เครื่อง generator หลักการทํางาน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนแปลงพลังงานกลมาเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยอาศัยการเหนี่ยวนำของแม่เหล็กตามหลักการของ ไมเคิล ฟาราเดย์ คือ การเคลื่อนที่ของขดลวดตัวนำผ่านสนามแม่เหล็ก หรือการเคลื่อนที่แม่เหล็กผ่านขดลวดตัวนำ จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นในขดลวดตัวนำนั้น

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามี 2 ชนิด คือชนิดกระแสตรงเรียกว่า ไดนาโม(Dynamo) และชนิดกระแสสลับเรียกว่า อัลเตอร์เนเตอร์(Alternator) สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้งานในเชิงอุตสาหกรรมนั้น โดยมากจะเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดกระแสสลับ ซึ่งมีทั้งแบบ 1 เฟส และแบบ 3 เฟส โดยเฉพาะเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่ใช้ตามโรงไฟฟ้าจะเป็นเครื่องกำเนิดแบบ 3 เฟสทั้งหมด เนื่องจากสามารถผลิตและจ่ายกำลังไฟฟ้าได้เป็นสามเท่าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ 1 เฟส

โดยทั่วไปแล้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วน คือส่วนที่เรียกว่า โรเตอร์(Rotor) ซึ่งจะมีขดลวดตัวนำฝังอยู่ในร่องรอบแกนโรเตอร์ที่ทำจากแผ่นเหล็กซิลิคอน(Silicon Steel Sheet) ขนาดหนาประมาณ 0.35-0.5 มิลลิเมตร นำมาอัดแน่นโดยระหว่างแผ่นเหล็กซิลิคอนจะมีฉนวนเคลือบ ทั้งนี้เพื่อลดการสูญเสียที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าไหลวน (Eddy Current) ภายในแกนเหล็กของโรเตอร์จะได้รับไฟฟ้ากระแสตรงจากเอ็กไซเตอร์(Excitor) เพื่อทำหน้าที่ในการสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้น อีกส่วนหนึ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือส่วนที่อยู่กับที่ เรียกว่า สเตเตอร์(Stator) ภายในร่องแกนสเตเตอร์ มีขดลวดซึ่งทำจากแผ่นเหล็กอัดแน่นเช่นเดียวกับโรเตอร์ฝังอยู่ อาศัยหลักการของการเคลื่อนที่ของแม่เหล็กผ่านลวดตัวนำ จะทำให้เกิดการเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าที่สเตเตอร์และนำแรงดันไฟฟ้านี้ไปใช้ต่อไป

อุปกรณ์ประกอบที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ คือ เอ็กไซเตอร์อยู่แกนเดียวกับโรเตอร์ ทำหน้าที่ผลิตไฟฟ้ากระแสตรงป้อนให้แก่โรเตอร์ (D.C. Exciting Current) เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นบนโรเตอร์ ชนิดของเอ็กไซเตอร์จะเป็นแบบไฟฟ้ากระแสตรง หรืออาจจะใช้แบบกระแสสลับ แล้วผ่านวงจรแปลงไฟฟ้าให้เป็นกระแสตรงก่อนป้อนเข้าสู่โรเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่มักจะใช้เอ็กไซเตอร์ชนิดหลังเป็นส่นมาก

การควบคุมแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สามารถกระทำได้โดยการปรับความเข้มของสนามแม่เหล็กที่โรเตอร์สร้างขึ้นด้วยการปรับกระแสไฟฟ้าตรงที่ป้อนให้กับโรเตอร์ ส่วนความถี่ของไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นอยู่กับปัจจัย 2 อย่าง คือ ความเร็วรอบที่โรเตอร์หมุน ยิ่งหมุนรอบมากความถี่ไฟฟ้าก็จะยิ่งสูง และจำนวนขั้วแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นบนโรเตอร์ ยิ่งมีขั้วมากเท่าไร ความถี่ไฟฟ้าก็จะมากขึ้นตาม

ในปัจจุบันเครื่องกําเนิดไฟฟ้า ถือว่ามีความจําเป็นสําหรับสถานประกอบ การทั้งของภาครัฐและภาคเอกชน ที่มีกิจกรรมโดยอาศัยพลังงานไฟฟ้าเป็นหลัก เพราะหากเมื่อใดที่พลังงานไฟฟ้าเมนหลักจากการไฟฟ้ามีปัญหา ไม่สามารถจ่าย กระแสไฟฟ้าได้ เครื่องกําเนิดไฟฟ้าจะสตาร์ทการทํางาน เพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า สํารอง ไม่ให้การใช้ไฟฟ้ามีการขาดตอนและป้องกันความเสียหายให้กับระบบ การทํางานได้ หรือจําเป็นต้องใช้กระแสไฟฟ้าไปหล่อเลี้ยงเครื่องมือและอุปกรณ์ต่างๆ ที่สําคัญ เช่น โรงพยาบาล ชุมสายโทรศัพท์ หรือคลังน้ำมัน เป็นต้น ทั้งนี้ คงจะเป็นความเสียหายที่ไม่อาจจะรับได้ หากเกิดไฟดับในขณะที่ทีมแพทย์และ พยาบาลกําลังผ่าตัดเพื่อช่วยชีวิตคนไข้

