ژنراتورها

ژنراتورها همواره یکی ازمهمترین عناصر شبکه قدرت بوده و نقش کلیدی در تولید انرژی و کاربرد های خاص دیگر ایفاء کرده است . ساخت اولین نمونه ژنراتور (سنکرون) به انتهای قرن 19 بر می گردد. مهم ترین پیشرفت انجام شده در آن سال ها ساختن اولین خط بلند انتقال سه فاز از " لافن " به " فرانکفورت " بود. در کانواین تحول، یک هیدرو ژنراتور سه فاز 210 کیلووات قرار گرفته بود. به جای مشکلات موجود در جهت صعود ظرفیت و سطح ولتاژ ژنراتورها،درطول سالهای بعد تلاشهای گسترده ای برای رسیدن به این هدف صورت گرفت. محدودیت ها در جهت صعود و سطح ولتاژ ژنراتورها،ضعف بازده سیستم های عایقی و نیز روشهای خنک سازی بود .درراستای رفع این محدودیت ها ترکیب مختلف عایق های مصنوعی،استفاده از هیدروژن برای خنک سازی و بهینه سازی روش های خنک سازی با هوا نتایج موفقیت آمیزی را داشت به نحوی که امروزه ظرفیت ژنراتورها به بیش از 1600بیشتر شدن یافته است. در جهت بیشتر شدن ولتاژ ،اختراع پاور فرمر در انتهای قرن بیستم توانست سقف ولتاژ تولیدی را تا حدود سطح ولتاژ انتقال صعود دهد. به نحوی که برخی محققان معتقدند در سالهای نه چندان دور،دیگر نیازی به استفاده از ترانسفورماتورهای افزاینده نیروگاهی نیست.

در ادامه در روز جاریه تکنولوژی ژنراتورهای بزرگ رسانا بسیار مورد توجه است،انتظار میرود با گسترش این تکنولوژی در ژنراتورهای آینده،ظرفیت های بالاتر در حجم کمتر قابل دسترسی باشند. ژنراتورها :ماشین هایی هستند که انرژی مکانیکی را از محرک اصلی به یک توان الکتریکی در ولتاژ و فرکانس خاصی تبدیل می نماید.کلمه سنکرون به این حقیقت اشاره دارد که فرکانس الکتریک این ماشین با سرعت گردش مکانیکی شفت قفل شده است،ژنراتور سنکرون برای تولید بخش اعظم توان الکتریکی در سرتاسر جهان به کار میرود.

دو اصل فیزیکی با کارایی ژنراتورها وجود دارد: اولین اصل فیزیکی ،اصل القائی الکترومغناطیسی کشف شده توسط مایکل فاراده دانشمند بریتانیایی است. اگر یک هادی در یک میدان مغناطیسی حرکت کند یا اگر طول یا حلقه ی القائی ساکنی جهت تغییر استفاده شود، یک جریان ایجاد میشود یا القاء میشود. اگر یک جریان از میان یک کنتاکتور که در میدان مغناطیسی قرار گرفته،عبور کند میدان،نیروی مکانیکی بر آن وارد میکند.

ژنراتورها دارای دو اصل هستند: قسمت ها و میدان که آهنربای الکترو مغناطیسی با سیم پیچ هایش و آرمیچر و ساختاری که از کنتاکتور حمایت می کند و کار قطع میدان مغناطیسی وحمل جریان القاء شده به ژنراتور یا موتور را دارد است . آرمیچر معمولا" هسته ی نرم آهنی اطراف سیم های القائی که دور سیم پیچ ها پیچیده شده اند،است .

ژنراتورها از دو قسمت تشکیل شده اند: قسمت متحرک را رتور، و قسمت ساکن آن را استاتور می گویند . رتورها نیز از نظر ساختمان دو دسته اند: ماشین های قطب صاف وماشین های قطب برجسته.

علاوه بر این ژنراتورها بسته به آنکه نوع وسیله گرداننده رتور آنها نوع توربینی باشد به صورت زیر تقسیم می شوند:

1) توربین ژنراتورها: دراین وسیله گرداننده رتور،توربین بخار است و چون توربین بخار از خانواده ماشین های تند گرد است بنابراین توربو ژنراتور دارای قطبهای صاف بوده واین ماشین توانائی ایجاد دورهای بسیار بالا را در قدرت های زیاد دارد امروزه اغلب توربو ژنراتورها را دو قطبی میسازند چون با بیشتر شدن سرعت گردش کار توربین های بخار باصرفه ترو ارزانتر تمام میشود.

2) هیدرو ژنراتورها : درآن وسیله گرداننده رتور توربین آبی است و چون توربین آبی دارای دور کم است بنابراین هیدرو ژنراتور دارای قطب برجسته بوده و دارای سرعت کم میباشد.

3) دیزل ژنراتورها :

در قدرت های کوچک و اضطراری وسیله گرداننده رتور دیزل است که در این مورد هم قطبهای رتور آن برجسته میباشد.