લોકો તેમની પ્રવૃત્તિઓના લગભગ તમામ ક્ષેત્રોમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. હવે વીજળી વિના જીવનની કલ્પના કરવી સરળ નથી, જે ખાસ સાધનોની મદદથી યાંત્રિક ઊર્જામાંથી રૂપાંતરિત થાય છે. ચાલો આ પ્રક્રિયા કેવી રીતે થાય છે અને આધુનિક જનરેટર કેવી રીતે ગોઠવાય છે તેના પર નજીકથી નજર કરીએ.
સામગ્રી
યાંત્રિક ઊર્જાને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવું
દરેક જનરેટર ચુંબકીય ઇન્ડક્શનના સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે. સૌથી સરળ અલ્ટરનેટર કોઇલ તરીકે વિચારી શકાય છે જે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરે છે. ત્યાં એક પ્રકાર પણ છે જેમાં કોઇલ સ્થિર રહે છે, પરંતુ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ફક્ત તેને પાર કરે છે. તે આ ચળવળ દરમિયાન છે કે વૈકલ્પિક પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે. આ સિદ્ધાંત પર, વિશ્વભરમાં મોટી સંખ્યામાં જનરેટર, પાવર સપ્લાય સિસ્ટમમાં સંયુક્ત, કાર્ય કરે છે.
વૈકલ્પિક ડિઝાઇન અને બાંધકામ
માનક જનસેટમાં નીચેના ઘટકો છે:
- એક ફ્રેમ કે જેમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ધ્રુવો સાથે સ્ટેટર જોડાયેલ છે. તે ધાતુથી બનેલું છે અને મશીનના તમામ તત્વોનું રક્ષણાત્મક કાર્ય કરવું જોઈએ.
- સ્ટેટર કે જેની સાથે વિન્ડિંગ જોડાયેલ છે.તે ફેરોમેગ્નેટિક સ્ટીલથી બનેલું છે.
- રોટર એ ગતિશીલ તત્વ છે, જેના મુખ્ય ભાગમાં વિન્ડિંગ છે જે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે.
- કોમ્યુટેશન નોડ, જે રોટરમાંથી વીજળી પાછી ખેંચે છે. તે વાહક રિંગ્સ ખસેડવાની સિસ્ટમ છે.
હેતુ પર આધાર રાખીને, જનરેટરમાં ચોક્કસ ડિઝાઇન સુવિધાઓ હોય છે, પરંતુ ત્યાં બે ઘટકો છે જે કોઈપણ ઉપકરણ કે જે યાંત્રિક ઊર્જાને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે તેમાં છે:
- રોટર એ લોખંડનો ફરતો ઘન ભાગ છે;
- સ્ટેટર એક સ્થિર તત્વ છે, જે લોખંડની ચાદરથી બનેલું છે. તેમાં ગ્રુવ્સ છે જેની અંદર વાયર વિન્ડિંગ મૂકવામાં આવે છે.
વધુ ચુંબકીય ઇન્ડક્શન મેળવવા માટે, આ તત્વો વચ્ચે થોડું અંતર હોવું જોઈએ. જનરેટર નીચે પ્રમાણે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે:
- ફરતા આર્મેચર અને સ્થિર ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે.
- સ્થિર આર્મેચર અને ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે.
આજકાલ, ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્રોવાળા સાધનો વધુ સામાન્ય છે, કારણ કે રોટર કરતાં સ્ટેટરમાંથી ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ દોરવાનું વધુ અનુકૂળ છે. ઓલ્ટરનેટરની ડિઝાઇન ઇલેક્ટ્રિક મોટરની જેમ ઘણી સમાનતા ધરાવે છે.
અલ્ટરનેટરનું ડાયાગ્રામ
અલ્ટરનેટર કેવી રીતે કામ કરે છે: જે ક્ષણે વિન્ડિંગનો અડધો ભાગ એક ધ્રુવ પર હોય છે અને બીજો અડધો ભાગ વિરુદ્ધ ધ્રુવ પર હોય છે, ત્યારે પ્રવાહ સર્કિટમાંથી તેના લઘુત્તમથી મહત્તમ સુધી વહે છે અને ફરીથી પાછો આવે છે.