• ความเป็นมาของ เครื่องปั่นไฟ ที่คุณควรรู้

เครื่องกําเนิดไฟฟ้า จึงถือเป็นส่วนหนึ่งในแผนฉุกเฉินที่มีความสําคัญ เพื่อป้องกันความเสียหายใดๆ ที่อาจเกิดขึ้นสําหรับสถานประกอบการต่างๆ ที่มีกิจกรรมมากมายที่ต้องอาศัยพลังงานไฟฟ้า ซึ่งได้รับการรับรองคุณภาพจากมาตรฐานของสถาบันชั้นนํา จําเป็นจะต้องมีแผนสํารองการใช้พลังงานไฟฟ้า โดย จะต้องติดตั้งเครื่องกําเนิดไฟฟ้าที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในยามที่ไฟฟ้าดับ และสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าไปยังกิจกรรมที่ต้องอาศัยพลังงานไฟฟ้าเป็น หลักได้เพียงพอ

เครื่องกําเนิดไฟฟ้า คืออะไร

เครื่องกําเนิดไฟฟ้า คือ เครื่องมือชนิดหนึ่งที่ใช้สําหรับแปลงพลังงานกล เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยจะอาศัยหลักการทํางาน 2 รูปแบบด้วยกันคือ
1 สนามแม่เหล็กที่ตัดผ่านขดลวด “สนามแม่เหล็กเคลื่อนที่ตัดผ่านขดลวดซึ่งอยู่กับที่”
2 ขดลวดที่ตัดผ่านสนามแม่เหล็ก “ขดลวดเคลื่อนที่ตัดผ่านสนามแม่เหล็ก”
ซึ่งทั้ง 2 รูปแบบนี้ จะได้พลังงานไฟฟ้าออกมา ทั้งนี้ ไม่ว่าเครื่องกําเนิดไฟฟ้าจะ อาศัยหลักการทํางานในรูปแบบใด จะประกอบด้วยส่วนที่สําคัญ 2 ส่วน คือ ส่วน แรก Field (ฟิวส์) หรือที่เรียกว่า สนามแม่เหล็ก ซึ่งส่วนนี้จะเป็นส่วนที่สร้างสนาม แม่เหล็กขึ้นมา ด้วยพลังงานไฟฟ้าส่วนหนึ่ง “แม่เหล็กไฟฟ้า” และส่วนที่สอง คือ Armature (อาร์เมเจอร์ หรือขดลวดอาร์เมเจอร์) หรือที่เรียกว่า “แรงดันไฟฟ้า” โดยส่วนนี้จะเป็นส่วนที่สร้างแรงดันไฟฟ้า ซึ่งส่วนประกอบหลักนี้ จะมีอยู่ในเครื่อง กําเนิดไฟฟ้าทั้งแบบสนามแม่เหล็กเคลื่อนที่ตัดผ่านขดลวดซึ่งอยู่กับที่ และแบบขดลวดเคลื่อนที่ตัดผ่านสนามแม่เหล็ก

การเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า

เมื่อใดที่ตัวนําและสนามแม่เหล็ก (ขดลวดอาร์เมเจอร์และขดลวดแกนแม่ เหล็ก “แม่เหล็กไฟฟ้าชั่วคราว” หรือ “แร่ที่เป็นแม่เหล็กถาวรตามคุณสมบัติ”) มี การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ หรือ Relative Motion ตามทิศทางที่ตัวนําเคลื่อนที่ติดกับ เส้นแรงแม่เหล็กหรือสนามแม่เหล็ก แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนําให้เกิดขึ้น กับตัวนํา โดยเครื่องกําเนิดไฟฟ้านั้น ขนาดหรือปริมาณแรงเคลื่อนเหนี่ยวนําที่เกิด ขึ้น ล้วนขึ้นอยู่กับความเข้มของสนามแม่เหล็กโดยตรง ซึ่งเป็นอัตราที่เส้นแรงแม่ เหล็กตัด เช่นนั้น หากเครื่องกําเนิดไฟฟ้าเครื่องหนึ่ง มีสนามแม่เหล็กมีความเข้ม มากกว่า หรือมีจํานวนของเส้นแรงแม่เหล็กที่ตัดตามเวลาที่กําหนดที่ค่ามากกว่า ก็ แสดงว่าเครื่องกําเนิดไฟฟ้าเครื่องนี้จะมีค่าแรงเคลื่อนเหนี่ยวนําที่มากกว่าเช่นกัน

