ما هي مولدات التيار المستمر
هي عبارة عن الات كهربائية تقوم بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية ويمكن إنشاء الطاقة الميكانيكية باستخدام التوربينات المائية والتوربينات البخارية ومحركات الاحتراق الداخلي وما إلى ذلك. |
| مولدات التيار المستمر DC Generators |
أنواع مولدات التيار المستمر
يتم تقسيم مولدات التيار المستمر إلى نوعين المولد ذو المغناطيس الدائم و المولدات ذات الأقطاب المغناطيسية الكهربية.
المولد المستمر ذو المغناطيس الدائم
هو النوع الأساسي للمولدات وتكون أقطاب هذا المولد عبارة عن مغناطيس دائم مصنوع من الصلب الذي يحتفظ بمغناطيسيته زمنا طويلا، لا يمكن لهذا النوع توفير قدر كبير من الطاقة بسبب تصميم المولد ولا يستخدم في تطبيقات الصناعة فعادة ما تستخدم مولدات التيار المستمر ذات المغناطيس الدائم في التطبيقات الصغيرة مثل الدينامو في الدراجات النارية و يستعمل هذا النوع في بعض أجهزة القياس و في السيارات لأحداث الشرارة اللازمة لآلات الاحتراق الداخلي و في التليفونات.
المولدات المستمرة ذات الأقطاب المغناطيسية الكهربية
وهذا النوع من المولدات ينقسم إلي نوعين هما:
المولد ذو التغذية المستقلة أو المنفصلة (الخارجية)
كما هو واضح من اسمه خارجي بمعنى أنه يتم تغذية الأقطاب من مصدر كهربائي خارجي كبطارية او مولد تيار مستمر اخر، ويعتمد جهد الخرج على سرعة دوران المحرك وتيار المجال فكلما زادت سرعة الدوران والتيار زادت قوة الإخراج.
و تستخدم هذه الطريقة في المعامل الدراسية و في تغذية مغذى مولدات التيار المتغير في 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 .
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، ويعمل على مرور تيار صغير في 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 .
طرق تغذية مولدات التيار المستمر
و يتم التغذية بثلاث طرق هما:
- توصيل ملفات الأقطاب بالتوالي مع المنتج و يسمى في هذه الحالة بمولد التوالي.
- توصيل ملفات الأقطاب بالتوازي مع المنتج و يسمى في هذه الحالة بمولد التوازي.
- توصيل جزء من ملفات الأقطاب بالتوالي مع المنتج و الجزء الاخر بالتوازي و يسمى في هذه الحالة بالمولد المركب.
أولا: مولد التوالي للتيار المستمر
في 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 لكي تكون الطاقة المفقودة فيها صغيرة و نلاحظ انه رغم تقليل الأسلاك في الطول الا اننا نحصل على مقدار الاثارة اللازمة لان التيار الذي يمر بهذه الاسلاك هو تيار الدائرة الخارجية الذي يكون كافيا لإيجاد الامبير لفات اللازم.
خواص مولد التوالي للتيار المستمر
- المولد لا يعطى جهد و الدائرة مفتوحة حيث يكون تيار التنبيه الذي يساوى تيار الحمل مساوي للصفر.
- قد تظهر فولتيه صغيرة جدا ( لا تتعدى أربعة فولت ) على اطراف المنتج عندما تكون الدائرة مفتوحة و ذلك بسبب وجود المغناطيسية المتبقية في الأقطاب .
- يزداد الجهد بزيادة تيار الحمل زيادة بطيئة حتى درجة التشبع للأقطاب و بعد ذلك اذا زاد الحمل يقل الفولت على طرفي الحمل لزيادة الهبوط في الجهد نتيجة رد فعل الاستنتاج و مفاقيد اسلاك المنتج و الفرش و اسلاك التنبيه و لهذا يقل التيار في حالات حدوث القصر.
- الحمل الحرج للمولد هو الحمل الذي تتولد عنده قيمة لرد فعل عضو الاستنتاج تسبب الزوال الذاتي للمغناطيسية.
تطبيقات مولد التوالي للتيار المستمر
- يستخدم كمولد مستقل يراعى تحميلة بصفة مستمرة و منتظمة.
- يستخدم في انارة المصابيح و في وحدات اللحام بالكهرباء.
- يستعمل في السكك الحديدية.
ثانيا: مولد التوازي للتيار المستمر
في هذا النوع من المولدات تتصل ملفات الأقطاب بالتوازي مع عضو الاستنتاج و الدائرة الخارجية كما ان تيار المنتج Ia ينقسم الى جزئيين يمر الجزء الأكبر الى الدائرة الخارجية أي الى الحمل IL و الجزء الأصغر Ie يمر في ملفات الأقطاب و لذلك تصنع ملفات التنبيه الأقطاب من سلك مساحة مقطعة صغيرة و عدد لفاته كبيرة حتى يعطى الامبير لفة اللازمة للإثارة تنظيم جهد مولد التوازي وذلك بواسطة التحكم في تيار الإثارة للأقطاب حيث توفر مقاومة متغيرة بالتوالي مع ملفات التوازي للأقطاب.
خواص مولد التوازي للتيار المستمر
- يكون الجهد v على طرفي المولد اكبر ما يمكن عند حالة عدم التحميل.
- 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.
- 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.
تطبيقات مولد التوازي للتيار المستمر
- يستخدم في محطات القوى الكهربية كمغذيات.
- يستخدم في شحن البطاريات.
- يستخدم في الإنارة.
ثالثا: مولد مركب للتيار المستمر
هي مولدات تجمع بين مولد التوالي و مولد التوازي معا في مولد واحد للتغلب على عيوب كلا النوعين.
المصادر