مولدات الكهرباء

ما هو جهاز مولد الكهرباء

مولد الكهرباء عبارة عن جهاز يعمل على تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربية، بدأ المولد الكهرباء القابل للاستخدام في عام 1831 باكتشاف عالم الفيزياء الإنجليزي (مايكل فاراداي) عن طريق اختراعه لمولد كهربائي بسيط للغاية. استغرق تطوير مولد كهرباء ديزل سنوات عديدة من التجارب والاختراعات التي لا تعد ولا تحصى من اجل تطوير المولدات من مولد كهرباء صغير الى مودلك كهرباء بشكله الذي وصل اليه الآن. كان الدافع وراء ذلك هو التكاليف الكبيرة والصعوبات العملية في تزويد المحركات الكهربائية بالطاقة من البطاريات. 

حدثت الطفرة الهائلة عند نقل الطاقة الكهربائية مع تطوير المولد وشبكة النقل الثلاثة. و مع نهاية القرن التاسع عشر حتى اليوم تم توسعة و تكبير مصادر الطاقة على نطاق متلاحق و متزايد باستمرار مع مولدات للجهد المتناوب ثلاثي الأطوار كمبدأ أساسي في تشغيل مولد الكهرباء. يمكن أن تتراوح مولد كهرباء صغير في الأداء من بضع واط (W) في المولدات المحمولة الخالية من البطاريات، إلى مولد كهرباء منزلي عدة مئات من الميجاوات (ميغاواط) في المولدات الكبيرة. يتم تشغيل أكبر مولد كهربائي العالم حتى الآن (2015) في محطة للطاقة النووية في الصين، تبلغ سعة كل منها 1750 ميجاوات.

• المولد الكهربائي

• افضل مولد كهرباء كاتم صوت

• مولد كهرباء هوندا

آلية عمل المولد الكهربائي

يعمل المولد الكهربائي على تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، ولذا فإن كل مولد يديره توربين أو محرك ديزل أو أي آلة تنتج طاقة ميكانيكية. حيث يدور مولد السيارة مثلاً بالمحرك نفسه الذي يدفع السيارة. كما و يشير المهندسون عادة إلى الأداة الميكانيكية التي تدير المولد بالمحرك الأساسي. ولكي نحصل على طاقة كهربائية إضافية من المولد يلزم للمحرك الأساسي أن يبذل طاقة ميكانيكية إضافية. فإذا كان المحرك الأساسي توربينًا بخاريًا، على سبيل المثال، يلزم زيادة سريان البخار في التوربين للحصول على كهرباء بكمية أكبر. عندما تدور ملف حول مجال مغناطيسي (أو مغناطيس حول ملف) تنتج طاقة كهربائية وهذا ما يعرف بالحث الكهرومغناطيسي وتستخدم في دوران ملف أو المغناطيس طاقة ميكانيكية فمولد الدراجة مثلا يستخدم قوة تدوير العجلة لإنتاج طاقة كهربائية تضئ مصباح الدراجة. 

أما في محطات توليد الكهرباء فتستخدم طاقات متجددة كالماء والرياح وغيرهما حيت يتم عمل توربينات كبيرة لتحويل قوة جريان الماء إلى كهرباء. و عندما يتم تحريك الجزء الدوار بالمولد الكهربي عن طريق عمود دوران موصل بالمحرك الأساسي، يتولد من ملفات الجزء الدوار مجال كهرومغناطيسي ينتقل إلى ملفات الجزء الثابت، و الذي بدوره يستقبل المجال الكهرومغناطيسي ليتحول إلى تيار كهربائي داخل الملفات الموزعة على ثلاثة أوجه بحيث تكون الزاوية بين كل وجه ووجه 120 درجة ن ثم ينتج عن ذلك ينتج تيار كهربائي منتظم على شكل موجات جيبية.

مكونات المولد الكهربائي

هناك جزأين رئيسيين من أي محرك مولد كهرباء، الجزء الأول ميكانيكي و الثاني جزء كهربائي:

الجزء الميكانيكي: 

و يتكون من العضو الثابت وهو الجزء الثابت في الآلة الكهربائية، و العضو الدوار: وهو الجزء المتحرك في الآلة الكهربائية.

الجزء الكهربائي:

و يتكون الجزء الكهربي من جزئين وهما:

 الإطار الحامل: 

وهو الذي يعمل على انتاج الطاقة في المولد الكهربائي، أو مولد التيار المتناوب، أو المحرك الكهربائي، تقوم ملفات الإطار الحامل بتوليد الطاقة الكهربائية في المحرك الكهربائي، والإطار الحامل أما أن يتم تركيبه على العضو الثابت، أو على العضو الدوار في الجزء الميكانيكي.

ملفات المجال: 

وهو الذي ينتج المجال المغناطيسي في المحرك، ويمكنه إنتاج مجال مغناطيسي للمولد الكهرباء أو لمولد التيار المتناوب عن طريق أي مغناطيسي دائم، وتوضع ملفات المجال أما على العضو الثابت أو على العضو الدوار في الجزء الميكانيكي.

ولأن كمية نقل الطاقة الكهربائية إلى دائرة ملفات المجال أقل بكثير من كمية نقلها إلى دائرة الإطار الحامل، فإن مولدات التيار المتردد دائمًا ما تكون ملفات المجال فيه على الجزء الثابت، والإطار الحامل على الجزء المتحرك. فقط كمية بسيطة من تيار ملفات المجال ينقل إلى الجزء المتحرك للبدء بتحريكه باستخدام حلقات الانزلاق، أما مكائن التيار المستمر فتتطلب وجود مبادل كهربائي على محور الجزء المتحرك، وذلك لتحويل التيار المتردد الناتج من الإطار الحامل إلى تيار مستمر، ولهذا فإن الإطار الحامل يكون على الجزء المتحرك.