หลักการเบื้องต้นของการเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า คือ ทิศทางหรือขั้วของแรง เคลื่อนที่เกิดขึ้น ทั้งนี้สามารถหาได้โดยใช้กฏมือขวาสําหรับเครื่องกําเนิดไฟฟ้า หรือกฎมือขวาของเฟรมมิ่ง ซึ่งแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในหลักการทํางานของ เครื่องกําเนิดไฟฟ้า มีความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกับกฎมือขวาของเฟรมมิ่ง โดยให้ กางมือขวาออก แต่จะต้องให้นิ้วหัวแม่มือ นิ้วชี้ และนิ้วกลาง อยู่ในตําแหน่งที่ตั้ง ฉากซึ่งกันและกันทุกนิ้ว

นิ้วชี้ = ทิศทางสนามแม่เหล็ก
นิ้วหัวแม่มือ = ทิศทางการเคลื่อนที่ของตัวนํา
นิ้วกลาง = ทิศทางของกระแสที่ไหลในตัวนํา
เมื่อนํากฎมือขวามาเทียบกับหลักการทํางานของเครื่องกําเนิดไฟฟ้า จึง ทดลองโดยกําหนดขดลวดเพียงรอบเดียวตามรูปข้างบน จะสังเกตเห็นว่ามีแรง เคลื่อนไฟฟ้าที่ถูกเหนี่ยวนําให้เกิดขึ้น 2 ปริมาณ บนด้านทั้งสองของวงขดลวด และมีขนาดเท่ากัน ซึ่งทิศทางการเกิดขึ้นของแรงเคลื่อนจะอยู่ในลักษณะอนุกรม กัน หากนําไปเทียบกับปลายทั้งสองของวงขดลวดที่เปิด เช่นนั้น ผลการทดลองที่ เกิดขึ้น ปริมาณหรือขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่คร่อมอยู่ที่ปลายระหว่างทั้งสอง ของขดลวด จะมีปริมาณหรือขนาดเป็น 2 เท่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ถูกเหนี่ยวนํา ในแต่ละด้านของวงขดลวด จากผลที่เกิดขึ้นนี้ เราจะสังเกตได้ว่า การเคลื่อนที่ที่ สัมพัทธ์ คือ ความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีขนาดสองอันไม่เท่ากัน อีกทั้งยัง มีความแตกต่างของความเร็วระหว่างวัตถุทั้งสองอันด้วย โดยที่วัตถุอันหนึ่งจะต้อง นิ่งอยู่กับที่ ในขณะที่วัตถุอีกหนึ่งจะต้องเคลื่อนที่

การกําหนดขั้วแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้น

ตามหลักวงจรการไหลของกระแสไฟฟ้า อิเล็กตรอนจะไหลจากขั้วลบไปยัง ขั้วบวกตามวงจร แต่ตัวเครื่องกําเนิดไฟฟ้าไม่ได้เป็นวงจรไฟฟ้า โดยเครื่องกําเนิดไฟฟ้าเป็นแหล่งผลิตและแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้า เครื่องกําเนิดไฟฟ้าจึงเป็นเพียง องค์ประกอบส่วนหนึ่งในวงจรไฟฟ้า เช่นนั้น ถ้าเครื่องกําเนิดไฟฟ้าถูกต่อให้ครบ วงจร กระแสอิเล็กตรอนที่ไหลอยู่ภายในตัวเครื่องกําเนิดไฟฟ้าจะไหลจากขั้วบวก ไปยังขั้วลบ ซึ่งสวนทางกันกับวงจรกระแสไฟฟ้าที่ไหลจากขั้วลบไปขั้วบวก

เช่นนั้น จึงต้องมีการกําหนดขั้วให้กับเครื่องกําเนิดไฟฟ้าเพื่อหาเหตุผลว่า กระแสอิเล็กตรอนที่ถูกเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นในเครื่องกําเนิดไฟฟ้าเกิดประจุไฟฟ้า ที่ขั้วเอาต์พุตได้อย่างไร เพราะกระแสเหนี่ยวนําเป็นตัวทําให้อิเล็กตรอนไหลไป ในทิศทางที่เกิดการสะสม เพราะเหตุนี้ขั้วทั้งสองของเครื่องกําเนิดไฟฟ้า จึงจะต้องกําหนดให้มีความสัมพัทธ์สอดคล้องกับประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้น เนื่องจากเมื่อต่อโหลดเข้ากับเครื่องกําเนิดไฟฟ้าแล้ว กระแสอิเล็กตรอนที่ไหลผ่านโหลดจะไหลจาก ขั้วลบไปยังขั้วบวก ในขณะที่กระแสไฟฟ้าจะไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ เพราะได้ มีการกําหนดให้กระแสไฟฟ้ามีทิศทางการไหลที่ตรงกันข้ามกับอิเล็กตรอน
ดังนั้นขั้วเอาต์พุตของเครื่องกําเนิดไฟฟ้าที่ถูกตั้งค่าหรือกําหนดขึ้น เพื่อให้ ได้ทราบว่า เมื่อนําโหลดต่อเข้ากับขั้วทั้งสองของเครื่องกําเนิดไฟฟ้าแล้ว กระแส อิเล็กตรอนที่ไหลผ่านโหลด จะไหลจากขั้วลบไปยังขั้วบวก หรือกระแสไฟฟ้าจะ ไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบนั่นเอง

