی و سیم پیچ میدان در استاتور ایجاد کرد که به نام ماشین دینام الکتریکی یا دینام نامیده می شود. کویل میدان استاتور می تواند خود عامل محرک باشد که با جریان ایجاد شده توسط خود دینام تولید شود یا به شکل تحریک جداگانه به وسیله یک دینام کوچک تر تحریک شود.

مطالب مرتبط: