เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) คืออะไร? มีประโยชน์อย่างไร

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator)

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator)  เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนแปลงพลังงานกลมาเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยอาศัยการเหนี่ยวนำของแม่เหล็กตามหลักการของ ไมเคิล ฟาราเดย์ คือ การเคลื่อนที่ของขดลวดตัวนำผ่านสนามแม่เหล็ก หรือการเคลื่อนที่แม่เหล็กผ่านขดลวดตัวนำ จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นในขดลวดตัวนำนั้น ซึ่ง เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามี 2 ชนิด คือชนิดกระแสตรงเรียกว่า ไดนาโม (Dynamo) และชนิดกระแสสลับเรียกว่า อัลเทอร์เนเตอร์ (Alternator) สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้งานในเชิงอุตสาหกรรมนั้น โดยมากจะเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดกระแสสลับ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดกระแสสลับระบบสายส่งแบ่งเป็น 2 ชนิด คือ

  • ระบบ 1 เฟส (Single Phase)
  • ระบบ 3 เฟส (Three Phase) หรือ 3 เฟส 4 สาย

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า มีประโยชน์อย่างไร

เป็นอุปกรณ์ด้านสำรองพลังงานไฟฟ้าหากเกิดภาวะกระแสไฟฟ้าดับ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ขาดไม่ได้เลยสำหรับหลาย ๆ ธุรกิจ เช่น โรงพยาบาล ห้างสรรพสินค้า โรงแรม โรงงาน ฟาร์มเลี้ยงสัตว์  รีสอร์ท อาคารสูง เป็นต้น เนื่องจากธุรกิจเหล่านี้หากไฟดับเป็นเวลานานจะก่อให้เกิดความเสียหายมาก ดังนั้น การมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อใช้สำหรับสำรองในขณะที่ไฟดับ จะช่วยให้ธุรกิจเหล่านี้ลดความเสี่ยงจากความเสียหายอันเนื่องมาจากไฟฟ้าดับในสถานประกอบกิจการ

จุดประสงค์การใช้งาน เป็นเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้าสำรองในกรณีที่กระแสไฟฟ้าของการไฟฟ้าดับ เพื่อให้หน่วยงานมีกระแสไฟฟ้าใช้อย่างต่อเนื่อง

ส่วนประกอบสำคัญของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีส่วนประกอบ 2 ส่วน คือ
1.ส่วนที่อยู่กับที่ (Stator)

2.ส่วนที่เคลื่อนที่ (Rotor)

ส่วนที่เคลื่อนที่ (Rotor)

Rotor มีหน้าที่เป็นตัวสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อไปตัดผ่านตัวนำ(stator) ซึ่งการที่จะทำให้ Rotor เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นได้นั้นจะ ต้องอาศัยระบบ Excitation เป็นตัวกระตุ้นให้เกิดสนามแม่เหล็กโดยระบบ Excitation จะจ่ายไฟ DC เข้ามายัง Rotor โดยผ่านมาทาง Slip ring และแปรงถ่านและจะมี Rotor lead ต่อจาก Slip ring เข้าไปหาขั้วของ Rotor แต่ละขั้วเมื่อระบบ Excitation ทำงานก็จะทำให้ ที่ขั้วแต่ละขั้วของ Rotor เกิดสนามแม่เหล็กขึ้น

ส่วนที่อยู่กับที่ ( Stator)

เมื่อ Rotor สร้างสนามแม่เหล็กขึ้นมาแล้วหมุนตัดผ่านตัวนำบน Stator จะทำให้เกิดการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นระหว่าง สนามแม่เหล็กกับตัวนำเมื่อเกิดการเหนี่ยวนำเกิดขึ้นจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขึ้นที่ตัวนำบน Stator ซึ่งแต่ละ Coils จะต่อรวมกันเป็น เรียกว่า เฟส (Phase) และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ เราใช้กันอยู่เป็นแบบ 3 เฟส ดังนั้น Coil ที่ต่อรวมกันบน Stator จะแยกเป็น 3 เฟส ด้วยเหมือนกัน แต่ละเฟสจะต่อแรงดันที่ได้มายัง Terminals ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั้ง 3 เฟสคือ เฟส A,B และ C ตามลำดับ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดกระแสสลับ ระบบ 1 เฟส (Single Phase)