ชนิดของเครื่องกําเนิดไฟฟ้า

นับตั้งแต่ไมเคิล ฟาราเดย์ ค้นพบหลักการทํางานของเครื่องกําเนิดไฟฟ้า มาจนถึงปัจจุบันได้มีการคิดค้นพัฒนาต่อยอดเครื่องกําเนิดไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง แบบกําเนิดไฟฟ้าด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า และกําเนิดด้วยไฟฟ้าสถิต ซึ่งเครื่อง กำเนิดเนิดไฟฟ้าที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน จะมีเครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสตรง เครื่อง กำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ และไดนาโมที่สามารถกําเนิดทั้งไฟฟ้ากระแสตรงและ ไฟฟ้ากระแสสลับ

• การเลือกเครื่องปั่นไฟที่คุ่มค่า คุ้มราคา

เครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสตรง (DC Generators)

เครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสตรง คือ เครื่องกลที่ต้องรับพลังงานจาก ภายนอกเพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยใช้หลักการเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า เหนี่ยวนํา ซึ่งอาศัยหลักการใช้ตัวนําเคลื่อนที่ตัดผ่านสนามแม่เหล็ก ในรูปแ9แยก (Split Ring) หรือที่เรียกว่า คอมมิวเตเตอร์ (Commutator) เมื่อแรงเคลื่อน ไฟฟ้ากระแสสลับ ไหลมาถึงซีคอมมิวเตเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับนี้จะถูกเปลี่ยนใจ เป็นไฟฟ้ากระแสตรง และไหลออกสู่วงจรภายนอกโดยผ่านแปรงถ่าน (Brushes ทั้งนี้ เครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสตรงจะสามารถจําแนกชนิดตามลักษณะของการ จ่ายกระแสไฟฟ้า (กระตุ้นขดลวดสนามแม่เหล็ก) ให้กับขดลวดสนามแม่เหล็ก โดยจะมี 2 ลักษณะ

1. เครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสตรงชนิดกระตุ้นภายนอก Separately Excite DC. Generator (ใช้กระแสไฟฟ้ากระตุ้นขดลวดสนามแม่เหล็ก จากแหล่งจ่ายภายนอก) 
2. เครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสตรงชนิดกระตุ้นในตัว Self Excite DC Generator (กระแสไฟฟ้าที่ใช้กระตุ้นขดลวดสนามแม่เหล็กได้จากการเหนียวนําของสนามแม่เหล็กที่ตกค้างในตัวเครื่องกําเนิดไฟฟ้า)
ทั้งนี้ เครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสตรงนั้น ส่วนที่สร้างสนามแม่เหล็กหรือ ฟิวส์จะเป็นส่วนที่อยู่กับที่ “ไม่เคลื่อนที่” ส่วนอาร์เมเจอร์จะเป็นส่วนที่เคลื่อนที่ นอกจากนี้คอมมิวเตเตอร์ของเครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสตรง จะมีเพียงวงเดียว ซึ่งเป็นส่วนที่สัมผัสกับแปรงถ่าน ซึ่งทําหน้าที่เชื่อมต่อไฟฟ้ากระแสตรงออกสู่ ภายนอก

เครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ (Ac Generator)

เครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ คือ เครื่องกลที่ต้องรับพลังงานจากภายนอกเพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยใช้หลักการเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยว นำซึ่งอาศัยหลักการใช้ตัวนําเคลื่อนที่ตัดผ่านสนามแม่เหล็ก เช่นเดียวกับหลักการทํางานของเครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสตรง แต่กระแสสลับจะไม่มีคอมมิวเตอร์ (Commutator) และวงแหวนอื่น (Slip Ring) จะไม่แยกแต่จะมีลักษณะ 2 วง เมื่อขดลวดอาร์เมเจอร์หมุนตัว จะได้กระแสไฟฟ้าวิ่งกลับไปมาในวงจร (กระแสสลับ) โดยเมื่อแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับไหลมาถึงวงแหวนลื่น แรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับนี้ จะไหลออกสู่วงจรภายนอกโดยผ่านแปรงถ่าน

โดยทั่วไปแล้วเครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่นิยมใช้กัน คือ เครื่องกําเนิด ไฟฟ้ากระแสสลับขนาดกลาง เช่น โรงพยาบาล อาคารสูงที่จะต้องใช้ลิฟต์ หรือ โรงงานอุตสาหกรรมบางประเภทที่ไม่สามารถหยุดเครื่องจักรการผลิตได้ ซึ่ง

