Typer of D.C. Generator

การแบ่งชนิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง (Types of d.c. generator)

การแบ่งชนิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง แบ่งตามลักษณะการนำกระแสไฟฟ้าไปกระตุ้นขดลวดสนามแม่เหล็ก (Field Excitation) ได้ 2 แบบ คือ
1. Separately Excitation (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบกระตุ้นแยก)
เครื่องกำเนิดแบบนี้จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงจากภายนอกมากระตุ้นขดลวดสนามแม่เหล็กดังรูป

Separately Excitation

2. Self Excitation (เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบกระตุ้นตัวเอง)

เครื่องกำเนิดแบบนี้แบ่งออกตามลักษณะการต่อขดลวดสนามแม่เหล็กเข้ากับวงจรขดลวดอาเมเจอร์

 Self Excitation 

และยังแบ่งออกเป็น 3 แบบคือ

• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบชั้นท์ (shunt generator) ขดลวดสนามแม่เหล็กพันด้วยลวดทองแดงเส้นเล็ก จำนวนมากรอบเรียกว่า ขั้นท์ฟีลด์ (shunt field) ต่อขนานกับอาเมเจอร์
• เครื่องกำเนิกไฟฟ้าแบบซีรีส์ (series generator) ขดลวดสนามแม่เหล็กพันด้วยทองแดงเส้นใหญ่ จำนวนน้องรอยเรียกว่า ซีรีส์ฟีลด์ (series field) ต่ออนุกรมกับอาเมเจอร์และโหลด
• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบคอมเปานด์ (compound generator) มีขดลวดสนามแม่เหล็ก 2 ชุด พันรอบขั้วแม่เหล็กหลังทุกขั้ว คือ ขดลวดชั้นท์ฟีลด์ และ ขดลวดซีรีส์ฟีลด์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบคอมเปานด์แบ่งการต่อวงจรขดลวดสนามแม่เหล็กทั้งสองชุดกับอาเมเจอร์ได้ 2 แบบ คือ แบบลองชั้นท์คอมเปานด์ (long shunt compound) และแบบชอร์ทชั้นท์ คอมเปานด์ (short shunt compound) ซึ่งแต่ละแบบยังสามารถแบ่งการต่อวงจรเป็น 2 วิธี คือ หากต่อวงจรแล้วปรากฎว่ากระแสที่ไหลผ่านขดลวดสนามแม่เหล็กทั้งสองชุดสร้างเส้นแรงแม่เหล็กเสริมกันเรียกว่า "คิวมูเลตีฟ คอมเปานด์" (cumulative compound) ถ้าสร้างเส้นแรงแม่เหล็กหักร้างกันเรียกว่า "ดิฟเฟอเรนเชียล คอมเปานด์" (differential compound) ด้วยเหตุผลดังกล่าว จึงอาจกล่าวได้ว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบคอมเปานด์แบ่งการต่อวงจรได้ 4 แบบ คือ 1.แบบชอร์ทชั้นท์ คิวมูเลตีฟ คอมเปานด์ (short shunt cumulative compound) 2.แบบลองชั้นท์ ดิฟเฟอเรนเชียล คอมเปานด์ (long shunt differential compound) 3.แบบลองชั้นท์ คิวมูเลตีฟ คอมเปานด์ (long shunt cumulative compound) 4.แบบชอร์ทชั้นท์ ดิฟเฟอเรนเชียล คอมเปานด์ (short shunt differential compound)

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบคอมเปานด์ (compound generator)

เคดิด: K.ธวัชชัย อัตถวิบูลย์กุล

          

การพันขดลวดอาเมเจอร์ แบบแลพ (lap winding)

การพันขดลวดอาเมเจอร์แบบนี้ แบ่งออกได้ 3 แบบ คือ แบบซิมเพลกซ์แลพ(simplex lap winding) แบบดูเพลกซ์แลพ (duplex lap winding) และแบบทริพเพลกซ์แลพ(triplex lap winding)

