تبدیل ژنراتورها به برق تک فاز یا سه فاز

در برسی ژنراتور های باید به این توجه نمود که علاوه بر اطمینان از مطابقت فرکانس ژنراتور با فرکانس شبکه یا وسایل برقی، ولتاژ خروجی ژنراتور باید با ولتاژ عملیاتی شبکه یا وسایل برقی شده توسط ژنراتور مطابقت داشته باشد و نباید بین ولتاژ شبکه و ولتاژ ژنراتور اختلاف فاز وجود داشته باشد.

برای درک تبدیل ژنراتور سه فاز به تک فاز و بالعکس، اجازه دهید ابتدا نگاهی کوتاه به پیکربندی داخلی این دو نوع ژنراتور بیندازیم.

ژنراتورهای تک فاز:

در یک ژنراتور تک فاز، استاتور دارای تعدادی سیم پیچ است که به صورت سری به هم متصل شده اند تا یک مدار واحد را تشکیل دهند که در آن ولتاژ خروجی تولید می شود.

ولتاژ برابر در تمام سیم‌پیچ‌های استاتور در فاز با یکدیگر:

به عنوان مثال، در یک ژنراتور 4 قطبی، چهار قطب روتور به طور مساوی در اطراف قاب استاتور قرار گرفته اند. در هر نقطه زمانی معین، هر قطب روتور نسبت به سیم‌پیچ‌های استاتور در موقعیتی مشابه هر قطب روتور دیگر قرار دارد. از این رو، ولتاژهای القا شده در تمام سیم‌پیچ‌های استاتور دارای مقدار و دامنه یکسان و در هر زمان با یکدیگر فاز هستند.

اتصال سری سیم پیچ های استاتور

همچنین، از آنجایی که سیم‌پیچ‌ها به صورت سری به هم متصل می‌شوند، ولتاژهای تولید شده در هر سیم‌پیچ با هم جمع می‌شوند تا یک ولتاژ خروجی نهایی ژنراتور تولید شود که چهار برابر ولتاژ هر یک از سیم‌پیچ‌های استاتور است.

توزیع برق تکفاز معمولاً در مناطق مسکونی و همچنین در مناطق روستایی که معمولا غیر متداول است و هزینه راه اندازی شبکه توزیع سه فاز بالا است، استفاده می شود.

ژنراتورهای سه فاز:

در یک ژنراتور سه فاز، سه سیم پیچ تکفاز به گونه ای قرار گرفته اند که بین ولتاژهای القا شده در هر یک از سیم پیچ های استاتور 120 درجه اختلاف فاز وجود دارد. این سه فاز مستقل از یکدیگر هستند.

پیکربندی ستاره یا Y

در یک اتصال ستاره یا Y، یک سرب از هر سیم پیچ به شکل خنثی متصل می شود. انتهای مخالف هر سیم پیچ، که به عنوان انتهای پایان شناخته می شود، به یک ترمینال خط متصل می شود. این ولتاژ خطی بیشتر از ولتاژ مجزا در هر سیم پیچ تولید می کند.

پیکربندی دلتا

در یک پیکربندی دلتا، انتهای شروع یک فاز به انتهای پایان فاز مجاور متصل می شود. این ولتاژ خطی برابر با ولتاژ فاز تولید می کند. تاسیسات برق و ژنراتورهای تجاری، برق سه فاز تولید می کنند.

تبدیل فاز در ژنراتورها:

پیکربندی مجدد اتصال سیم پیچ

یک ژنراتور سه فاز را می توان با تغییر اتصال بین سیم پیچ های استاتور آن در داخل یا خارج سر ژنراتور به تک فاز تبدیل کرد. به عنوان مثال، در مورد یک ژنراتور 3 فاز، شما 6 لید خواهید داشت. ژنراتورهای بزرگتر معمولاً دارای 12 سیم از شش سیم پیچ هستند و تمام سیم ها از ژنراتور خارج می شوند و پیکربندی ژنراتور را به روش های مختلف آسان تر می کنند.

• اتصال سیم پیچ ها به صورت سری باعث تبدیل ژنراتور به تک فاز می شود.
• با اتصال سیم پیچ های مخالف به صورت سری، می توانید ولتاژ خروجی را دو برابر کنید.
• یک اتصال موازی جریان جریان را دو برابر می کند.

بخش دشوار پیکربندی مجدد یک ژنراتور در نگاشت سیم های خارج شده از ژنراتور به سیم پیچ هایی است که به آنها متصل هستند. برای سیم کشی ژنراتور ها نیازمند به یک فرد متخصص است یا این که ویدیویی در باره نحوه سیم کشی ژنراتور خود بخوانید.

بارهای تک فاز با ضربه مرکزی به ژنراتورهای سه فاز

یک ژنراتور سه فاز را می توان به صورت ترکیبی از سه واحد تک فاز مشاهده کرد. بارهای تک فاز را می توان به یکی از روش های زیر به ژنراتور سه فاز متصل کرد.

• بار را بین یک هادی فاز و خنثی سیستم وصل کنید. این معمولا برای بارهای کم مصرف انجام می شود.
• بار را در دو هادی برق در یک اتصال فاز به فاز وصل کنید. این معمولاً برای بارهای پرقدرت مانند کولرها یا بخاری ها انجام می شود و 208 ولت را تأمین می کند. با این حال، این ممکن است منجر به عملکرد ضعیف
• شود زیرا دستگاه ها برای کار به 240 ولت نیاز دارند و با 75 درصد ظرفیت نامی خود در 208 ولت کار می کنند.

مبدل های فاز:

مبدل فاز دوار (RPC) را می توان مستقیماً به یک ژنراتور تک فاز وصل کرد تا منبع تغذیه سه فاز تولید کند. این نیاز به یک پیکربندی ساده شامل دو اتصال ورودی دارد که به عنوان ورودی‌های غیرفعال از یک ژنراتور تک فاز شناخته می‌شوند. ولتاژی در ترمینال سوم تولید می شود که به برق تک فاز متصل نیست. ولتاژ القایی در فاز با ولتاژ دو ترمینال دیگر 120 درجه متفاوت است.

درایوهای سرعت متغیر (VSD) / درایوهای فرکانس متغیر (VFD) / اینورترها

این ها شبیه مبدل های فاز دوار هستند. ترکیب ژنراتور تک فاز VFD در مورد کاربردهایی که به کمتر از 20 اسب بخار نیرو نیاز دارند موثرترین است.

انتخاب بین ژنراتورهای تک فاز و سه فاز

خروجی ژنراتورهای تک فاز معمولاً به ۲۵ کیلو ولت آمپر محدود می شود. در رتبه های بالاتر، هزینه کمتری برای تامین برق تک فاز از یک ژنراتور سه فاز نسبت به خرید واحدهای تک فاز اختصاصی برای بارهای بالاتر است.

انتخاب بین خروجی تک فاز و سه فاز صرفاً به نوع کاربرد مورد استفاده بستگی دارد. ژنراتورهای تک فاز برای خروجی تک فاز بهترین گزینه هستند در حالی که ژنراتورهای سه فاز به راحتی می توانند برق تک فاز و سه فاز را تامین کنند. اگر همه وسایل برقی شما با برق تک فاز کار می کنند، انتخاب ژنراتور تک فاز منطقی است. اگر نیاز به استفاده از وسایلی دارید که در فازهای مختلف کار می کنند، یک ژنراتور سه فاز بهترین خدمات را به شما خواهد داد. با این حال، در نظر گرفتن توازن بار در هنگام بالا بردن یک ژنراتور تک فاز به یک واحد سه فاز ضروری است.