ลักษณะทั่วไปของเครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ จะถูกออกแบบให้ขั้วแม่เหล็ก เป็นโรเตอร์ (Rotor) โดยโรเตอร์นี้จะถูกขับเคลื่อน (ส่วนที่เคลื่อนที่) ด้วยต้นกําลัง อย่าง เครื่องยนต์ดีเซล กังหันน้ํา กังหันลม หรือกังหันแก๊ส สําหรับส่วนที่อยู่กับ ที่ คือ ขดลวดอาร์เมเจอร์ที่สร้างแรงดันไฟฟ้า (กําเนิดไฟฟ้า) จะติดอยู่บนโครงซึ่ง เป็นส่วนที่อยู่กับที่ (ไม่เคลื่อนที่) หรือที่เรียกว่าสเตเตอร์ (Stator)

ในเริ่มต้นของการศึกษาเรื่องหลักการทํางานของเครื่องกําเนิดไฟฟ้า เพียง จําไว้ว่าโรเตอร์ (Rotor) ของเครื่องกําเนิดไฟฟ้า คือ ส่วนที่เคลื่อนที่ (ส่วนที่จะ ต้องหมุน) ส่วนสเตเตอร์ (Stator) คือ ส่วนที่อยู่กับที่ (ติดตั้งบนโครงเครื่อง หรือ Frame) อย่างที่เคยได้อธิบายรูปแบบการทํางานของเครื่องกําเนิดไฟฟ้าไปแล้ว ว่า เครื่องกําเนิดไฟฟ้าจะอาศัยหลักการทํางาน 2 รูปแบบด้วยกันคือ 1) สนาม แม่เหล็กที่ตัดผ่านขดลวด “สนามแม่เหล็กเคลื่อนที่ตัดผ่านขดลวดซึ่งอยู่กับที่” และ 2) ขดลวดที่ตัดผ่านสนามแม่เหล็ก “ขดลวดเคลื่อนที่ตัดผ่านสนามแม่เหล็ก” เช่นนั้น หากสนามแม่เหล็กเป็นส่วนที่หมุนเคลื่อนที่ นั่นหมายถึงโรเตอร์ แต่หาก สนามแม่เหล็กเป็นส่วนที่อยู่กับที่ติดกับโครงเครื่อง นั่นหมายถึงสเตเตอร์ และ สิ่งเหล่านี้คือข้อแตกต่างสําหรับเครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสตรง และเครื่องกําเนิด ไฟฟ้ากระแสสลับ โดยกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง ขดลวดอาร์เมเจอร์จะเป็นส่วนที่เคลื่อนที่ (โรเตอร์) และสนามแม่เหล็กจะเป็นส่วนที่อยู่กับที่ (สเตเตอร์) แต่สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ จะตรงกันข้ามกัน สนามแม่เหล็กเป็นโรเตอร์ ส่วนขดลวดอาร์เมเจอร์เป็นสตเตอร์ หรือเครื่องกำเนอดไฟฟ้าแบบขั้วแม่เหล็กหมุนนั่นเอง

ขนาดเครื่องกําเนิดไฟฟ้า

ในปัจจุบันเครื่องกําเนิดไฟฟ้ากลายเป็นที่นิยมสําหรับกิจกรรมด้าน การเกษตร โดยเครื่องกําเนิดไฟฟ้าจะมีชื่อเรียกกันจนติดปากอีกชื่อหนึ่งว่า “เครื่องปั่นไฟ” ซึ่งกิจกรรมต่างๆ ความจําเป็นในการใช้เครื่องกําเนิดไฟฟ้า เช่น โรงพยาบาล คลังน้ำมัน อาคารสูงที่มีลิฟต์ หรือโรงงานอุตสาหกรรมที่มีความ จําเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้าตลอดเวลา สถานประกอบการเหล่านี้ จะนิยมใช้เครื่องกําเนิดไฟฟ้าขนาดกลาง และในสถานที่อาจมีมากกว่า 1 เครื่อง เพื่อรองรับ การใช้พลังงานไฟฟ้าในยามที่กระแสไฟฟ้าเมนหลักดับ โดยเฉพาะกิจกรรมด้าน การเกษตร เครื่องกําเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กยังสามารถช่วยให้การทํางานในพื้นที่ที่ ไม่มีกระแสไฟฟ้า หรือไฟฟ้าเมนหลักเข้าไม่ถึง เช่น การสูบน้ำโดยใช้เครื่องปั้มน้ํา ไฟฟ้า หรือความต้องการในการใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างแสงสว่าง ในพื้นที่กระแสไฟฟ้าเข้าไม่ถึง เป็นต้น

