لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 20
یک ژنراتور الکتریکی دستگاهی است که از یک منبع انرژی مکانیکی تولید انرژی الکتریکی می‌کند. این فرآیند را تولید الکتریسته می‌نامند.
مقدمه
قبل از اینکه ارتباط بین مغناطیس و الکتریسته کشف شود، ژنراتورها از اصول الکتروستاتیک بهره می‌بردند. ماشین ویمشارت از القای الکتروستاتیک یا تأثیر کردن استفاده می‌کرد. ژنراتور واندوگراف از اثر تریبوالکتریک برق مالشی برای جدا سازی بارهای الکتریکی با استفاده از اصطکاک بین عایقها استفاده می‌کرد. ژنراتورهای الکتروستاتیک کارآمد نیستند و تنها برای آزمایشات علمی که نیازمند ولتاژهای بالا است، مناسب هستند.
فارادی
در سال 1831–1832م مایکل فارادی کشف کرد که بین دو سر یک هادی الکتریکی که بصورت عمود بر یک میدان مغناطیسی حرکت می‌کند، اختلاف پتانسیلی ایجاد می‌شود. او اولین ژنراتور الکترومغناطیسی را بر اساس این اثر ساخت که از یک صفحه مسی دوار بین قطبهای یک آهنربای نعل اسبی تشکیل شده بود. این وسیله یک جریان مستقیم کوچک را تولید می کرد.
دینامو
دینامو اولین ژنراتور الکتریکی قادر به تولید برق برای صنعت بود و کماکان مهمترین ژنراتور مورد استفاده در قرن بیست و یکم است. دینامو از اصول الکترومغناطیس برای تبدیل چرخش مکانیکی به یک جریان الکتریکی متناوب ، استفاده می‌کند. اولین دینامو بر اساس اصول فارادی در سال 1832 توسط هیپولیت پیکسی که یک سازنده تجهیزات بود، ساخته شد. این وسیله دارای یک آهنربای دائم بود که توسط یک هندل گردانده می‌شد. آهنربای چرخنده بگونه‌ای قرار داده می‌شد که یک تکه آهن که با سیم پوشانده شده بود، از قطبهای شمال و جنوب آن عبور می‌کرد. پیکسی کشف کرد که آهنربای چرخنده ، هر بار که یک قطبش از سیم پیچ عبور می‌کند، تولید یک پالس جریان در سیم می‌کند. به علاوه قطبهای شمال و جنوب آهنربا جریانها را در جهتهای مختلف القا می‌کنند. پیکسی توانست با اضافه کردن یک کموتاتور جریان متناوب تولیدی به این روش را به جریان مستقیم تبدیل کند.
دیناموی گرام
به هر حال هر دوی این طرحها دارای مشکل یکسانی بودند: آنها پرشهای جریانی القا می‌کردند که از هیچ چیز پیروی نمی‌کرد. یک دانشمند ایتالیایی به نام آنتونیو پاسینوتی این مسأله را با جایگزینی سیم پیچ چرخنده توسط یک سیم پیچ حلقه‌ای که او با سیم پیچی یک حلقه آهنی درست کرده بود، حل کرد. این بدان معنی بود که آهنربا همواره از بخشی سیم پیچ عبور می‌کرد که این مسأله موجب یکنواختی جریان خروجی می‌شد. زنوب گرام چند سال بعد در حین طراحی اولین نیروگاه تجاری در پاریس در دهه 1870م ، این طرح را دوباره ابداع کرد. طراحی وی با نام دینامی گرام معروف است. نسخه‌های مختلف و تغییرات زیادی از آن هنگام تا کنون در این طراحی بوجود آمده است، اما ایده اصلی چرخش یک حلقه بی پایان از سیم ، کماکان قلب تمامی دیناموهای پیشرفته باقی ماند.
مفاهیم
دانستن این مطلب مهم است که ژنراتور تولید جریان الکتریکی می‌کنند و نه بار الکتریکی که در سیمهای سیم پیچی‌اش وجود دارد. این تا حدودی شبیه یک پمپ آب است که ایجاد یک جریان آب می‌کند اما خود آب را ایجاد نمی‌کند. ژنراتورهای الکتریکی دیگری هم وجود دارند، اما بر اساس دیگر پدیده‌های الکتریکی نظیر: پیزو الکتریسته و هیدرو دینامیک مغناطیسی ، ساختار یک دینامو شبیه یک موتور الکتریکی است و تمام انواع عمومی دیناموها می‌توانند مانند موتورها کار کنند. همچنین تمامی انواع عمومی موتورهای الکتریکی می‌توانند مانند یک ژنراتور کار کنند.
