السلام عليكم ورحمة الله
لم اجد مكان خاص بالمولدات لذلك ساضع هذا الموضوع هنا وللاخوة الحرية في نقله الى المكان المناسب ان رؤوا ذلك انسب .
وان لا .. فالموضوع يتحدث عن المولدات وطريقة التحكم بها .



Automatic Voltage Reguliter
ضبط الجهد تلقائيا بالمولدات
تعتمد المولدات الكهربائية على آليتين لتنظيم خرجها الكهربائي وذلك حسب تصميم كل مولد و حسب المطلوب منه .
الآلية الاولى :تعتمد على التحكم بالجهد بواسطة زيادة او انقاص سرعة المحرك البخاري ( محرك البنزين ) مع ثبات قيم المولد من حيث شدة المغناطيس و جهد الخرج اي تحكم ميكانيكي بحت وهذه الطريقة معتمدة الى وقتنا هذا بالمولدات الصغيرة تقريبا من ٥٠٠٠ واط وما دون وطريقة التحكم بسيطة ومحكمة وتعتبر فكرة عبقرية من المصممين الذين ابتكروها .
واليكم طريقة التحكم بمولد ماركة هوندا ٣٥٠٠ واط يعمل على البنزين .

لاحظ اخي الكريم كيف يتم التحكم حسب مبدأ الطرد المركزي فكلما ابتعدت الكرة عن المركز خفت سرعة المحرك عن طريق الذراع الذي باللون الازرق وهذا الفعل ( ابتعاد الكرتين ) يخبر المحرك بان سرعته زائدة ويتم التخفيف بواسطة تقليل كمية الوقود الداخلة الى المفحم او ( الكربراتور )
تماما كما تقود السيارة فالذراع الزرقاء هي دواسة البنزين والكرتان مكان قدمك التي تدوس على دواسة البنزين لزيادة او انقاص السرعة .
وبالعكس كلما اقتربت الكرتان من المحور فان الذراع سيقوم على زيادة كمية الوقود الى المحرك .
العلاقة هنا بين سرعة المحرك والحمل علاقة عكسية اي ان زاد الحمل فهذا سيؤدي الى انخفاض سرعة المحرك لان المولد سيمرر تيار عالي وهذا سيؤثر على سرعة المحرك لان السيالة المغناطيسية ستكون قوية وستتعارض مع المغناطيس الموجود على القلب الدوار سلبا
سنشبه هذا الامر بشيء آخر .
افرض انك تجر عربة على طريق افقي بالتاكيد ستاخذ العربة شيئا من قوتك لتتغلب على القوى المؤثرة عليها من جاذبية الكرة الارضية واحتكاك التلامس مع الارض والاحتكاك الهوائي لكي تسير
و طبعا بقدر ماتقدم لها من قوة سوف تسرع العربة .
الان لو فرضنا انه جاء امامك منحدر للاعلى فمالذي سيحصل .....
ان الذي سيحصل انك ستقدم للعربة اقصى قوتك وستاخذ منها اقل حركة لان الجاذبية اصبحت متشاركة مع العربة في القوة نحو الاسفل .
والآلية الثانية :
يتم التحكم به من خلال التحكم بسرعة المحرك والتلاعب بتيار القلب الدائر كما سيلي ذكره .
هناك مولدات ذات قلب دوار مغناطيسي ثابت الشدة و هناك مولدات ذات قلب دوار مغناطيسي متغير الشدة و النوعان يعتمدان على قدرة محرك الديزل عند السحب الزائد للتيار الكهربائي او عند الاحمال الثقيلة .
لنشرح بداية عمل كلا النوعين للوصول الى فكرة دارة ال AVR .
في البداية كانت المولدات ذات القلب المغناطيسي الثابت الشدة او ذات المغناطيس .
كان القلب يدور حول ملفات التوليد فينشئ عن دورانه تغيير بجهة اقطاب المغناطيس لانه عبارة عن مغناطيس ذو قطبين شمالي وجنوبي بشكل دائري الملفات متوضعة حوله ضمن شرائح حديدية وكما تذكرون في المدرسة انه ان حركنا مغناطيس امام ملف ملتف على مسمار من الحديد فانه ينشىء تيار كهربائي ضمن الملف وهذا نابع من حركة الالكترونات داخل السلك النحاسي والتي بدورها تتاثر بالمجال المغناطيسي .
ولكن عند تحريك المغناطيس بيدك امام المسمار تشعر بشيء يشد يدك نحو المسمار ...انه الجذب فقطعة الحديد تحب المغناطيس وتود ان تبقى دائما ملتصقة به هكذا طبيعة الحديد .
