Από την εργασία στην αρχή της ηλεκτροστατικής στη δεκαετία του 1740 έως τους σημερινούς κινητήρες γενικής χρήσης, ηλεκτρικός κινητήρας και οι γεννήτριες έχουν εξελιχθεί μέσω ενός μεγάλου αριθμού αλλαγών. Αν και οι απαιτήσεις υλικού τους είναι παρόμοιες, ο κινητήρας και η γεννήτρια διαφέρουν ως προς τη λειτουργική τους συμπεριφορά. Σήμερα οι κινητήρες και οι γεννήτριες έχουν γίνει ένα κοινό ηλεκτρικό εργαλείο, που χρησιμοποιείται σχεδόν σε κάθε ηλεκτρική συσκευή. Μεταξύ τους, ο κινητήρας και η γεννήτρια διαφέρουν ανάλογα με την πηγή ισχύος τους, τον τύπο περιέλιξης που χρησιμοποιείται, τη βούρτσα ή χωρίς ψήκτρες, με ψύξη με αέρα ή με νερό. Πριν μάθετε τη διαφορά τους, εξοικειωθείτε με τους όρους ενός ηλεκτροκινητήρα και ηλεκτρικής γεννήτριας.
Τι είναι ο ηλεκτρικός κινητήρας και η γεννήτρια;
Οι ορισμοί του ηλεκτρικού κινητήρα και γεννήτρια συζητούνται παρακάτω. Ο κινητήρας είναι μια ηλεκτρική συσκευή που μπορεί να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια, χρησιμοποιώντας τις αρχές του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού. Ο κινητήρας περιέχει τα ακόλουθα.
Ηλεκτρικός κινητήρας
- Στάτορας - οι μόνιμοι μαγνήτες.
- Στροφείο - το περιστρεφόμενο μέρος που περιέχει αγώγιμα πηνία μέσα σε αυτό,
- Αξονας - εξάγει τη μηχανική ενέργεια
- Μεταγωγέας - για να εφαρμόσετε εναλλασσόμενο ρεύμα στο ρότορα.
- Βούρτσες - Για να κάνετε επαφή μεταξύ τροφοδοσίας και μετατροπέα.
Αρχή λειτουργίας
Όταν η τροφοδοσία είναι ενεργοποιημένη, οι βούρτσες παρέχουν ρεύμα στους μεταγωγείς. Αυτά τα μεταγωγείς συνδέονται με τα περιστρεφόμενα πηνία, ένα σε κάθε άκρο. Το ρεύμα περνά από μεταγωγείς στο πηνίο, τοποθετημένο ανάμεσα στους πόλους των μόνιμων μαγνητών, στάτορα. Όταν το ρεύμα κινείται στο πηνίο, το μαγνητικό πεδίο προκαλείται γύρω από το πηνίο.
Αυτό το μαγνητικό πεδίο έρχεται σε επαφή με το μαγνητικό πεδίο των μόνιμων μαγνητών και λόγω του χαρακτηριστικού του μαγνητισμού που όπως οι πόλοι απωθούν ο ένας τον άλλον και σε αντίθεση με τους πόλους, το πηνίο αρχίζει να περιστρέφεται. Όταν ο ρότορας περιστρέφεται ο άξονας που συνδέεται με αυτόν περιστρέφεται επίσης, μετατρέποντας έτσι το εφαρμοζόμενο ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια.
Ηλεκτρογεννήτρια
Η συσκευή που μπορεί να μετατρέψει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια ονομάζεται γεννήτρια. Οι απαιτήσεις υλικού της γεννήτριας είναι οι ίδιες αλλά η αρχή λειτουργίας διαφέρει. Εδώ όταν εφαρμόζεται η μηχανική ενέργεια στον άξονα, ο ρότορας περιστρέφεται και ξεκινά αυτή η κίνηση του ρότορα μεταξύ των μόνιμων μαγνητών παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσα στα πηνία του ρότορα. Αυτή η ηλεκτρική ενέργεια συλλέγεται από τις βούρτσες.