โดยเครื่องกําเนิดไฟฟ้าขนาดกลางและขนาดเล็ก (เครื่องปั่นไฟ) ส่วน ใหญ่จะได้พลังงานกลภายนอกจากเครื่องยนต์ ซึ่งจะต้องใช้น้ํามันเป็นเชื้อเพลิง ในการจุดระเบิดทํางาน เพื่อสร้างแรงหมุนส่งต่อไปยังเครื่องกําเนิดไฟฟ้า ทําให้ขดลวดเกิดการตัดผ่านสนามแม่เหล็ก จึงจะได้กระแสไฟฟ้าออกมาใช้งานตาม วัตถุประสงค์ ซึ่งถือว่าเป็นเรื่องที่สะดวกมาก สําหรับการทํางานในพื้นที่ที่ไม่มี กระแสไฟฟ้าใช้ เช่น สมมุติว่าเกษตรกรคนหนึ่งจําเป็นจะต้องสูบน้ำจากคลอง ชลประทานเข้าสู่พื้นที่การเกษตรของตนเอง “แต่เขาไม่มีเครื่องปั๊มน้ำแบบ เครื่องยนต์” แต่มีเครื่องปั้มน้ำไฟฟ้า

เครื่องกําเนิดไฟฟ้า ขนาดเล็ก

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก ( <1 kVA – 20 kVA) หรือเครื่องปั่นไฟที่เราเรียกกันจนติดปากจะมีขนาดกะทัดรัด “แต่ต้อง 2 คนหิ้ว” บางยี่ห้อใส่ล้อเลื่อนเพื่อความสะดวกในการเคลื่อนย้าย ถ้าใครนึกขนาดไม่ออก “ก็ขนาดพอๆ กับปั๊มลมตามร้านปะยางมอเตอร์ไซค์” เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กถือว่าได้รับความนิยมสูงมากในปัจจุบัน เนื่องจากเป็นอุปกรณ์ที่เคลื่อนย้ายง่าย และสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าที่ไหนก็ได้ ขอเพียงมีน้ำมันเชื้อเพลิง นอกจากนี้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก ยังมีทั้งแบบระบบกระไฟฟ้าเฟสเดียวและแบบ 3 เฟส โดยพลังงานกลภายนอกที่ได้จากเครื่องยนต์นั้น จะมีทั้งแบบใช้น้ำมันดีเซลและน้ำมันเบนซิน ซึ่งก็แล้วเหมาะสมในการเลือกใช้งาน ทั้งนี้ จะขอแนะนำเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะ เป็นนิยมใช้งานในปัจจุบัน เผื่อว่าใครกำลังตัดสินใจเลือกซื้อเครื่องปั่นไฟสักเครื่องมาใช้งาน

เครื่องกําเนิดไฟฟ้า Honda

เครื่องยนต์ Honda ถือว่ามีชื่อเสียงในระดับเอเชียมายาวนาน โดยเฉพาะ เครื่องยนต์เบนซินที่ทางค่ายได้มีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง เช่นนั้น จุดเด่นของ เครื่องกําเนิดไฟฟ้า Honda ก็คือ เครื่องยนต์ที่ทนทาน ทํางานได้ดีไม่ค่อยจะมี ปัญหา และอะไหล่ก็หาง่ายอีกด้วย

เครื่องกําเนิดไฟฟ้าระบบ Inverter Honda

เครื่องกําเนิดไฟฟ้าระบบ Inverter Honda ถือว่าเป็นจุดเด่นของเครื่อง กําเนิดไฟฟ้า เพราะได้มีการนําระบบอินเวอร์เตอร์รวมเข้าไปในระบบปั่นไฟ เช่น นั้น จึงสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ทั้งกระแสสลับ (AC) และกระแสตรง (DC) อีกทั้งยังสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้อย่างคงที่อีกด้วย โดยเครื่องกําเนิดไฟฟ้า ระบบ Inverter Honda จะมีหลายรุ่น แต่มี 2 รุ่น ที่รับความนิยม คือ

เครื่องกําเนิดไฟฟ้า Ford
หรับค่าย Ford ก็เป็นอีกค่ายผลิตและพัฒนาเครื่องยนต์ยักษ์ใหญ่ที่มีชื่อระดับโลกมายาวนาน โดยปัจจุบันเครื่องปั่นไฟของ Ford ซึ่งขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์เบนซิน และดีเซล ถือว่ากําลังได้รับความนิยมที่สูงมาก และนิยมนําไปใช้ะป็นพลังงานในงานก่อสร้างและออกแบบตกแต่งอาคารทั่วไปที่ไม่มีกระแส ไฟฟ้าเมนหลักใช้งาน

เครื่องกําเนิดไฟฟ้า Kanto
เครื่องกําเนิดไฟฟ้า Kanto ถือว่ามาตีตลาดเครื่องปั่นไฟในราคาที่ย่อมเยา มีหลายรุ่นและหลายแบบให้เลือก ซึ่งเป็นที่นิยมสําหรับเกษตรกรที่จําเป็นต้องใช้ พลังงานไฟฟ้าในพื้นที่ที่ไฟฟ้าเมนหลักเข้าไม่ถึง