والتيار الكهربائي يزداد بقوة المغناطيس وواحدة شدة المغناطيس هي الغوس GHOss و قيمة ١٠٠٠٠ غوس تستطيع حمل وزن يصل الى ٥٠ كيلو غرام عن سطح الارض .
لنفرض ان كان القلب الدائر ذو شدة تصل في المولدات الكبيرة الى ٥٠٠٠٠ غوس فمالذي سيحرك هذا القلب و لنفرض ان المولد احترق من يجرؤ على اخراجه من مكانه دون الاستعانة بالمعدات اللازمة .
اذ انك هنا تحتاج لمحرك استطاعته اكبر من اللازم لتشغيل المولد فلو كنت بحاجة الى تشغيل مولد قدرته الانتاجية 100KVA فانت بحاجة الى محرك ذو قوة جر تصل الى ٢٥٠ حصان اي محرك كبير بالنسبة للمولد وفارق المحرك عن المولد قد يصل الى ١٠٠ حصان زيادة عن الحد اللازم للتشغيل .
وهذا المئة حصان الزائدة انما وجدت من اجل الاقلاع فقط اذ ان المحرك يحتاج لمجهود اضافي عند الاقلاع وعندما ياخذ المولد العزم اللازم يرتاح المحرك و يكون بحاجة الى ١٥٠ حصان فقط من اجل عمل المولد بشكل جيد .
و عند تلف المولد فان فكه واستخراج القلب المغناطيسي منه يعد من اصعب الاعمال بسبب الجذب المغناطيسي
لذلك اصبحت المولدات فيما بعد تقوم على جعل القلب الدائر هو ملفات التوليد و الجزئ الثابت هو المغناطيس بالمولد لسهولة فكه والتعامل معه ولكن بقيت مشكلة اننا بحاجة الى مولد اكبر بمرة ونصف من حاجة المولد للاقلاع ...
هنا جاءت فكرة المولد الخالي من المغناطيس او ذو القلب المغناطيسي القابل للتحكم بشدة المغناطيس او القلب المتحكم بشدته مغنطته.
هذا القلب هو نفسه الذي كنا نلعب به بالمدرسة*
عبارة عن ملفان موصولان تسلسلي ملتفان على حامل معدني شرائحي اي قلب مثل قلب المحول العادي .
وكما تعلمون ان شدة التيار المار بسلك كهربائي تؤثر على المجال المغناطيسي المتولد حوله .
لقد قام احد مصانع المولدات على انتاج مولد ذوقلب قابل للضبط و لكن ببطارية تقوم البطارية على تحويل القلب الدائر من ملف ملتف على صفائح معدنية الى مغناطيس وقد نجح الامر الا انه اصبحت هناك رغبة في تعديل وتطوير هذه الفكرة*
فقد كانت فكرة البطارية ان تشغل القلب الدوار و تحوله الى مغناطيس بعد ان يكتسب تسارع مناسب يمكنه من انتاج تيار كهربائي مناسب .
و قام مصنع آخر على تطوير الفكرة بحيث يقوم على التحكم بالتيار الخارج من البطارية وفق سحب الحمل*
كلما زاد الحمل زاد التيار المغذي للقلب الدوار ومنه تزداد القوة المغناطيسية و هذا سؤدي الى زيادة في حركة الالكترونات ومنه زيادة التيار المنتج في المولد الى الحمل .
هذا مربط الفرس
زيادة تيار القلب الدائر = زيادة تيار الخرج .

نلاحظ من الرسم انه يوجد حلقتين على محور القلب الدائر واحدة متصلة بالجهد ٢٤ فولت والثانية متصلة بمجمع الترانزستور*
وهاتان الحاقتان هما نهايتا ملف القلب الدائر*
فكما ذكرنا سابقا ان القلب الدائر في المولدات الحديثة عبارة عن ملفات مثل ملفات التشغيل تماما وهذه الملفات متوضعة على شرائح حديدية لكن هذه الشرائح ليست مثل شرائح ملفات التشغيل اذ ان الحديد المكون لقلب ملفات القلب الدائر ممغنط بشكل خفيف*
يعني ان شدة المغنطة على القلب الدائر ضعيفة تكاد لاتشعر بها ولكنها ممغنطة ولهذه المغنطة الخفيفة هدف وهو ان يتولد تيار كهربائي بالقلب الدوار اثناء الاقلاع بشكل متصاعد لايؤذي المحرك ولا يرهقه .