ژنراتورهای توربینی در بیش از 100 سال پیش که برای اولین بار وارد عرصه کاری‌شدند با هوا خنک می‌شدند. با این حال همچنان که خروجی واحد ژنراتور افزایش پیدا کردنیاز به خنک‌کنندگی موثر افزایش یافت. این نیاز منجر به تکمیل ژنراتورهایی شد که باهیدروژن و آب، خنک می‌شدند. هدایت حرارتی هیدروژن، هفت برابر هوا بوده و با همان‌فشار مطلق، چگالی آن یک دهم هواست.پیش از انتخاب نوع سیستم‌خنک‌کنندگی مورد استفاده برای ژنراتور، دوموضوع عمده وجود دارد که عبارتند از:اندازه مگاولت آمپر ژنراتور و یک سایت هوابا کیفیت خوب. با وجود این که‌خنک‌کنندگی با هوا نوعا برای واحدهای‌کوچکتر استفاده می‌شود هم اکنون اصلاح‌فن‌آوریهای جدید به هوا این امکان رامی‌دهد تا برای ژنراتورهایی که حداکثر30مگاولت آمپر ظرفیت دارند مورد استفاده‌قرار گیرد.
ژنراتورهای الکتریکی، حجم زیادی ازهوا را مصرف می‌کنند. در جایی که کیفیت‌هوا مساله ساز نیست ژنراتورها با سیستم‌خنک‌کنندگی هوای باز که بازده بالایی از نظرفیلتراسیون و آب بندی محوری تحت فشاردارند بهترین انتخاب و همچنین دارای‌حداقل هزینه است.سایتهای نیروگاه قدرت که دارای ذرات‌ریز و سولفور قابل ملاحظه هستند بایدژنراتورهایی را که خنک‌کنندگی آنها با آب وهوای محبوس انجام می‌شود مورد بررسی‌قرار دهند. این ژنراتورها چنانچه دارای سیستم خنک کنندگی با آب و آب بندی‌محوری تحت فشار با فیلترهای هوای‌جبرانی باشند از نظر فیزیکی بزرگتر هستند.ژنراتورهایی که خنک‌کنندگی آنها با آب وهوای محبوس صورت می‌گیرد ازژنراتورهایی که خنک‌کنندگی آنها با هوای بازانجام می‌شود گران‌تر بوده و بازده کمتری نیزدارند.با این همه در حالی که ذرات ریز، یک‌موضوع قابل بررسی است و وقتی که‌مساله‌ای از نظر ذخیره‌سازی هیدروژن درنیروگاه وجود ندارد عموما ژنراتورهایی که باهیدروژن خنک می‌شوند انتخاب مناسبی به‌نظر می‌رسد. با وجود آن که این نوع ازژنراتور گرانترین نوع است ولی بالاترین‌بازده را دارد.
سیستمهای خنک کنندگی
طراحی واحدهایی که با هیدروژن‌خنک می‌شوند در مقایسه با ژنراتورهایی که‌با هوا خنک می‌شوند پیچیده‌تر است.سیستمهایی که با هیدروژن خنک می‌شوندبه محفظه‌ای که در مقابل فشار مقاوم باشد ونیز به آب بندی خاص و یک دستگاه تهویه‌گازی نیاز دارند. علاوه بر آن سیستمهایی که‌با هیدروژن خنک می‌شوند قبل از آن که‌برای تعمیر و نگهداری از سرویس خارج‌شوند باید با دی اکسید کربن پاکسازی شوند. همچنین قبل از آن که مجددٹ از هیدروژن پرشوند و به سرویس بازگردند لازم است بادی‌اکسید کربن پاکسازی شوند. با وجود آنکه ژنراتورهایی که با هوا خنک می‌شوند ازنظر فیزیکی بزرگتر از ژنراتورهایی هستند که‌با هیدروژن خنک می‌شوند، با اندازه یکسان دارای هزینه اولیه کمتری
تحقیق و بررسی در مورد ژنراتور