વર્ગીકરણ અને જનરેટરના પ્રકારો
તમામ ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર્સને કામગીરીના માપદંડ અને ઇંધણના પ્રકાર અનુસાર વર્ગીકૃત કરી શકાય છે જેમાંથી વીજળી ઉત્પન્ન થાય છે. બધા જનરેટરોને સિંગલ-ફેઝ (વોલ્ટેજ આઉટપુટ 220 વોલ્ટ, આવર્તન 50 હર્ટ્ઝ) અને ત્રણ-તબક્કા (380 વોલ્ટ, આવર્તન 50 હર્ટ્ઝ), તેમજ ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત અને ઇંધણના પ્રકાર દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવે છે જે વીજળીમાં રૂપાંતરિત થાય છે. વિવિધ વિસ્તારોમાં વધુ જનરેટરનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, જે તેમની તકનીકી લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરે છે.
ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત અનુસાર
અસુમેળ અને સિંક્રનસ વૈકલ્પિક વચ્ચે વિભાજન કરવામાં આવે છે.
અસુમેળ
અસુમેળ જનરેટર્સનો ચોક્કસ સંબંધ નથી EMF રોટર સ્પીડ માટે, પરંતુ "સ્લિપ એસ" જેવો શબ્દ અહીં કામ કરે છે. તે આ તફાવત નક્કી કરે છે. સ્લિપના મૂલ્યની ગણતરી કરવામાં આવે છે, તેથી ઇન્ડક્શન મોટરની ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ પ્રક્રિયામાં જનરેટર તત્વોનો થોડો પ્રભાવ હજુ પણ છે.
સિંક્રનસ
આવા જનરેટર રોટરની રોટેશનલ ગતિથી ઉત્પન્ન થતી વીજળીની આવર્તન સાથે શારીરિક સંબંધ ધરાવે છે. આવા ઉપકરણમાં, રોટર એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ છે જેમાં કોરો, વિન્ડિંગ્સ અને ધ્રુવોનો સમાવેશ થાય છે. સ્ટેટર એ કોઇલ છે, જે તારાના સિદ્ધાંત અનુસાર જોડાયેલ છે, અને તેમાં એક સામાન્ય બિંદુ છે - શૂન્ય. તે તેમનામાં છે કે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે.
રોટર મૂવિંગ એલિમેન્ટ્સ (ટર્બાઇન્સ) ના બાહ્ય બળ દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે, જે સિંક્રનસ રીતે આગળ વધે છે. આવા અલ્ટરનેટરની ઉત્તેજના ક્યાં તો સંપર્ક અથવા બિન-સંપર્ક હોઈ શકે છે.
એન્જિન ઇંધણના પ્રકાર અનુસાર
જનરેટરના આગમન સાથે પાવર ગ્રીડમાંથી દૂરસ્થતા હવે વિદ્યુત ઉપકરણોના ઉપયોગ માટે અવરોધ બની નથી.
ગેસ જનરેટર
અહીં ગેસનો ઉપયોગ બળતણ તરીકે થાય છે, જેનું દહન દરમિયાન અને યાંત્રિક ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે, જે પછી ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ દ્વારા બદલવામાં આવે છે. ગેસ જનરેટરનો ઉપયોગ કરવાના ફાયદા:
- પર્યાવરણ માટે સલામતી, કારણ કે દહનમાં ગેસ હાનિકારક તત્ત્વો, સૂટ અને ઝેરી વિઘટન ઉત્પાદનોનું ઉત્સર્જન કરતું નથી;
- આર્થિક રીતે, સસ્તો ગેસ બાળવા માટે તે ખૂબ નફાકારક છે. ગેસોલિનની તુલનામાં, તેની કિંમત ઘણી સસ્તી છે;
- બળતણ પુરવઠો આપોઆપ છે. ગેસોલિન અને ડીઝલ ઇંધણને જરૂર મુજબ ટોપઅપ કરવાની જરૂર છે, અને ગેસ જનરેટર સામાન્ય રીતે ગેસ સપ્લાય સિસ્ટમ સાથે જોડાયેલ હોય છે;
- ઓટોમેશન માટે આભાર, એકમ પોતે જ ક્રિયામાં આવે છે, પરંતુ આ હેતુ માટે તે ગરમ રૂમમાં સ્થિત હોવું જોઈએ.