เครื่องกําเนิดไฟฟ้า Jupiter
เครื่องกําเนิดไฟฟ้า Jupiter เป็นอีกหนึ่งค่ายที่ผลิตเครื่องกําเนิดไฟฟ้าทั้ง แบบเครื่องยนต์เบนซินและเครื่องดีเซล ซึ่งเป็นที่นิยมใช้งานเกี่ยวกับการ แสดงกลางแจ้ง และมีจุดเด่นที่ระบบสตาร์ทจะสตาร์ทได้ทั้งแบบเชือกดี สตาร์ทกุญแจ นอกจากนี้ยังมีจุดขายที่สามารถตีตลาดเครื่องปั่นไฟได้

เครื่องกําเนิดไฟฟ้า ขนาดกลาง 

เครื่องกําเนิดไฟฟ้าขนาดกลาง (50 kVA – 2500 kVA) ส่วนใหญ่จะเป็นเครื่องกําเนิดไฟ ไฟฟ้าระบบ 3 เฟส ให้แรงดันไฟฟ้า 220/380 โวลต์ โดยเครื่องกําเนิดไฟฟ้าขนาดกลางนี้ มักจะใช้เป็นเครื่องสํารองไฟ ประกอบการอย่างโรงพยาบาล โรงแรม ห้างสรรพสินค้า ธนาคาร หรืออาคารสูงที่ต้องใช้ลิฟต์ และโรงงานอุตสาหกรรม เมื่อระบบไฟฟ้าหลักของการไฟฟ้าเล ขัดข้อง ไม่สามารถจ่ายไฟฟ้าหลักได้ตามปกติ ทั้งนี้ เครื่องกําเนิดไฟฟ้าจะสา เดินเครื่องได้ด้วยมือ หรือระบบ Manual และเครื่องกําเนิดไฟฟ้ายังสามารถ

รถเดินมาดตั้งแต่ 5-500 รองไฟกับสถาน 4 หรืออาคารสูงที่ กรไฟฟ้าเกิดการสามารถเครื่องทํางานได้แบบอัตโนมัติ โดยใช้ทรานส์เฟอร์สวิตช์อีกด้วย ซึ่งสวิตช์ชนิดนี้ ทําหน้าที่ถ่ายโอนระบบไฟฟ้าของเครื่องกําเนิดไฟฟ้า และระบบการจ่ายไฟฟ้าของ การไฟฟ้าเข้ากับโหลด

เครื่องกําเนิดไฟฟ้า ขนาดใหญ่

เครื่องกําเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ (4000 kVA ขึ้นไป) ปกติแล้วเครื่องกําเนิดไฟฟ้าประเภทนี้จะ ใช้เป็นกําลังหลักในการผลิตไฟฟ้าของโรงผลิตไฟฟ้าต้นกําลัง เช่น โรงงานไฟฟ้า พลังงานความร้อน พลังน้ำ กังหันแก๊ส และโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม โดยจะจ่ายแรงดันไฟฟ้าได้ประมาณ 20 KV ซึ่งจะเข้าสู่ระบบ สายส่งแรงสูงของการไฟฟ้า ของประเทศ หรือใช้ในการ ผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อเชื่อม ต่อเข้ากับระบบจําหน่าย 22 KV ของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค โดยตรง

• หลักใช้งานและบำรุงรักษา เครื่องปั่นไฟ ให้มีประสิทธิภาพดีที่สุด

การคํานวณเพื่อเลือกใช้เครื่องกําเนิดไฟฟ้า

ก่อนที่จะตัดสินใจเลือกเครื่องกําเนิดไฟฟ้ามาใช้งาน เราจําเป็นจะต้อง พิจารณาถึงความต้องการในการใช้ไฟฟ้า เพื่อวางแผนการเลือกใช้ระบบสํารอง ไฟฟ้า เมื่อระบบไฟฟ้าหลักของการไฟฟ้าเกิดขัดข้อง เครื่องกําเนิดไฟฟ้าที่เลือก มาใช้งาน จะต้องมีขนาดที่เพียงพอต่อความต้องการใช้ไฟฟ้า เช่น โรงพยาบาล แห่งหนึ่ง จําเป็นจะต้องมีระบบไฟฟ้าสํารอง เมื่อระบบไฟฟ้าหลักของการไฟฟ้าเกิดขัดข้อง คือ ระบบแสงสว่าง ระบบเตือนภัย และเครื่องมือแพทย์ที่จําเป็นจะต้องใช้ไฟฟ้า เป็นต้น โดยเราจะต้องพิจารณาความต้องการใช้ไฟฟ้า เพื่อกําหนดคุณสมบัติของเครื่องกําเนิดไฟฟ้าให้ตรงกับความต้องการในการใช้งาน

