ความรู้เกี่ยวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ความรู้ทั่วไป เกี่ยวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator Set) คือ

     เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือเครื่องปั่นไฟ (Generator Set) เป็นอีกรูปแบบหนึ่งของระบบสำรองไฟที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย 

หลักการของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 

*** จุดประสงค์การใช้งาน เป็นเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้าสำรองในกรณีที่กระแสไฟฟ้าของการไฟฟ้าดับเพื่อให้หน่วยงานมีกระแสไฟฟ้าใช้อย่างต่อเนื่อง ***

หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator Set) คือ 

     “การเปลี่ยนแปลงพลังงานกลมาเป็นพลังงานไฟ้า” เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นเครื่องกลที่สามารถเปลี่ยนพลังงานกลให้เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยอาศัยการหมุนของขดลวดตัดสนามแม่เหล็ก หรือ การหมุนสนามแม่เหล็กตัดขดลวด (การเหนี่ยวนำของแม่เหล็กตามหลักการของ ไมเคิล ฟาราเดย์ ที่ว่า การเคลื่อนที่ของขดลวดตัวนำผ่านสนามแม่เหล็กหรือการเคลื่อนที่แม่เหล็กผ่านขดลวดตัวนำจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นในขดลวดตัวนำนั้น) ลักษณะทั่วไปของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจำแนกออกเป็นประเภทใหญ่ ๆ ได้ 2 ชนิด คือ

  1.  ชนิดกระแสตรงเรียกว่า ไดนาโม (Dynamo) 
  2.  ชนิดกระแสสลับเรียกว่า อัลเตอร์เนเตอร์ (Alternator)

     เนื่องจาก เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้มีการให้กระแสไฟฟ้าที่สม่ำเสมอ และสามารถนำมาประยุกต์การใช้งานได้หลากหลาย โดยสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ส่วน คือ

  •  เครื่องต้นกำลัง จะเป็นส่วนที่ให้กำเนิดพลังงานกลของเครื่องปั่นไฟออกมา ซึ่งมีหลากหลายแหล่งพลังงานทั้ง กังหันน้ำ, กังหันไอน้ำ, กังหันแก๊ส ฯลฯ
  •  ตัวผลิตพลังงานไฟฟ้า หรือ Generator มีหลักการทำงานคือ การอาศัยการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กเพื่อให้กำเนิดพลังงานในเครื่องปั่นไฟ โดยมีหลากหลายรูปแบบ ดังนี้ 

     รูปแบบที่ 1  แบบทุ่นหมุน Revolving Armature Type (Ra Type)

     มีหลักการทำงานโดยการอาศัยการหมุนของขดลวดทองแดง ซึ่งมีการพันอยู่บริเวณเส้นแกนเพลาหมุนตัดบริเวณเส้นแรงแม่เหล็ก ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำไฟฟ้าขึ้นที่ปลายของขดลวดทองแดง

     รูปแบบที่ 2 แบบขั้วแม่เหล็กหมุน Revolving Field Type (Rf Type)

มีหลักการทำงานโดยการอาศัยการหมุนของขั้วแม่เหล็กที่อยู่บนเพลา ซึ่งจะทำให้เส้นแรงแม่เหล็กตัดบริเวณขดลวดทองแดงที่ติดอยู่ตรงเปลือก ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าบริเวณขดลวดทองแดงขึ้น

     รูปแบบที่ 3 แบบไม่มีการใช้แปรงถ่าน Brushless Type (Bl Type)

     เป็นรูปแบบการทำงานเพื่อให้กำเนิดพลังงานในเครื่องปั่นไฟโดยเฉพาะ ซึ่งจะไม่มีการใช้แปรงถ่าน Brushless Type เพื่อเหนี่ยวนำพลังงานของสนามแม่เหล็ก อันจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่สม่ำเสมอและสามารถควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