• ขดลวดอาเมเจอร์แบบซิมเพลกซ์แลพ คือ ต้นสายและปลายสายของขดลวดอาเมเจอร์แต่ละขดต่อกับซี่คอมมิวเตเตอร์ที่อยู่ประชิดกันดังนั้นปลายสายของลวดขดที่ 1 จึงต่อกับคอมมิวเตเตอร์ซี่เดียวกันกับต้นสายของขดลวดขดที่ 2 ความหนาของแปรงถ่านจะเท่ากับ 1 ซี่ของคอมมิวเตเตอร์

• ขดลวดอาเมเจอร์แบบดูเพลกซ์แลพ คือ การพันขดลวดอาเมเจอร์ลงใน 1 ร่องแล้วเว้น 1 ร่องสลับกัน การต่อปลายสายของขดลวดอาเมเจอร์กับซี่คอมมิวเตเตอร์ก็ลงซี่เว้นซี่สลับกันดังรูปดังนั้นร่องและซี่คอมมิวเตเตอร์ที่เหลือ จึงใช้พันขดลวดอาเมเจอร์ลงไปได้อีกหนึ่งชุด ความหนาของแปรงถ่านจะเท่ากับ 2 ซี่คอมมิวเตเตอร์

• ขดลวดอาเมเจอร์แบบทริพเพลกซ์แลพ คือ การพันขดลวดอาเมเจอร์ลงใน 1 ร่องแล้วเว้น 2 ร่องสลับกัน การต่อปลายสายของขดลวดอาเมเจอร์กับซี่คอมมิวเตเตอร์ก็ลงซี่เว้น 2 ซี่สลับกัน ดังรูปที่ ดังนั้นร่องและซี่คอมมิวเตเตอร์ที่เหลือ จึงใช้พันขดลวดอาเมเจอร์ลงไปได้อีก 2 ชุด ความหนาของแปรงถ่านจะเท่ากับ 3 ซี่คอมมิวเตเตอร์

สรุป 

 - การพันขดลวดอาเมเจอร์แบบแลพหรือซิมเพลกซ์แลพ A=P

 - การพันขดลวดอาเมเจอร์แบบดูเพลกซ์แลพ A=2P

 - การพันขดลวดอาเมเจอร์แบบทริพเพลกซ์แลพ A=3P

เมื่อ

A=จำนวนทางขนานของขดลวดอาเมเจอร์

P=จำนวนขั้วแม่เหล็ก

อาเมเจอร์แบบดรัม (Drum armature)

การพันขดลวดอาเมเจอร์แบบดรัมนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายตั้งแต่ในอดีตจนกระทั่งถึงปัจจุบัน เพราะว่าใช้จำนวนลวดตัวนำน้อยกว่าการพันขดลวดอาเมเจอร์แบบวงแหวนเมื่อขนาดพิกัดกำลังของเครื่องเท่ากัน การพันขดลวดอาเมเจอร์แบบดรัม แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ แบบแลพ และ แบบเวฟ ความแตกต่างของการพันขดลวดอาเมเจอร์ทั้งสองแบบ คือ การนำปลายสายทั้งสองของขดลวดไปต่อกับซี่ของคอมมิวเตเตอร์

ตาราง เปรียบเทียบพิกัดกระแส แรงดัน และ กำลังไฟฟ้าของการพันลวดอาเมเจอร์แบบต่างๆ ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง 6 ขั้ว

การพันขดลวดอาเมเจอร์	ทางขนาน	แรงดัน (V)	กระแส (A)	กำลังไฟฟ้า (kW)
แบบแลพหรือซิมเพลกซ์แลพ	6	300	120	36
แบบดูเพลกซ์แลพ	12	150	240	36
แบบเวฟหรือซิมเพลกซ์เวฟ	2	900	40	36
แบบดูเพลกซ์เวฟ	4	450	80	36
แบบทริพเพลกซ์เวฟ	6	300	120	36
แบบทริพเพลกซ์แลพ	18	100	360	36