ژنراتور سنکرون

ژنراتور سَنکرون یا مولد هم زمان ( Synchronous Generator ) ، ماشین جریان متناوب ( AC ) است که برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی ( برق سه فاز ) به کار می رود.
در مولد سنکرون، جریان مستقیم ( DC ) به سیم پیچ روتور اعمال می شود که میدان مغناطیسی روتور را تولید می کند. روتور توسط یک محرک خارجی مانند توربین بخار به گردش درمی آید. به این ترتیب یک میدان مغناطیسی دوّار درون ماشین ایجاد می شود. این میدان دوار در سیم پیچ های استاتور ( به ازای هر فاز، حداقل یک سیم پیچ ) ، ولتاژ القاء می کند. ولتاژ القاء شده، سه فاز است. [ ۱]
از آنجایی که فرکانس برق تولید شده این ژنراتور با سرعت چرخش روتور تناسبِ مستقیم دارد، به این ژنراتور، سنکرون می گویند.
اصطلاح سنکرون و پارالل کردن به معنای موازی سازی است.
در واقع پارالل سنکرون دیزل ژنراتور با هم به این معنی است که دو یا چند دیزل ژنراتور در کنار هم به صورت موازی می توانند همزمان کار کنند و مجموع توان خروجی آنها وارد مدار شود.
برای مدیریت این فرایند باید از کنترلرهایی استفاده کرد که به آنها برد کنترلی سنکرون پارالل می گویند. [ ۲]
این کار برای صرفه جویی و کاهش در هزینه های خرید و سرویس دیزل ژنراتور، کاهش مصرف سوخت، افزایش توان خروجی مورد نیاز و … می باشد.
قطب های مغناطیسی روتور می توانند برجسته یا صاف باشند. قطب برجسته نسبت به سطح روتور برآمدگی دارد و قطب صاف با روتور هم سطح است. روتورهای قطب صاف معمولاً برای ماشین های دو یا چهار قطبی و روتورهای قطب برجسته برای ماشین های چهار قطبی یا بیشتر به کار می روند. چون روتور در معرض میدان های مغناطیسی متغیر قرار دارد، آن را لایه لایه می سازند تا تلفات جریان گردابی کاهش یابد.
فراهم کردن جریان DC برای روتور چندین روش دارد که به دو روش آن اشاره می گردد. [ ۳]
• با استفاده از حلقه های لغزان و جاروبک ها
• با استفاده از یک منبع DC خاص که مستقیماً بر روی محور مولد نصب شده اند.
در مولدهای سنکرون، طبق تعریف، فرکانس الکتریکی تولید شده با سرعت چرخش ژنراتور متناسب است. میدان مغناطیسی روتور همراه با چرخش روتور می چرخد. بین سرعت چرخش میدان مغناطیس ماشین ( n m ) و فرکانس الکتریکی استاتور ( f e ) رابطه زیر وجود دارد ( p تعداد قطب ها است ) :[ ۴]
f e = n m p 120