ડીઝલ જનરેટર
આ કેટેગરીમાં મુખ્યત્વે 5 kW ની ક્ષમતાવાળા સિંગલ-ફેઝ એકમોનો સમાવેશ થાય છે. 220 વોલ્ટ અને 50 હર્ટ્ઝની આવર્તન ઘરગથ્થુ ઉપકરણો માટે પ્રમાણભૂત છે, તેથી ડીઝલ યુનિટ પ્રમાણભૂત લોડ સાથે ખૂબ સારું કામ કરે છે. જેમ તમે અનુમાન કરી શકો છો, તેને કામ કરવા માટે ડીઝલ ઇંધણની જરૂર છે. ડીઝલ જનરેટર પસંદ કરવાનું શા માટે યોગ્ય છે:
- બળતણની સંબંધિત સસ્તીતા;
- પાવર આઉટેજની ઘટનામાં જનરેટરને આપમેળે શરૂ થવા દેતી ઓટોમેટિક્સ;
- આગ સલામતીનું ઉચ્ચ સ્તર;
- લાંબા સમય સુધી ડીઝલ પરનું એકમ નિષ્ફળતા વિના કામ કરવા સક્ષમ છે;
- પ્રભાવશાળી ટકાઉપણું - કેટલાક મૉડલ કુલ 4 વર્ષ સતત ઑપરેશન કરવા માટે સક્ષમ છે.
પેટ્રોલ જનરેટર.
આવા એકમો ઘરગથ્થુ સાધનો તરીકે ખૂબ માંગમાં છે. ગેસ અને ડીઝલ કરતાં ગેસોલિન વધુ મોંઘું હોવા છતાં, આવા જનરેટરમાં ઘણી શક્તિઓ છે:
- ઉચ્ચ શક્તિ સાથે નાના કદ;
- તેઓ ચલાવવા માટે સરળ છે: મોટાભાગના મોડલ જાતે જ શરૂ કરી શકાય છે, અને વધુ શક્તિશાળી જનરેટર સ્ટાર્ટરથી સજ્જ છે. વિશિષ્ટ સ્ક્રુના માધ્યમથી ચોક્કસ લોડ માટે વોલ્ટેજ એડજસ્ટ કરવામાં આવે છે;
- જનરેટર ઓવરલોડના કિસ્સામાં રક્ષણ આપમેળે કાર્ય કરે છે;
- સરળતાથી સેવા અને સમારકામ;
- ઓપરેશન દરમિયાન, તેઓ વધુ અવાજ કરતા નથી;
- ઘરની અંદર અને બહાર બંને રીતે ઉપયોગ કરી શકાય છે, પરંતુ તેને ભેજથી સુરક્ષિત રાખવો જોઈએ.
મુખ્ય એપ્લિકેશનો
ઇલેક્ટ્રિક જનરેટરનો ઉપયોગ ક્યાં થાય છે તેના આધારે તેની વિશિષ્ટતાઓ નક્કી કરવામાં આવે છે. મુખ્યત્વે, એપ્લિકેશનના સંદર્ભમાં જનરેટરનો ચોક્કસ વર્ગ સાથેનો સંબંધ, તેની શક્તિ નક્કી કરે છે. સાધનોની નીચેની જાતોને ઉપયોગના ક્ષેત્રો અનુસાર વિભાજિત કરવામાં આવી છે:
- ઘરગથ્થુ. 0.7 થી 25 kW ની ક્ષમતા ધરાવે છે. સામાન્ય રીતે આ કેટેગરીમાં ગેસોલિન અને ડીઝલ જનરેટરનો સમાવેશ થાય છે. તેનો ઉપયોગ ઘરગથ્થુ ઉપકરણો અને ઓછા-પાવર સાધનોના વીજ પુરવઠા માટે થાય છે, ઘણી વાર બાંધકામ સ્થળોએ.ગ્રામ્ય વિસ્તારોમાં બહાર જતી વખતે તેઓનો ઉપયોગ પોર્ટેબલ પાવર સ્ત્રોત તરીકે થઈ શકે છે;
- વ્યવસાયિક. તેનો ઉપયોગ મ્યુનિસિપલ સંસ્થાઓ અને નાના ઔદ્યોગિક સાહસોમાં વીજળીના કાયમી સ્ત્રોત તરીકે થઈ શકે છે. તેની ક્ષમતા 100 kW કરતાં વધી નથી;
- ઔદ્યોગિક. મોટી ફેક્ટરીઓ અને પ્લાન્ટ્સમાં ઉપયોગ કરી શકાય છે, જ્યાં ઉચ્ચ-શક્તિવાળા સાધનોની જરૂર હોય છે. આવા ઉપકરણોમાં 100 kW થી વધુની શક્તિ હોય છે, તે નોંધપાત્ર કદ ધરાવે છે અને અપ્રશિક્ષિત વ્યક્તિ માટે જાળવવું મુશ્કેલ છે.
