ژنراتور مگنتی (مغناطیس دائم ) چیست ؟

۱۴۰۴/۱۰/۲۷ شنبه

(1)

(0)

ژنراتور مغناطیسی (Magnetic Generator) که معمولاً به آن مولد الکتریکی (Electric Generator) یا دینام نیز گفته می‌شود، دستگاهی است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.

این تبدیل بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی (Faraday’s Law of Electromagnetic Induction) صورت می‌گیرد.

مجموعه بنیاد الکتریک در زمینه تولید و عرضه ژنراتورهای مگنتی با دور پایین با دورهای 100 دور250 دور و 300 دور و 500 دور در دقیقه اقدام به تولید ژنراتور مگنتی از توان 500 وات تا 200 کیلو وات می نماید که می توانید جهت مشاوره و راهنمایی با شماره تلفن درج شده در سایت در تماس باشید
ساختار اصلی ژنراتور

یک ژنراتور ساده از دو جزء اصلی تشکیل شده است:

استاتور (Stator): بخش ثابت ژنراتور.
روتور (Rotor): بخش متحرک ژنراتور که انرژی مکانیکی (مثلاً از طریق توربین یا موتور) را دریافت می‌کند.

اجزای کلیدی دیگر عبارتند از:

    سیم‌پیچ‌ها (Windings/Coils): سیم‌های مسی که برای القای ولتاژ در آن‌ها، میدان مغناطیسی برش داده می‌شود.
    میدان مغناطیسی (Magnetic Field): توسط آهنرباهای دائمی یا تحریک سیم‌پیچ‌های میدان (الکترومغناطیس‌ها) تولید می‌شود.
    منبع انرژی مکانیکی (Prime Mover): ماشینی که روتور را به چرخش درمی‌آورد (مانند موتور دیزل، توربین بخار، یا باد).

اصل عملکرد (قانون فارادی)

هنگامی که روتور می‌چرخد، سیم‌پیچ‌های آن (یا میدان مغناطیسی) نسبت به یکدیگر حرکت نسبی دارند. بر اساس قانون فارادی:

E=−NdΦBdt
E=−NdtdΦB

که در آن:

    EE: نیروی محرکه الکتریکی (ولتاژ) القا شده.
    NN: تعداد دور سیم‌پیچ.
    dΦBdtdtdΦB: نرخ تغییر شار مغناطیسی (ΦBΦB) بر حسب زمان (tt).

به عبارت ساده، حرکت دادن یک رسانا (سیم‌پیچ) در داخل یک میدان مغناطیسی (یا حرکت میدان مغناطیسی نسبت به رسانا)، باعث القای جریان و ولتاژ در آن رسانا می‌شود.

انواع ژنراتور بر اساس خروجی

ساختار داخلی بسته به نوع جریان خروجی متفاوت است:

ژنراتور جریان متناوب (AC Generator) یا آلترناتور (Alternator):

ولتاژ تولیدی به طور مداوم جهت خود را تغییر می‌دهد (موج سینوسی).
به طور معمول از کموتاتور حلقه‌لغزان (Slip Rings) برای انتقال جریان خروجی از روتور استفاده می‌کند.

ژنراتور جریان مستقیم (DC Generator) یا دینام:

ولتاژ تولیدی یکسو شده و جهت ثابتی دارد.
از یک کموتاتور (Commutator) یا کلکتور تقسیم‌شده استفاده می‌کند که به طور مکانیکی جهت جریان را در لحظه مناسب معکوس کرده و آن را به جریان DC تبدیل می‌کند.

مزایای کلیدی ژنراتور مغناطیس دائم دور پایین

این نوع ژنراتور به دلایل زیر به سرعت در حال تبدیل شدن به انتخاب اول برای سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر کوچک مقیاس است:

    راندمان بسیار بالا: به دلیل عدم وجود تلفات در سیستم تحریک و تلفات ناشی از جاروبک‌ها (Brushless)، راندمان این ژنراتورها به خصوص در بارهای جزئی، بسیار بالاتر از مدل‌های سنتی است.
    حذف گیربکس و اتصال مستقیم (Direct Drive): مهم‌ترین مزیت دور پایین بودن، امکان اتصال مستقیم شفت ژنراتور به پره‌های توربین بادی یا توربین آبی است. این کار نیاز به گیربکس را حذف می‌کند که نتیجه آن:
        کاهش شدید هزینه‌های نگهداری: گیربکس‌ها نیاز به روغن‌کاری و تعمیرات دوره‌ای دارند.
        افزایش قابلیت اطمینان: حذف یک جزء مکانیکی پیچیده، احتمال خرابی سیستم را کاهش می‌دهد.
        کاهش وزن و اندازه کلی سیستم.
        عملکرد بسیار بی‌صدا.
    عمر طولانی و استهلاک کم: به دلیل نداشتن قطعات در حال تماس مانند جاروبک‌ها و عدم وجود گیربکس، این ژنراتورها عمر بسیار طولانی‌تری دارند و تقریباً بدون نیاز به نگهداری هستند.
    شروع به کار در سرعت‌های پایین: این ژنراتورها می‌توانند در سرعت باد یا جریان آب بسیار کم نیز شروع به تولید برق کنند، که باعث افزایش کل انرژی تولیدی در طول یک دوره زمانی می‌شود.
    اندازه فشرده و وزن کمتر: نسبت به توان خروجی مشابه در ژنراتورهای سنتی، مدل‌های مغناطیس دائم سبک‌تر و کوچک‌تر هستند.

