PMG Generator

โดย : Admin

เรียบเรียงโดย : แอดมิน สุชิน เสือช้อย

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบใช้แม่เหล็กถาวร PMG  Generator


ตัวอย่าง PMG:    ภาพประกอบจากกลูเกิล

 เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ PMG ที่ใช้เครื่องยนต์เป็นตัวขับเคลื่อนนี้  ปัจจุบันเป็นที่นิยมใช้งานอย่างแพร่หลาย ไม่ว่าจะเป็นเครื่องกำเนิดบนเรือ  เรือสินค้า  แท่นขุดเจาะน้ำมัน อุปกรณ์ที่ต้องใช้ไฟฟ้าแบบเคลื่อนที่ต่างๆ รวมถึงเครื่องกำเนินไฟฟ้า หรือ เจนฯฉุกเฉินตามโรงงานและสถานที่ต่างๆ
 

 
บล๊อคไดอะแกรมของ Permanent Magnet Generator(PMG )  หรือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้แม่เหล็กถาวรเป็นตัวนำร่องในการกระตุ้น หรือ exciting .



PMG  เจนเนอเรเตอร์คืออะไร ?

องค์ประกอบของ PMG นี้จะเหมือนกับเจนเนเรเตอร์ หรือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า 3 ตัวรวมอยู่ภายใน ดังนี้ :
 

ซ้ายมือ (1) :  จะเป็นเจนฯขนาดเล็กที่โรเตอร์ทำด้วยแม่เหล็กถาวร
    การทำงาน ....เมื่อเครื่องยนต์เริ่มสตาร์ทขับเพลาให้หมุนเคลื่อนที่ เจนฯตัวนี้ก็จะผลิดกระแสไฟฟ้าสามเฟสขึ้น โดยใช้เส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดจากแม่เหล็กถาววร (Permanent Magnet ) เป็นตัวกระตุ้นทำให้เกิดการเหนี่ยวนำไฟฟ้าขึ้นโดยอาศัยหลักการตัวนำตัดกับสนามแม่เหล็ก 




จากนั้นสัญญาไฟฟ้า 3 ที่ได้จาก PMG นี้ก็ถูกต่อเข้ากับวงจรเรียงกระแสแบบ 3 เฟส  หรือบางรุ่นก็จะใช้หม้อแปลงแบบ step down  โดยรับอินพุทเป็นแบบ ไลน์ทูไลน์ (VL-L) เข้ามาแล้วทำการลดทอนแรงดันให้ต่ำลง เช่นจาก 600 V เหลือ 120 V  จากนั้นเอาท์พุทก็ส่งเข้าไปเป็นอินพุทให้กับวงจรเรคติไฟเออร์แบบ 1 เฟส เพื่อแปลงให้เป็นไฟดีซี หรือบางรุ่นก็ใช้วงจรเรคติไฟเออร์แบบ 3 เฟส ที่อยู่ในกล่องควบคุมหรือแผงคอนโทรล แปลงเป็นไฟดีซีโดยเลย

รับชมคลิป อธิบายการทำงานของวงจรเรียงกระแสแบบ 3 เฟสได้จากคลิป (เริ่มจากนาทีที่ 13.50 เป็นต้นไป)




ชมคลิปแบบการทำงานของวงจรเรียงกระแสแบบ 1 เฟส




และหลังจากทำแปลงไฟฟ้าสามเฟสที่ได้จาก PMG  เป็นไฟฟ้ากระแสตรงหรือไฟดีซีแล้ว  ระบบควบคุมก็จะส่งสัญญาณไฟดีซีที่ได้นี้ต่อไปที่วงจรไฟดีซี ซึ่งบางรุ่นก็จะใช้วงจรช๊อปเปอร์ (Chopper) เพื่อทำหน้าปรับระดับแรงดันดีซีที่เหมาะสมให้กับเครื่องกำเนิดหรือเจนฯ ชุดที่ 2 ที่อยู่ตรงกลาง  เพื่อทำการกระตุ้น (Exciting) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าตัวกลางนี้ให้ผลิตกระแสไฟฟ้า 3 เฟส ขึ้นมาอีกครั้ง

*** วงจรช๊อปเปอร์ (Chopper) คือวงจรที่ทำหน้าที่แปลงดันไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสตรงหรือเรียกว่า ดีซีคอนเวอร์เตอร์ (DC Convertre) ทำหน้าที่ลดทอนระดับแรงดันของไฟฟดีซีให้ลดลงให้เหมาะสมกับความต้องการ 
***  วงจรช๊อปเปอร์ (Chopper) นี้เปรียบเสมือนกับแบตเตอรี่ ในระบบเครื่องกำเนิดรุ่นเก่าๆ ที่ใช้ระบบแปรงถ่านเรียงกระแสเข้าไปที่ขดลวดของโรเตอร์ ซึ่งเป็นระบบที่แอดมินเคยเรียนในตำราสมัยก่อนๆ