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก ส่วนมากจะเป็นเครื่องกำเนิดชนิด 1 เฟส ให้แรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์ มีขนาดไม่เกิน 5 KVA มีจำหน่ายตามท้องตลาดทั่วไป ใช้ผลิตไฟฟ้าชั่วคราว ใช้เป็นไฟฉุกเฉิน และใช้กับงานเฉพาะกิจ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดกระแสสลับ ระบบ 3 เฟส (Three Phase)

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดกลาง เป็นเครื่องกำเนิดที่จ่ายระบบไฟ 3 เฟส ให้แรงดันไฟฟ้า 220 /380โวลต์ มีขนาดตั้งแต่ 5 KVA ถึง 500 KVA ใช้เป็นเครื่องสำรองไฟให้กับโรงพยาบาล โรงแรม ศูนย์การค้า ธนาคาร และโรงงานอุตสาหกรรม ในกรณีที่ระบบไฟฟ้าของการไฟฟ้าไม่สามารถจ่ายไฟได้ อาจจะให้เครื่องกำเนิดเริ่มเดินด้วยมือ(Manual) หรือให้เริ่มเดินแบบอัตโนมัติ แบบใช้ทรานส์เฟอร์สวิตช์ (Transfer switch) ทำหน้าที่ถ่ายโอนระบบไฟฟ้าของเครื่องสำรองไฟและระบบจำหน่ายของการไฟฟ้าเข้ากับโหลด  เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ มีขนาดตั้งแต่ 500 KVA เป็นต้นไป ส่วนมากจะใช้เป็นกำลังหลักในการผลิตไฟฟ้าของโรงต้นกำลัง เช่น โรงงานไฟฟ้าพลังงานความร้อน พลังน้ำ กังหันแก๊ส และโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม โดยจ่ายแรงดันไฟฟ้าได้ประมาณ 20 KV เข้าสู่ระบบสายส่งแรงสูงของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย หรือใช้ในการผลิตไฟฟ้าเพื่อเชื่อมต่อให้กับระบบจำหน่าย 22 KV ของการไฟฟ้าภูมิภาคโดยตรง

ลักษณะการออกแบบ

  1. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดเปลือยติดตั้งอยู่กับที่ (Bare Generator)เป็นชนิดที่นิยมใช้งานกันโดยทั่วไป เครื่องยนต์ที่เป็นต้นกำลังและเครื่องกำเนิดจะเป็นชนิดเปลือย มีชุดควบคุมติดตั้งอยู่ด้านท้ายของเครื่องกำเนิด มีขนาดใหญ่และน้ำหนักมากจึงไม่นิยมเคลื่อนย้าย
  2. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดตู้ครอบเก็บเสียง (Canopied and Sound Proof) เป็นชนิดที่ต้องการย้ายพื้นที่การใช้งานบ่อยๆ หรือต้องการเก็บเสียงหรือพื้นที่ที่ไม่มีห้องสำหรับติดตั้งเครื่องกำเนิด ส่วนประกอบที่สำคัญทั้งหมดจะถูกออกแบบให้อยู่ในตู้ครอบ เช่น ถังน้ำมันเชื้อเพลิง ชุดควบคุมสตาร์ตอัตโนมัติ และสวิตช์ถ่ายโอนกระแสไฟฟ้า
  3. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดเคลื่อนย้าย (Mobile Generator Trailer) เครื่องกำเนิดชนิดนี้ใช้ในสถานที่ชั่วคราว เช่น งานพิธีการต่างๆ งานกู้ภัย งานเฉพาะกิจภาคสนาม สามารถเคลื่อนย้ายนำไปใช้งานในสถานที่ต่างๆ ได้ มีทั้งชนิดลากจูง (Trailer) และแบบบรรทุกบนรถยนต์ (Mobile Generator)