โดยปกติแล้ว คุณสมบัติของเครื่องกําเนิดไฟฟ้าที่ดี ควรจะมีชั่วโมงการใช้งานประมาณ 6-8 ชั่วโมง แล้วแต่สมรรถนะของเครื่องกําเนิดไฟฟ้า เช่นนั้น จําเป็นต้องพิจารณาถึงความต้องการในการใช้งานของเครื่องกําเนิดไฟฟ้า เช่น นําไปใช้กับเครื่องเสียงกลางแจ้งอย่าง งานเปิดตัวสินค้า การแสดงคอนเสิร์ต หรือ อาจนําไปใช้เฉพาะระบบแสงสว่างและเครื่องใช้ไฟฟ้าไม่กี่ชิ้น ในขนาดที่เหมาะสมกับหลอดไฟ 5 ดวง โทรทัศน์ พัดลม หม้อหุงข้าว อย่างละ 1 เครื่องได้ แต่การใช้กระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องจากเครื่องกําเนิดไฟฟ้านั้น จะต้องใช้ไฟฟ้าไม่เกิน 80 เปอร์เซ็นต์ของกําลังไฟเครื่องกําเนิดไฟฟ้า แต่หากใช้งานเต็มประสิทธิภาพ 80 เปอร์เซ็นต์ จะส่งผลให้เกิดการชํารุด และอายุกการใช้งานสั่นลงอย่างรวดเร็ว

คํานวณขนาด เครื่องกําเนิดไฟฟ้า

การคํานวนขนาดเครื่องกําเนิดไฟฟ้า ก่อนอื่นจะต้องคํานวณหาปริมาณต้องการในการใช้ไฟฟ้าของเราก่อน โดยเราจะต้องนํากําลังไฟฟ้าที่ต้องการ จะต้องหมดมารวมกัน (คํานวณโหลด) เพื่อให้ได้ค่าปริมาณไฟฟ้าที่เราต้องการใช้
ตัวอย่างที่ 1 
– หลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ 36 W 10 หลอด = 360 W 
– โทรทัศน์ 145 W 3 เครื่อง = 435 W 
– หม้อหุงข้าว 720 W 1 เครื่อง = 720 W 
– พัดลม 75 W 4 เครื่อง = 300 W
– ปั้มน้ํา 300 W 1 เครื่อง = 300 W 
– ตู้เย็น 6 คิว 1 เครื่อง = 128 W 
– รวม = 2,243 W 
ขนาดของเครื่องกําเนิดไฟฟ้าที่เหมาะสม คือ 3 KVA หรือ 2,400 W

แต่หากมีเครื่องใช้ไฟฟ้าอย่างเครื่องปรับอากาศด้วย เราอาจพิจารณาไม่อา โหลดตัวนี้เข้ามารวมในการคํานวณ เนื่องจากส่วนใหญ่หากกระแสไฟฟ้าหลักจาก การไฟฟ้าเกิดขัดข้อง (ไฟดับ) จะไม่มีการใช้เครื่องปรับอากาศ เพราะกินไฟมาก หรือหากจําเป็นต้องใช้เครื่องปรับอากาศตลอดเวลา เพราะต้องรักษาอุณหภูมิห้อง สามารถคํานวณวัตต์ตาม BTU ของเครื่องปรับอากาศได้ดังนี้

– 1BTU = 1055.056 จูล 
– 1 วัตต์ = 1 จูล / วินาที 
– 1 ชั่วโมง = 3,600 วินาที
– 1 BTU / ชั่วโมง = 0.2928104 วัตต์ 
จํานวน BTU X 0.2928104 = จํานวนวัตต์ / ชั่วโมง

การอ่านแผ่นป้ายเครื่องกําเนิดไฟฟ้า

ในเครื่องกําเนิดไฟฟ้า จะมีแผ่นป้ายเพื่อแสดงคุณสมบัติต่างๆ ของเครื่อง กําเนิดไฟฟ้า หรือข้อมูลเฉพาะของเครื่องกําเนิดไฟฟ้าแต่ละเครื่อง เพื่อให้ผู้ใช้ สามารถใช้งานติดตั้งได้อย่างถูกต้อง ให้เกิดการเหมาะสมกับพลังงานต้นกําลังซึ่ง อาจเป็นเครื่องยนต์ หรือกังหันแบบต่างๆ นอกจากนี้ในแผ่นป้ายยังมีการระบุราย ละเอียดของการผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อจ่ายออกอีกด้วย

อีกทั้งเครื่องกําเนิดไฟฟ้าบางยี่ห้อ ยังมีการบอกข้อมูลรายละเอียดเพิ่ม เติม เช่น มาตรฐานการป้องกัน ชั้นของฉนวน ลักษณะการติดตั้ง น้ําหนัก ปีที่ผลิต การใช้น้ํามันหล่อลื่น ขนาดของตลับลูกปืนหน้า-หลัง และจํานวนชั่วโมงของการ เปลี่ยนน้ํามันหล่อลื่นอีกด้วย

หลักการทํางานของเครื่องกําเนิดไฟฟ้า คืออะไร

เครื่องกําเนิดไฟฟ้ามีหลักการทํางานอย่างไร ป.3

เครื่องปั่นไฟทำอะไรได้บ้าง

ไดนาโมคืออะไร มีหลักการทำงานอย่างไร