Ηλεκτρική γεννήτρια
Σύγκριση μεταξύ ηλεκτρικού κινητήρα και γεννήτριας
Ηλεκτρικός κινητήρας | Ηλεκτρογεννήτρια |
| Παράγει μηχανική ενέργεια από ηλεκτρική ενέργεια. | Παράγει ηλεκτρική ενέργεια από μηχανική ενέργεια |
| Απαιτείται ηλεκτρική ενέργεια για τη λειτουργία του. | Παράγει ηλεκτρική ενέργεια. |
| Ο αριστερός κανόνας Flemings ακολουθείται για να γνωρίζει την κατεύθυνση της κίνησης. | Ο δεξιός κανόνας του Fleming ακολουθείται για να γνωρίζει την κατεύθυνση της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας. |
| Η πηγή ενέργειας είναι ηλεκτρικά δίκτυα, ηλεκτρική παροχή. | Πηγή ενέργειας είναι οι ατμοστρόβιλοι, οι στρόβιλοι νερού, οι κινητήρες εσωτερικής καύσης. |
| Οι κινητήρες χρησιμοποιούνται σε αυτοκίνητα, ανελκυστήρες, ανεμιστήρες, αντλίες κ.λπ. | Οι γεννήτριες χρησιμοποιούνται σε αλυσίδες τροφοδοσίας σε βιομηχανίες, σκοπούς δοκιμών στο εργαστήριο, γενικός φωτισμός, τροφοδοσία μπαταριών κ.λπ. |
Διαφορά μεταξύ του κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος και του κινητήρα συνεχούς ρεύματος
- Στο Κινητήρας AC , η πηγή ισχύος είναι τροφοδοσία εναλλασσόμενου ρεύματος ενώ στο ρεύμα κινητήρα DC λαμβάνεται από μπαταρίες.
- Στους κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος δεν χρησιμοποιούνται μεταγωγείς και βούρτσες, ενώ στους κινητήρες DC αυτά διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη λειτουργία τους.
- Σε κινητήρες AC το οπλισμός είναι ακίνητο και το μαγνητικό πεδίο περιστρέφεται ενώ στους κινητήρες DC είναι αντίστροφο.
- Οι κινητήρες AC είναι κατάλληλοι για μεγάλες βιομηχανικές εφαρμογές ενώ Κινητήρες DC είναι κατάλληλα για οικιακές εφαρμογές.
Διαφορά μεταξύ της γεννήτριας AC και της γεννήτριας DC
- Η γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος παράγει εναλλασσόμενη ηλεκτρική ενέργεια ενώ Γεννήτρια DC παράγει DC ηλεκτρική ισχύ.
- Στη γεννήτρια DC το ρεύμα ρέει προς μία κατεύθυνση ενώ στη γεννήτρια εναλλασσόμενο ρεύμα αντιστρέφεται περιοδικά.
- Στο DC χρησιμοποιούνται διαχωριστικοί δακτύλιοι φθοράς γρήγορα, ενώ σε γεννήτρια AC χρησιμοποιούνται δακτύλιοι ολίσθησης, οπότε έχουν υψηλή απόδοση.
- Οι γεννήτριες AC χρησιμοποιούνται για μικρές οικιακές εφαρμογές ενώ οι γεννήτριες DC χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία μεγάλων κινητήρων.
Αυτές είναι οι κύριες διαφορές μεταξύ Κινητήρας και γεννήτρια . Με βάση τις εφαρμογές, τις απαιτήσεις και τον τύπο τροφοδοσίας γίνεται επιλογή μεταξύ κινητήρων και γεννητριών. Υπάρχουν διάφοροι τύποι σε κινητήρες AC και γεννήτριες AC, καθώς και σε κινητήρες DC και γεννήτριες DC. Μερικοί από τους τύπους στις γεννήτριες συνεχούς ρεύματος είναι γεννήτρια πληγών διακλάδωσης, γεννήτριες τραυμάτων σειράς κ.λπ.