كيف يعمل المولد ذو القلب المتحكم بشدة مغنطته :
لنفرض ان الجملة كلها متوقفة عن العمل ( المحرك والمولد ) واردنا تشغيل المولد نقوم على وضع مفتاح التشغيل او مفتاح الكونتاك او مفتاح المرش في مكانه ونديره ربع دورة ومن ثم نضغط على مفتاح التشغيل .
هنا سيعمل المحرك او المرش الذي سيشغل محرك الديزل في هذه اللحظة عند الضغط على مفتاح التشغيل المولدة متوقفة و شدة المغنطة شبه معدومة على ملفات القلب الدائر*
اذا لا يوجد اي مؤثر على المحرك وسيقلع بسلاسة و اريحية اكثر بكثير فيما لو كان القلب الدوار للمولد ذو مغناطيس دائم كما ذكرنا سابقا .
وعند بدء دوران محرك الديزل فان ملفات القلب الدائر ستكون مقصورة و من يسبب هذا القصر دارة تدعى المهيجة وسبب تسميتها بالمهيجة لانها عندما تقصر ملفات القلب الدوار بواسطة مقاومة وديود فانها تسبب تهييج في ملفات القلب الدوار وهذا التهييج ناتج عن دوران المغنطة الخفيفة في شرائح القلب الدوار كما سبق وذكرنا وطبعا عند دوران مغناطيس امام قطعة معدن فانه يتاثر بها ويؤثر بها ؟؟؟؟؟
ارجو الانتباه جيدا لما سيلي :
عند دوران القلب الدوار ذو المغنطة الضعيفة فانه سيؤثر على شرائح ملفات الجزئ الثابت التي بدورها ستنقل هذا التاثير الى الجهة المقابلة للقلب الدوار*
مثلا*
لقد قلنا ان القلب الدوار عبارة عن مغناطيس خفيف ويتالف من قطبين شمالي وجنوبي وحوله ملفات التشغيل وملفات التشغيل متوضعه على شرائح حديدية والحديد ينقل المغناطيسية ؟؟؟؟
( كي لا يحدث تشويش بالشرح ملفات التشغيل غير ملفات الحمل وسنذكر هذا لاحقا )
اي ان احضرنا قطعة حديد و احضرنا مغناطيس فان وضعنا قطب المغناطيس الشمالي على طرف القطعة الحديدية فان الطرف الثاني لها سيتحول لقطب جنوبي ولكن خفيف هذا جوهر عمل المولدات الحديثة*
اذا عندما يدور القلب الدوار وهو مقصور فان الشرائح التي يلتف عليها ملفات الجزء الثابت ستتفاعل مع دوران القلب الدوران وتؤثر على القلب بان تدعمه بزيادة مغنطته تدريجيا*
طبعا الى هنا ملفات الحمل ليس لها عمل و المولد لا يخرج كهرباء .
تستمر هذه الحركة حتى يصل القلب الدوار الى مرحلة تكون القوة المغناطيسية فيه قادرة على تحريض ملفات الحمل وانتاج الكهرباء والى ان تصل ملفات التشغيل الى قيمة او نقطة التحميل تقوم دارة التحكم على فصل القصر الذي سببته دارة التهييج و توصل للقلب الدوار تيار كهربائي و تستلم القيادة عندها يصبح امر المولد كله بيدها*
ملفات الجزئ الثابت تتكون من قسمين*
قسم ينتج جهد قدره ٢٤ فولت وهو خاص للقلب الدوار وقسم ينتج ٣٨٠ فولت للحمل و دارة التحكم يجب ان تحصل على عينة من الجهد ٣٨٠ فولت وعلى كامل الجهد ٢٤ من اجل تشغيل المولد وفق المطلوب منه .
نلاحظ ان القلب الدوار ROTOR يحوي على ملفان مهمتهما تحويل القلب الدائر الى مغناطيس والجزئ الثابت يحوي على ملفات الحمل Vout و ملفات التشغيل او التهييج Exitati** و نلاحظ الحلقتين اللتان توصلان ملفات التحريض Field مع العالم الخارجي او مع دارة التغشيل للقلب الدوار .
ما يهمنا هنا الدارة التي تقوم على تنظيم حركة المولد Voltage Detecti** Circuit.
اولا لنتكلم عن دارة التهييج وعملها.
دارة التهييج او الاستثارة او التحريضية او الاستنهاض كلها تسميات لدارة واحدة لنعتمد تسميتها على دارة التهييج حسب عرفها ببلدي.
كما اسلفنا ان دارة التهييج تقوم على قصر ملفات القلب الدائر من اجل الحصول على قوة مغناطيسية قادرة على توليد تيار كهربائي بملفات الحمل وشرحنا هذا سابقا.