แบ่งตามขั้นตอนการทำงานออกเป็นส่วน ๆ ดังนี้

  •  Exciter ประกอบด้วย Exciter Field Coil เป็นขดลวดที่ทำให้เกิดแม่เหล็กไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะติดอยู่กับส่วนที่อยู่กับที่
  •  Exciter Armature เป็นชุดที่ประกอบด้วยขดลวดที่จะถูกทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ โดยเป็นส่วนที่ติดอยู่กับเพลาและหมุนไปพร้อมกับเพลา กระแสที่เกิดขึ้นใน Exciter Armature จะเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส
  •  Rotating Rectifier จะติดอยู่บนเพลาจึงหมุนตามเพลาไปด้วย มีหน้าที่แปลงกระแสไฟฟ้าสลับที่เกิดจาก Exciter Armature ให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง
  •  Main Generator เป็นส่วนที่ผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อออกไปใช้งานจริง ประกอบด้วย
  •  Rotating Field Coil เป็นขดลวดที่พันรอบแกนเหล็กที่ติดกับเพลาเพื่อทำให้เหล็กกลายเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้า โดยได้รับไฟฟ้ากระแสตรงที่ป้อนมาจาก Rotating Rectifier
  •  Stator Coil (Alternator Armature) เป็นขดลวดที่จะถูกทำให้เกิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นและจ่ายกระแสไฟฟ้าสลับออกไปใช้งาน
  •  Automatic Voltage Regulator (A.V.R.) เป็นชุดควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่นำไปใช้งานให้คงที่ ซึ่งเป็นการทำงานควบคุมอย่างอัตโนมัติ หลักการทำงานของ A.V.R. เป็นการนำกระแสสลับที่เกิดจาก Stator Coil มาแปลงเป็นกระแสตรง จ่ายเข้า Exciter Field Coil โดยปริมาณกระแสตรงจะมีการควบคุมให้มากหรือน้อยตามสภาพการณ์ของแรงดันไฟฟ้าจาก Stator Coil โดยเป็นไปอย่างอัตโนมัติ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator Set) ประกอบไปด้วยอุปกรณ์หลักๆ คือ 

  •  เครื่องยนต์ (Engine) 
  •  ไดร์ปั่นไฟ (Alternator) 
  •  ชุดควบคุม (Controller) 

ทุกส่วนจะถูกนำมาประกอบร่วมเป็นชุดเดียวกัน โดยที่จะมีชุดควบคุมเป็นตัวสั่งการเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและอุปกรณ์สำหรับเลือกแหล่งจ่ายไฟหรือที่เรียกว่า ATS (Automatic Transfer Switch) ว่าจะให้สับไปรับไฟจากส่วนไหน ระหว่างหม้อแปลงการไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

โดย เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator Set) ที่จำหน่ายอยู่ในท้องตลาดโดยทั่วไป จะมีส่วนของตัวต้นกำลัง ซึ่งนิยมใช้ในรูปแบบของ “เครื่องยนต์” โดยแบ่งออกได้เป็น เครื่องยนต์เบนซิน, เครื่องยนต์ดีเซลและเครื่องยนต์ที่ใช้แก๊ส ซึ่งคุณสามารถเลือกรูปแบบการใช้งานเพื่อตอบสนองความต้องการ  ระบบสายส่งมีทั้ง ระบบ 1 เฟส (Single Phase) และ  ระบบ 3 เฟส (Three Phase) หรือ 3 เฟส 4 สาย ส่วนระบบควบคุมการจ่ายกำลังไฟฟ้า มี 2 ชนิด คือ ชนิดควบคุมด้วยมือ (Manual) และ ชนิดควบคุมโดยอัตโนมัติ (Automatic)

*** สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้งานในเชิงอุตสาหกรรมนั้น โดยมากจะเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดกระแสสลับ ซึ่งมีทั้งแบบ 1 เฟส และแบบ 3 เฟส ซึ่งจะมีทั้งแบบขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์เบนซินและเครื่องยนต์ดีเซล ***


Visitors: 73,275