مفاهيم حول المولدات الكهربائية

مفاهيم حول المولدات الكهربائية
أنواع مولدات التيار المستمر:


1- المولد ذو المغناطيس الدائم:
تكون أقطاب هذا المولد عبارة عن مغناطيس دائم مصنوع من الصلب الذي يحتفظ بمغناطيسيته زمنا طويلا. و يستعمل هذا النوع فى بعض أجهزة القياس و في السيارات لأحداث الشرارة اللازمة لآلات الاحتراق الداخلي و في التليفونات و الدراجات( دينامو الدراجة)



2- المولدات ذات الأقطاب المغناطيسية الكهربية
و ينقسم إلي نوعين

أ- المولد ذو التغذية المستقلة (الخارجية)
و فيه يتم تغذية الاقطاب من مصدر كهربائي خارجي كبطارية او مولد تيار مستمر اخر و تستخدم هذه الطريقة في المعامل الدراسية و فى تغذية مغذى مولدات التيار المتغير فى محطات القوى الكهربية و يجب ألا ينقطع تيار التنبيه فجأة لان ملفات التنبيه تتمتع بمحادثة كبيرة مما قد يؤدى إلى ظهور قوة دافعة كهربية كبيرة مستنتجة بالحث الذاتي عن فصل دائرة التنبيه و تشكل هذه القوة الدافعة الكهربية خطر كبيرا على سلامة العزل لملفات التنبيه كما أنها تؤدى إلى حدوث شرر كهربي شديد بين الملامسات الجاري فصلها .



ب- المولدات ذات التغذية النفسية ( الذاتية):
تتغذى أقطاب هذه المولدات من نفس التيار المستمر من المنتج و تعتمد هذه الطريقة في تغذية ملفات الأقطاب على المغناطيسية المتبقية الموجودة في الأقطاب نفسها نظرا لان هذه الأقطاب تصنع من معادن مغناطيسية تحتفظ بالمغناطيسية لمدة طويلة . فعندما تدور الآلة المحركة ويدور معها المنتج تقطع موصلات المنتج خطوط المغناطيسية المتبقية و على هذا يستنتج جهد ضعيف يتناسب مع عدد الخطوط المغناطيسية الموجودة يعمل على مرور تيار صغير فى ملفات الأقطاب فيعمل على توليد خطوط قوى مغناطيسية جديدة تضاف الى الخطوط التي كانت متبقية فتزداد قيمة الجهد المستنتج و تزداد بالتالي قيمة التيار المار بملفات الأقطاب وتزداد شدة المجال حتى يصل تيار ملفات الأقطاب إلى القيمة اللازمة لإيجاد حالة التشبع المغناطيسي .

و يتم التغذية بثلاث طرق
1- توصيل ملفات الاقطاب بالتوالى مع المنتج و يسمى في هذه الحالة بمولد التوالي


2- توصيل ملفات الاقطاب بالتوازي مع المنتج و يسمى في هذه الحالة بمولد التوازي.



3- توصيل جزء من ملفات الاقطاب بالتوالي مع المنتج و الجزء الاخر بالتوازي و يسمى فى هذه الحالة بالمولد المركب .



اولا: مولد التوالي:
فى هذا النوع من المولدات تتصل ملفات التنبيه (الأقطاب) بالتوالي مع ملفات عضو الاستنتاج و الدائرة الخارجية و بذلك يمر تيار الحمل عن طريق ملفات الأقطاب Ie=IL))
من اجل هذا يجب أن تكون مقاومة ملفات الأقطاب صغيرة ( أسلاكها كبيرة المقطع و قصيرة الطول ) لكي تكون الطاقة المفقودة فيها صغيرة و نلاحظ انه رغم تقليل الأسلاك فى الطول الا اننا نحصل على مقدار الاثارة اللازمة لان التيار الذي يمر بهذه لاسلاك هو تيار الدائرة الخارجية الذي يكون كافيا لايجاد الامبير لفات اللازم



خواص مولد التوالي:
1- المولد لا يعطى جهد و الدائرة مفتوحة حيث يكون تيار التنبيه الذي يساوى تيار الحمل مساةي للصفر