 

และหลังจากที่เจนฯหรือเครื่องกำเนิดชุดที่อยู่ตรงกลางสามารถผลิตกระแสไฟฟ้า 3 เฟสขึ้นมาได้แล้ว  ก็จะถูกแปลงจากไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟสมาเป็นไฟฟ้ากระแสตรงหรือไฟดีซีอีกครั้งโดยอุปกรณ์ที่เรียกว่า โรเตติ้งเรคติไฟเออร์ (Rotating Rectifier) ซึ่งเป็นแผงไดโอโมดูลที่ติดตั้งอยู่ที่เพลา ดังรูปตัวอย่าง


รูปตัวอย่างของโรเตติ้งเรคติไฟเออร์ (Rotating Rectifier) หรือวงจรเรียงกระแสที่หมุนเคลื่อนที่เป็นแบบโรตารี่ ซึ่งจะประกอบได้เพาเวอร์ไดโอด 6 ตัว และ วาริสเตอร์ (Varistor ) เพื่อทำการป้องกันทางด้านอินพุทของวงจร กรณี่ที่เกิดแรงดันเหนี่ยวสูงๆขึ้น

*** การทำงานของวงจร Rotating Rectifier นี้มีหลักการทำงานเช่นเดียวกันวงจรเรียงกระแสที่กล่าวมาจากหัวข้อที่แล้ว ซึ่งสามารถรับชมคำอธิบายอย่างละเอียดได้จากคลิป

จากนั้นแรงดันไฟดีซีที่ได้จากการแปลงแรงดันจากเจนฯตัวที่สอง หรือตัวที่อยู่ตรงกลาง  ก็จะต่อไปยังขดลวดฟิลด์หรือขดลวดสนามของเครื่องกำเนิดตัวหลัก (สายไฟดี +/- จะติดตั้งแนบไปกับเพลา) เพื่อทำการสร้างสนามแม่เหล็กให้หมุนตัดกับขดลวดสเตเตอร์ของเครื่องกำเนิดตัวหลัก หรือ เมนเจนฯ (Main Generator) เพื่อทำผลิดกระแสไฟฟ้าสามเฟสให้มีระดับแรงดันไฟฟ้าตามที่ผู้ใช้งานต้องการ




การทำงานของ PMG  หากมองแบบภาพรวมๆ ก็จะเห็นว่าระบบนี้มีการควบคุมแบบลูปปิด หรือ โคลสลูป คอนโทรล (Closed Loop Control ) โดยจะใช้  AVR (Automatic Voltage Regulator) ทำหน้าเป็นตัวควบคุมการทำงาน

โดย AVR  จะเป็นคอนโทรลเลอร์ที่รับสัญญาณป้อนกลับ หรือFeedback มากจากทางด้านเอาท์พุทของ main Gen หรือเจนฯตัวหลัก  (โดยใช้ PT ลดทอนสัญญาณ)  จากนั้น AVR ก็จะทำการเปรียบเทียบสัญญาณป้อนกลับหรือ Feedback Signal (FB) กับ Set Point (SP) ซึ่งกำหนดโดยผู้ใช้งาน   จาก AVR ก็จะทำการเปรียบเทียบสัญญานระหว่าง SP กับ FB  ว่ามีค่าผิดพลาดเท่าไหร่ จากนั้นก็ทำการส่ง ส่งสัญญาณ Error ไปควบคุมการทำงานของวงจร Chopper เพื่อทำการปรับแรงดันเอาท์พุทให้เหมาะสม เพื่อส่งไปทำการกระตุ้น หรือ Exciting ขดลวดฟิลด์ของเจนฯตัวที่อยู่ตรงกลาง   เพื่อทำให้เจนฯตัวกลางนี้ผลิตกระแสไฟฟ้าให้ตามระดับ ตามระดับที่เจนฯตัวหลักต้องการ ....

*** ระดับแรงดันเอาท์พุทของเจนฯตัวหลักจะขึ้นอยู่กับสองแฟคเตอร์หลักๆ คือ ความเร็วของเครื่องยนต์ที่เป็นตัวปั่นให้เจนฯหมุน และ แรงดันกระตุ้นที่ขดลวดสนามหรือขดลวดฟิลด์

*** การทำงานของเครื่องยนต์ก็จะเป็นระบบโคลสลูปเช่นกัน โดยจะใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า magnetic speed Sensor เป็นตัวป้อนสัญญาณกลับไปที่ตัวคุมการทำงานของเครื่องยนต์ ควบคุมอัตราการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงให้กับเครื่องเพื่อให้ได้ความเร็วของเครื่องยนต์ตามต้องการ


 

ลิงค์วิดีโอที่เกี่ยวข้อง (คลิกที่รูป)

เนื้อหาโดย: 9engineer.com (https://9engineer.com/)