بررسی مقایسه بین آلترناتور و ژنراتور
آلترناتور ( مولد ) و ژنراتور هر دو دستگاه های مکانیکی هستند که انرژیِ مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. جدای از آن، این دو قطعه دارای برخی مشخصات متفاوت هستند. نکته‌ی اساسی که مولد و ژنراتور را از هم متمایز می‌کند این است که در آلترناتور، میدان مغناطیسی به دور یک آرمیچر ثابت می‌چرخد، و در ژنراتور، آرمیچر در داخل میدان مغناطیسی ثابت می‌چرخد.
فرآیند تولید برق
برق با استفاده از قانون فارادی القای مغناطیسی تولید می‌شود. این قانون اشاره دارد که اگر یک هادی در داخل یک میدان مغناطیسی قرار بگیرد که دائماً در حال تغییر است، جریان (EMF) در آن القا می‌شود.
آلترناتور و ژنراتور ( مولد ) هر دو از اصول یکسانی برای تولید جریان الکتریکی استفاده می‌کنند. جریان با تغییر میدان مغناطیسی بر روی یک هادی تولید می‌شود.
با این همه، دو روش برای انجام این کار وجود دارد. میدان مغناطیسی (در داخل محفظه) به دور هادی ثابت می‌چرخد، و یا هادی (به شکل هسته‌ی مستطیلی) در داخل یک میدان ثابت چرخش داده می‌شود. در هر دو حالت، خطوط میدان مغناطیسی متلاقی با خطوط هادی تغییر کرده و باعث ایجاد جریان الکتریکی در هادی می‌شود.بخشی از آهنربا که می‌چرخد روتور و بخشی که ثابت است استاتور نامیده می‌شود.
آلترناتور چیست؟
آلترناتور یا مولد یک دستگاه مکانیکی است که انرژی مکانیکی ایجاد شده توسط محرک اولیه را به انرژیِ الکتریکی AC تبدیل می‌کند.آلترناتور نوعی ژنراتور است که در آن میدان مغناطیسی (روتور) به دور آرمیچر (استاتور) می‌چرخد.
میدان مغناطیسی یا توسط مغناطیس دائم و یا توسط الکترومغناطیس و با استفاده از تغذیه‌ی DC تولید می‌شود. الکترومغناطیس درون محفظه به دور آرمیچر (سیم‌پیچ‌های هادی) قرار گرفته است. میدان مغناطیسی به روشی می‌چرخد (توربین‌های بخار، توربین‌های گازی، و موتورها احتراق) که با نام محرک اصلی شناخته می‌شود. چرخش آن باعث می‌شود نقاط تلاقی میدان مغناطیسی با هادی‌های آرمیچر تغییر کند. در نتیجه، در آرمیچر جریان الکتریکی القا می‌شود.
آرمیچر جریان الکتریکی را از طریق براش به بار خروجی تغذیه می‌کند. چون آرمیچر ثابت است، براش‌ها فرسوده نمی‌شوند. بنابراین، طول عمر مکانیکی آن افزایش یافته و نیاز به تعمیر و نگهداری در آن کاهش پیدا می‌کند.
میدان مغناطیسیِ دوّار، به صورت پیوسته قطب خود را تغییر می‌دهد (شمال و جنوب)، و باعث می‌شود تغییر پیوسته‌ای در جهت جریان القا شده ایجاد شود. این باعث می‌شود که خروجیِ آلترناتور همیشه جریان متناوب باشد.
آلترناتور در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کند. آلترناتورها نسخه‌ی بهینه و به‌روز شده ی ژنراتور (مولد ) هستند که به هنگام نیاز انرژی تولید می‌کنند (به بار بستگی دارد). بنابراین، باتری‌های خودرو به دلیل شارژ اضافی از بین نمی‌روند (زیرا آلترناتور دیگر انرژی تغذیه نمی‌کند). بنابراین، آلترناتور انرژی هدر نمی‌دهد.آلترناتور را نمی‌توان برای شارژ باتریِ کاملاً خالی به کار برد.