۳. کاربردهای اصلی ژنراتور مگنتی

این ژنراتور یک انتخاب ایده‌آل برای کاربردهای زیر است:

    توربین‌های بادی کوچک مقیاس: بهترین و اصلی‌ترین کاربرد آن برای توربین‌های بادی با محور افقی یا عمودی است که برای تأمین برق خانگی، ویلا، باغ یا مزارع استفاده می‌شوند.
    توربین‌های آبی میکرو و پیکو: اگر به یک رودخانه، نهر یا کانال آب با جریان و اختلاف ارتفاع مناسب دسترسی دارید، این ژنراتور می‌تواند با اتصال به یک توربین آبی کوچک، به طور مداوم برق تولید کند.
    سیستم‌های برق هیبریدی: می‌توان آن را در کنار پنل‌های خورشیدی در یک سیستم هیبریدی استفاده کرد. در این حالت، توربین بادی/آبی در شب‌ها یا روزهای ابری، کمبود انرژی خورشیدی را جبران می‌کند.
    پروژه‌های تحقیقاتی و آموزشی: به دلیل سادگی و کارایی بالا، ابزار مناسبی برای آموزش مفاهیم انرژی‌های تجدیدپذیر در دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی است.

- دائم کار بودن :اصلی ترین مزیت ژنراتورهای مگنتی توانایی دائم کار بدون آنها می باشد که برترین مزیت این ژنراتورهای محسوب می گردد. که به آنها ژنراتور دائم کار نیز می گویند .

ژنراتور مگنتی و مزایای آن :

ژنراتور آهنربای دائم دستگاهی است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند . در این دستگاه سیم پیچ های روتور با آهنربای دائمی جایگزین شده است . این دستگاه ها به منبع جداگانه برای تحریک نیاز ندارند. این ماشینها جایگزین های برتری برای موتورهای القایی سنتی هستند که می توانند با توربین ها، دیزل ژنراتور ها کوپل شوند . مزیت مهم و دیگر این ژنراتورها این است که به محیط کاری خاصی نیاز ندارند و از این رو می توانید در ماشین های بادی و آبی استفاده شوند .

ژنراتورهای آهنربای دائمی (PMG) می تواند یک ماشین ولتاژ dc با برس ها و کلکتور چرخشی یا اغلب یک ماشین چند فازی همزمان ACباشد . در حالی که میدان مغناطیسی استاتور و روتور با سرعت یکسانی در حال چرخش هستند . این مزیت موجب می شود تلفات تحریک در روتور حذف گردد ، تلفات کاهش یافته باعث افزایش دمای کمتر در ژانراتور می شود ، به این معنی که می توان از یک سیستم خنک کننده کوچکتر و ساده تر ( برخلاف سایر مدل ژانراتورها ) استفاده کرد .

یک ژنراتور مگنتی تلفات رتور را 20 تا 30 درصد کاهش می دهد . بنابراین ما یک سیستم بسیار خنک تر به دست می آوریم . این کاهش دما باعث کاهش دمای یاتاقان ها و در نتیجه بهبود قابلیت اطمینان و طول عمر یا تاقانها می شود .پیشرفت های اخیردر فناوری ژنراتورهای مگنتی با بهبود قابل توجه مواد مغناطیسی در طول دهه گذشته امکان پذیر شده است و یک قطعه کوچک از آهن نئودیمیم بور 10 برابر قوی تر از نمونه های سنتی ساخته شده از فریت است .

تقاضا برای این دستگاه ها روز به روز در حال افزایش می باشد. با افزایش هزینه برق مردم به دنبال منبع جایگزین انرژی هستند وژنراتورهای مگنتی گزینه مناسبی می باشند . کارشناسان محیط زیست استفاده از ژنراتورهای مگنتی را توصیه می کنند زیرا تاثیر آلودگی را تا 50% کاهش می دهد .

همانطور که در این مقال مطرح کردیم؛ ژنراتور مگنتی یکی از انواع ژنراتورهای الکتریکی است که از مغناطیس برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می‌کند. این دستگاه با حرکت دادن یک میدان مغناطیسی نسبت به سیم‌پیچ‌ها، جریان الکتریکی ایجاد می‌کند. این فرآیند، شناخته شده به عنوان القای الکترومغناطیسی، امکان استفاده از انرژی مغناطیسی را برای تولید برق مستقیماً فراهم می‌آورد. ژنراتورهای مگنتی به دلیل کارایی بالا، هزینه نگهداری خیلی کم و توانایی تولید انرژی پاک، در میان صنایع مختلف از جمله تولید انرژی تجدیدپذیر و سیستم‌های بکاپ برقی محبوبیت زیادی دارند. این تکنولوژی نه تنها به افزایش کارآمدی و پایداری سیستم‌های تولید انرژی کمک می‌کند بلکه گزینه‌ای امیدوارکننده برای آینده انرژی پاک محسوب می‌شود.

نام گالری فیلم و نام ویدیو