2- قد تظهر فولتيه صغيرة جدا ( لا تتعدى اربعة فولت ) على اطراف المنتج عندما تكون الدائرة مفتوحة و ذلك بسبب وجود المغناطيسية المتبقية في الاقطاب .
3- يزداد الجهد بزيادة تيار الحمل زيادة بطيئة حتى درجة التشبع للاقطاب و بعد ذلك اذا زاد الحمل يقل الفولت على طرفى الحمل لزيادة الهبوط فى الجهد نتيجة رد فعل الاستنتاج و مفاقيد اسلاك المنتج و الفرش و اسلاك التنبيه و لهذا يقل التيار فى حالات حدوث القصر
4- الحمل الحرج للمولد :
هو الحمل الذي تتولد عنده قيمة لرد فعل عضو الاستنتاج تسبب الزوال الذاتي للمغناطيسية

استخدام مولد التوالي:
1- يستخدم كمولد مستقل يراعى تحميلة بصفة مستمرة و منتظمة

3- انارة المصابيح و في وحدات اللحام بالكهرباء
4- يستعمل فى السكك الحديدية

العلاقة بين E.M.F المستنتجة و فرق الجهد على طرفي المولد

تيار المنتج = تيار الحمل Ia=IL
E=u+Ia(Ra+Rb+Re-f) volts

حيث E = القوة الدافعة الكهربية المتولدة , U = الجهد على اطراف الفرش , Ia = تيار عضو الاستنتاج , Ra= مقاومة عضو الاستنتاج ,Rb = مقاومة الفرش , Re-f=مقاومة ملفات تنبيه التوالي.

اى ان القوة الدافعة الكهربية المتولدة = الجهد + تيار المنتج (مقاومة المنتج+ مقاومة الفرش+ مقاومة ملفات تنبيه التوالي)


مولد التوازي :
فى هذا النوع من المولدات تتصل ملفات الاقطاب بالتوازي مع عضو الاستنتاج و الدائرة الخارجية كما فى الشكل التالى
اى ان تيار المنتج Ia ينقسم الى جزئين يمر الجزء الاكبر الى الدائرة الخارجية اى الى الحمل IL و الجزء الاصغر Ie يمر في ملفات الاقطاب و لذلك تصنع ملفات التنبيه لاقطاب من سلك مساحة مقطعة صغيرة و عدد لفاته كبيرة حتى يعطى الامبير لفة اللازمة للاثارة.



تنظيم جهد مولد التوازي:

وذلك بواسطة التحكم في تيار الإثارة للأقطاب حيث توفر مقاومة متغيرة بالتوالي مع ملفات التوازي للأقطاب



خواص مولد التوازي:
1 - يكون الجهد v على طرفى المولد اكبر ما يمكن عند حالة اللاحمل ( عدم التحميل )
2-يقل الجهد على طرفي الحمل كلما زاد تيار الحمل وذلك نتيجة وجود الجهد في ملفات عضو الاستنتاج و نتيجة رد فعل عضو الاستنتاج و يعتبر هذا المولد ذو جهد ثابت عند حدود معينة للتحميل
3- الحمل الحرج :
هو قيمة تيار الحمل الذي إذا زاد عن تيار الحمل ( بتقليل مقاومة الحمل ) يهبط الجهد و التيار بعدها نحو الصفر و الحمل الحرج هو عند نقطة b على المنحنى و التي تعرف بنقطة الانكسار و نلاحظ أن الجزء الفعال على المنحنى هو حتى النقطة b

استعمال مولد التوازي:

1- يستخدم في محطات القوى الكهربية كمغذيات
2- يستخدم في شحن البطاريات
3- يستخدم في الإنارة


العلاقة بين e.m.f المستنتجة و فرق الجهد على طرفى مولد التوازي :

تيار المنتج = تيار الحمل + تيار تنبية ملفات التوازي

Ia=IL+Ic -d
E = V + IaRa +IaRd volt

حيث Ie=Ic-d= تيار تنبية التوازي