ما هي معادلة EMF للمولد المتزامن؟
نحن نعلم أنّه في المولد المتزامن أو المولد عندما تقطع موصلات الجزء المتحرك خطوط التدفق المغناطيسي المتناوبة التي ينتجها الجزء الثابت أو الملف الميداني، فإنّ المجال الكهرومغناطيسي سيحفز في الموصلات الدوّارة “وفقًا لقانون فاراداي”. في النهاية، ويقوم هذا (emf) بتدوير التيارات عبر الموصلات الدوّارة. دعونا نرى التعبير عن (emf) المستحثّ في الموصلات الدوّارة.
تتحرك أقطاب الجزء المتحرك تحت موصل المحرك على الجزء الثابت، ويقطع تدفق المجال موصلات المحرك. لذلك يتم إنشاء الجهد في هذه الموصلات. الجهد ذو طبيعة متناوبة، حيث تمر أقطاب قطبية بديلة على التوالي بواسطة موصل ثابت معين. كما يحتوي مولد التيار المتردد ثلاثي الأطوار على الجزء الثابت بثلاث مجموعات من اللفات. فهي مرتبة بحيث تكون إزاحة طور نضج مقدارها (120). وترتبط هذه الملفات بنجمة بإخراج ثلاثي الطور، ويُعطى الجهد المتولد في كل ملف على أنّه معادلة تسمّى “معادلة (emf)”.
معادلة EMF للمولد المتزامن:
نحن نعلم أن المولد المتزامن أو المولد سينشئ قوة دافعة كهربائية (EMF). فيما يلي اشتقاق معادلة (emf) للمولد المتزامن (Synchronous Generator) أو مولد التيار البديل (Alternator). لتكن:
Φ – التدفق المفيد لكل قطب ويقاس بال (webers).
P – العدد الإجمالي للأقطاب (poles).
Zp – العدد الإجمالي للموصلات.
Tp – العدد الإجمالي للملفات أو التنغمات لكل طور.
n – سرعة دوران الجزء المتحرك في دورة في الثانية (r.p.s.).
f – تردد الجهد المتولد (هرتز).
نظرًا لأنّ التدفق لكل قطب هو (Φ)، فإنّ كل موصل ثابت يقطع التدفق (PΦ). لذلك، متوسط قيمة الجهد المتولد لكل موصل يساوي:
الوقت المستغرق للدورة الواحدة بال ثوان / قطع التدفق لكل دورة بال Wb
نظرًا لأنّ (n) دورة يتم إجراؤها في ثانية واحدة، سيتم إجراء دورة واحدة في (1/n) ثانية. لذلك فإنّ وقت دورة واحدة من المحرك هو (1 / n) من الثانية.
Eav/ conductor = PΦ / (1/n) = nPΦ
نحن نعرف أنّ:
f = PN/120 = Pn/2
Pn = 2f
وضع هذه القيمة في المعادلة (1)، سوف نحصل على:
Eav/ conductor = 2fΦ
وحيث يوجد موصل (Zp) متصلة على التوالي لكل طور، يتم إعطاء متوسط الجهد المتولد لكل طور بواسطة:
Eav/ phase = 2fΦ Zp
نظرًا لأن لفة واحدة أو ملف له جانبان (Zp = 2Tp)، يمكن كتابة التعبير عن متوسط الجهد المتولد لكل طور كالتالي:
Eav/ phase = 4fΦTp
بالنسبة لموجة الجهد، يتم إعطاء عامل الشكل بواسطة:
Kf = r.m.s. value/ average value
بالنسبة للجهد الجيبي، (Kf = 1.11). لذا (r.m.s.) يمكن كتابتها لقيمة الجهد المتولد لكل طور كـالتالي:
Er.m.s. / phase = Kf x Eav / phase = 1.11 x 4fΦTp= 4.44fΦTp
قيمة (r.m.s.) للجهد المتولد في كل طور يتم إعطاؤها بواسطة:
Ep = 4.44fΦTp