أنواع أخري من المولدات:

المولد الكهربائي أحادي القطب: المولد أحادي القطب هو مولد كهربائي يتضمن لوحة أو أسطوانة موصلة للكهرباء تدور في مستوى عمودي على مجال مغناطيسي ثابت متجانس. يتم إنشاء فرق جهد بين مركز اللوحة والمحيط (أو نهايات الأسطوانة). يعتمد القطبية الكهربائية على اتجاه الدوران واتجاه المجال.

ومن المعروف أيضا أنها مولد أحادي القطب، مولد احلقي، لوحة دينامو، أو لوحة فاراداي. يتم شرح هذا النوع من المولدات بشكل أكبر، وعلى الرغم من أن النماذج السابقة لم تكن مناسبة جدًا لإنتاج كميات كبيرة من الطاقة، فإن نماذج اليوم تعد تطورًا إضافيًا ناجحًا. عادةً ما يكون الجهد منخفضًا، بترتيب عدة فولتات لنماذج العرض التوضيحي الصغيرة، لكن المولدات الكبيرة للبحث يمكن أن توفر عدة مئات من الفولتات.

مولد كهربائي MHD: 

مولد مغناطيسي يعمل عن طريق توليد طاقة كهربائية من حركة الغازات الساخنة عبر مجال مغناطيسي. يتم ذلك بدون استخدام الأجزاء الدوارة. تم تطوير مولدات MHD في الأصل لأن غاز العادم من مولد البلازما MHD في المرحلة التالية يمكن استخدامه لتسخين الغلايات في محطة طاقة بخارية. كان الغرض من مولد MHD هو تحقيق كفاءة أكبر لمحطات الطاقة البخارية.

مولد كهربائي أحادي الطور: 

تم استخدام المولدات أحادية الطور في وقت مبكر لكهربة السكك الحديدية بجهد متناوب منخفض التردد. اليوم، تمتلك العديد من البلدان مثل، سويسرا والنمسا وألمانيا والسويد والنرويج مصدر طاقة كهربائي للمسار بجهد 15 كيلو فولت 16.7 هرتز. و في سويسرا والنمسا وألمانيا يعد التوريد من المولدات أحادية الطور في محطات الطاقة الخاصة أمرًا شائعًا، بينما يتم التوريد في دول مثل السويد والنرويج عبر محولات متزامنة. بمعنى، يتم تغذية محرك ثلاثي الطور من شبكة النقل العامة ويشغل مولدًا أحادي الطور والذي بدوره يزود نظام سلسال. يتم تركيب هذا على نفس العمود مثل المولد ثلاثي الطور.

مولد كهربائي خطي: 

إن أبسط أشكال المولد الكهربائي الخطي هو المغناطيس الذي يتحرك عبر ملف من الأسلاك النحاسية. يتم إحداث تيار متناوب في الملف في كل مرة ينزلق فيها المغناطيس. يستخدم هذا النوع من المولدات الكهربائية، من بين أشياء أخرى، في بعض المصابيح اليدوية التي يتم تشغيلها يدويًا والتي يتم شحنها أثناء الاهتزاز. يشار إلى مجموعة منفصلة من محركات الاحتراق الداخلي بمحركات ذات مكبس حر. بالاقتران مع هذه المحركات، تم إنجاز الكثير من العمل لتطوير مولد خطي محتمل.

مولدات كهربية متغيرة السرعة ومولدات التردد الثابت: 

يتم تشغيل العديد من تطبيقات الطاقة المتجددة بواسطة الرياح والمد والجزر والأمواج لإنتاج الكهرباء. تعطي هذه المصادر تأثيرا بطبيعته متغير بدرجة كبيرة. هذا يعني أن المولد العادي سينتج جهدًا وترددًا غير منظمين، مما قد يمثل مشكلة لاستقرار النظام إذا كانت التأثيرات كبيرة، على سبيل المثال من مزرعة الرياح. وذلك تم تطوير مفاهيم المولدات الجديدة حيث يتم تغذية الآلة غير المتزامنة بشكل مزدوج، أي أن الجزء المتحرك به أيضًا ملفات يمكن توصيلها بشبكة خارجية عبر حلقات الانزلاق. من خلال توصيل الدوار بمحول التردد الذي يسحب الطاقة من شبكة النقل، يمكن فحص المجال المغناطيسي للدور. و بالتالي، يمكن أن تختلف سرعة الدوار، بينما تبعث أطراف المولد غير المتزامن المتصلة مباشرة بشبكة النقل جهدًا متزامنًا. أي أن المولد غير المتزامن يزود التيار والجهد بتردد ثابت ويساوي تردد شبكة النقل.

تصفح المواضيع التالية

مولدات الكهرباء - انواع مولدات الكهرباء 

مولد كهرباء فورد FG9250PE - اقوى مولد كهرباء في السعودية 

مولد كهرباء هوندا - سعر مولد كهربا هوندا

مولد كهرباء شاينراى - مولد قوي مانع للإنزلاق 

مولد كهرباء - صور عن المولد الكهربائي 

المولد الكهربائي - كيف يعمل المولد الكهربائي 

افضل مولد كهرباء كاتم صوت - مولد كهربي كاتم للصوت 

مولد كهرباء هوندا - افضل مولد كهربي