مبدأ عمل المولد الكهربائي

المولّد الكهربائيّ

يُمكن تعريف المولّد الكهربائي على أنّه الجهاز الميكانيكيّ الذي يقوم بتحويل طاقة الحركة إلى طاقة كهربائيّة بالإضافة لوجود المجال المغناطيسيّ، حيث يعمل على مبدأ الحثّ الكهرومغناطيسيّ، وذلك هو أساس توليد التيار الحثّي، وقد تطورّت صناعة المولد الكهربائيّ بشكل كبير من حيث توليد التيار الحثّي المقوّم لدرجات عاليّة جداً، حيث يتمّ توجيه التيار الكهربائي ليتدفّق من خلال الدائرة الكهربائية الخارجية، للمولد الكهربائي مصادر متعدّدة منها المحرّك المتردّد، والتوربينات التي تستعمل المحرّك البخاري من حيث عملها، أو من خلال دوران المياه في التوربينات وهو ما يسمّى بالطاقة المائيّة (توربينات الرياح)، أو عبر الهواء المضغوط وغيرها.

يتمّ التحويل بشكل عكسيّ من طاقة كهربائية إلى ميكانيكية بواسطة المحرّك الكهربائي، ويمكن أن تكون المحرّكات الكهربائية مدفوعة ميكانيكياً من أجل توليد الكهرباء، المولّد الكهربائي ويطلق عليه باللاتينية بمصطلح ” الدينمو” وهو المولّد الذي ينتج عنه تيار بشكل مستمر وذلك باستعمال عاكس التيار، أوّل من اخترع المولّد الكهربائي هو العالم الإنجليزي ” مايكل فراري” في العام 1831 ميلادي.

مبدأ عمل المولد الكهربائي

عند دوران الوشيعة coil (وهي الملف الذي يتكوّن من سلك معدني بشكل ملولّب لتوليد المغنطة الكهربائية والذي يجعل التيار يسير مسافات كبيرة بمساحة صغيرة وينتج عنه مجال مغناطيسي قوي) حول المجال المغناطيسي ينتج عنه الطاقة الكهربائية (الحث الكهرومغناطيسي ) ومن خلال دوران الملف تستخدم به طاقة ميكانيكية ومثال ذلك مصباح الدراجةوالذي يعتمد على دوران العجلة من أجل إنتاج الكهرباء لتضيء المصباح، أمّا محطّات توليد الكهرباء فيتم استخدام الطاقة المتجدد مثل الهواء أو الماء من خلال دوران التوربينات التي تحوّل جريان الماء لكهرباء.
يعني ذلك أنّه عند تحريك الجزء الدوار(rotor) بواسطة عمود دوار يكون موصولاً بالمحرّك الأساسي (prim mover) هنا يتولّد من الدوار مجال كهرومغناطيسيّ ينتقل بواسطته إلى الملفات بالجزء الثابت (stator) والذي يقوم باستقبال هذا المجال الكهرومغناطيسيّ ثمّ يحولّه إلى تيار كهرباء داخل ملفّات تكون موزّعة على ثلاثة وجوه وتكون الزاوية الواقعة بين كلّ وجه وآخر (120) درجة ثمّ تتحول إلى تيار كهرباء بشكل منتظم (الموجات الجيبية).

أجزاء المولّد الكهربائي

يوجد في كلّ مولّد كهربائيّ جزأين أساسيّين وهما:

• الميكانيكي: ويكون به عضو ثابت (يكون ثابت بالآلة الكهربائية)، وعضو آخر هو الدوار (ويدور في الآلة الكهربائية).
• الكهربائي: ويتكوّن ممّا يلي:
  • إطار حامل: أي الجزء الذي ينتج الطاقة بالآلة الكهربائية، حيث تقوم ملفاته بتوليد الطاقة الكهربائية ويكون إما مركباً على العضو الدوار أو الثابت.
  • ملفات المجال: وهو الجزء الذي ينتج المجال المغناطيسي بالآلة الكهربائية ويكون باستخدام مغناطيس دائم يتم ّتثبيته على العضو الدوار أو الثابت من الجزء الميكانيكي.

أقسام المولّد الكهربائي

من حيث العمل يقسم المولد إلى:

• مولّد أساسي: والذي تعتمد عليه الشبكة بشكل كلي لإنتاج الطاقة الكهربائية.
• مولّد احتياطي: وهو الذي يستخدم كبديل عند تعطّل المولّد الأساسيّ.