ژنراتور چیست؟
ژنراتور یک دستگاه مکانیکی است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی (برق) AC یا DC تبدیل می‌کند.در ژنراتور، محفظه خارجی پیرامون آرمیچر یا از مغناطیس دائم و یا الکترومغناطیس ثابت ساخته شده است که با نام استاتور نامیده می‌شود. آرمیچر از دو سیم‌پیچ برای هادی‌ها تشکیل شده است که به دور محور خود در داخل میدان مغناطیسی ایستا می‌چرخند. به دلیل آرمیچر دوّار، خط متلاقی میدان مغناطیسی با هادی‌ها تغییر می‌کند. بنابراین، در آرمیچر متحرک جریانی القا می‌شود.
آرمیچر یا با استفاده از اسلیپ رینگ و یا با استفاده از کموتاتور متصل می‌شود. هر دوی آن‌ها جریان الکتریکی (که به صورت پیوسته جهت خود را تغییر می‌دهند) را از آرمیچر چرخنده به مدار خروجی استاتیک منتقل می‌کنند. اما اسلیپ رینگ دارای ارتباط دایره‌ای کامل است که امکان انتقال پیوسته‌ی جریان الکتریکی از یک محور چرخنده را فراهم می‌کند، و باعث ایجاد جریان متناوب AC می‌شود. از طرف دیگر، کموتاتور حداقل ۲ ترمز دارد، که جهت جریان را پس از هر نیم چرخش تغییر می‌دهد، و جریان خروجی در یک جهت باقی می‌ماند که به آن جریان مستقیم یا DC گفته می‌شود.
این نوع موتور به صورت پیوسته و حتی بدون نیاز انرژی ارائه می‌کند. برای همین است که بهره‌ی کمتری نسبت به آلترناتور دارد. اما می‌تواند هم AC و هم DC تولید کرده و در طول عملیات ولتاژ خروجی ثابت باقی می‌ماند. بنابراین، ژنراتور برای تغذیه‌ی پشتیبان در خانه‌ها، اداره‌ها، محل ساخت و ساز و غیره عالی است. ژنراتور را می‌توان برای شارژ باتریِ کاملاً خالی استفاده کرد.
تفاوت های اصلی میان آلترناتور و ژنراتور
- آلترناتور وسیله ای است که انرژی مکانیکی ایجاد شده توسط یک محرک اولیه را صرفا به یک منبع توان AC تبدیل می کند، در حالی که ژنراتور انرژی مکانیکی را به هر دو منبع توان AC و DC تبدیل می نماید.
- آلترناتور فقط قادر به تولید توان AC است، در حالی که ژنراتور قادر به تولید هر دو توان AC و DC خواهد بود. در ژنراتور جریان AC القا شده را می توان توسط کموتاتور به یک جریان DC تبدیل کرد.
- آلترناتور از میدان مغناطیسی دوار بهره می گیرد، در حالی که در ژنراتور از میدان مغناطیسی دوار برای تولید ولتاژهای بالا و از میدان مغناطیسی ثابت به منظور تولید ولتاژ های پایین استفاده می گردد.
- آلترناتور منبع ورودی خود را از استاتور می گیرد، در حالی که منبع ورودی ژنراتور به روتور متصل است.
- آرمیچر در یک آلترناتور ثابت و در ژنراتور چرخان است.
- نیرو محرکه الکتریکی خروجی در یک آلترناتور متغیر است، اما ولتاژ خروجی در ژنراتور ثابت خواهد بود.
- آلترناتور دارای محدوده گسترده ای از میزان دور در دقیقه است، در حالی که ژنراتور از محدوده کمی در این مورد برخوردار است.
- آلترناتور قادر به شارژ کامل باتری های از کار افتاده نخواهد بود، در حالی که ژنراتور این باتری ها را به طور کامل شارژ می کند.
- مقدار خروجی آلترناتور به مراتب بیشتر از ژنراتور است.
- آلترناتور از اندازه کوچک تری نسبت به ژنراتور برخوردار بوده و برای قرار گرفتن در یک مکان فضای کمتری را اشغال می کند، در حالی که ژنراتور به دلیل ابعاد عظیم خود به یک مکان بزرگ برای قرار گرفتن نیاز دارد.
برای مشاهده مقالات و پروژه های بیشتر ما را در شبکه های اجتماعی دنبال کنید.
