เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีกี่ชนิด เจาะลึกประเภทหลักและการใช้งานที่ควรรู้
Key Takeaway
|
ทำความรู้จักกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและการทำงาน
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ผลิตไฟฟ้าโดยเฉพาะ โดยเปลี่ยนพลังงานกลให้เป็นพลังงานไฟฟ้า เพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์และระบบต่างๆ เมื่อแหล่งจ่ายไฟหลักเกิดขัดข้อง เช่น ไฟฟ้าดับ โดยช่วยป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นจากการขาดแคลนพลังงานไฟฟ้า
ซึ่งมีหลักการทำงานเป็น 2 รูปแบบ คือการสร้างพลังงานแม่เหล็กที่เคลื่อนที่ตัดผ่านขดลวดที่อยู่นิ่ง และการที่ขดลวดเคลื่อนที่ตัดผ่านสนามแม่เหล็กที่อยู่นิ่ง ทั้งสองรูปแบบนี้จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นและเปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ
โดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีส่วนประกอบหลัก ดังนี้
- เครื่องยนต์ (Engine) แปลงเชื้อเพลิงเป็นพลังงานกลเพื่อขับเคลื่อนระบบ
- ระบบเชื้อเพลิง (Fuel System) ควบคุมการจ่ายเชื้อเพลิงจากถังสู่เครื่องยนต์
- อัลเทอร์เนเตอร์ (Alternator) ส่วนผลิตไฟฟ้า เปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก
- ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า (Voltage Regulator) ดูแลให้แรงดันไฟฟ้าที่ผลิตได้มีค่าคงที่และปลอดภัย
- ระบบระบายความร้อนและไอเสีย (Cooling & Exhaust System) ป้องกันความร้อนสะสมและระบายก๊าซพิษ
- ระบบหล่อลื่น (Lubrication System) ลดแรงเสียดทานและยืดอายุการใช้งานส่วนเคลื่อนไหว
- เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ (Battery Charger) ปรับปรุงและรักษาประจุไฟในแบตเตอรี่สตาร์ทเครื่อง
- แผงควบคุม (Control Panel) หน้าจอแสดงข้อมูลและควบคุมการทำงาน เช่น แรงดัน ความถี่ไฟฟ้า
- ชุดประกอบหลัก/เฟรม (Main Assembly/Frame) โครงสร้างรับน้ำหนักและยึดส่วนประกอบทั้งหมดให้ทำงานร่วมกัน
การแบ่งประเภทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า มีกี่ประเภท
ประเภทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถแบ่งตามลักษณะกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ 2 ประเภท ดังนี้
1. เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง (DC Generator)
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงมีลักษณะคล้ายมอเตอร์ ทำหน้าที่แปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า หากสงสัยว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงสามารถแบ่งออกได้มีกี่ชนิด? สามารถแบ่งตามลักษณะการกระตุ้นของขดลวดได้ 2 ประเภท คือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิด Separately Excited ที่ถูกกระตุ้นให้มีอำนาจแม่เหล็กจากแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าตรงภายนอก และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิด Self Excited ที่สร้างอำนาจแม่เหล็กได้จากภายในตัวเอง และยังแบ่งย่อยได้เป็นแบบอนุกรม แบบขนาน และแบบผสม
โครงสร้างของเครื่องกำเกิดไฟฟ้ากระแสตรงประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก คือส่วนที่อยู่กับที่ และส่วนที่เคลื่อนที่
- ส่วนที่อยู่กับที่ ได้แก่
- เปลือกหรือโครงสำหรับยึดส่วนประกอบต่างๆ
- ขั้วแม่เหล็กเคลือบฉนวน
- ขดลวดสนามแม่เหล็ก (ฟิลด์คอยล์) สร้างเส้นแรงแม่เหล็ก
- แปรงถ่านและแบริ่งสำหรับนำไฟฟ้าไปยังวงจรภายนอก
- ฝาปิดหัวท้ายสำหรับรองรับเพลาของส่วนหมุน
- ส่วนที่เคลื่อนที่ ได้แก่
- แกนเหล็กอาร์เมเจอร์สำหรับบรรจุขดลวด
- ขดลวดอาร์เมเจอร์ที่เชื่อมต่อกับคอมมิวเตเตอร์
- คอมมิวเตเตอร์ทำหน้าที่เปลี่ยนไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงจะเหมาะสำหรับการผลิตไฟฟ้าในงานต่างๆ เช่น รถไฟ โรงงาน และอุตสาหกรรมหลายประเภท แต่ในปัจจุบันเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงถูกแทนที่ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดอื่นที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าและขนาดกะทัดรัดกว่า
ข้อดีของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง คือทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าสม่ำเสมอ มีความแปรปรวนน้อย และสามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้ แต่มีข้อจำกัดที่ไม่สามารถส่งกระแสไฟฟ้าไปได้ไกล
2. เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ (AC Generator)
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับผลิตไฟฟ้าโดยการแปลงพลังงานกลจากต้นกำลังให้หมุนเพลา หลักการทำงานคือให้ตัวนำไฟฟ้าในขดลวดอาร์เมเจอร์ตัดผ่านสนามแม่เหล็ก ซึ่งสามารถออกแบบให้ขดลวดอาร์เมเจอร์หมุนหรืออยู่กับที่ได้
โครงสร้างและส่วนประกอบของเครื่องกำเกิดไฟฟ้ากระแสสลับ มีดังนี้
- โครงสเตเตอร์ โครงโลหะห่อหุ้มภายนอกและยึดแกน
- แกนเหล็กสเตเตอร์ แกนสำหรับพันขดลวดอาร์เมเจอร์
- โรเตอร์ ทุ่นหมุนที่มีขดลวดฝังโดยรอบ มีฉนวนกั้นเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าไหลวน
- ขดลวดแดมเปอร์ แท่งทองแดงที่ช่วยป้องกันการสั่นเมื่อความเร็วรอบไม่สม่ำเสมอ
- เอ็กไซเตอร์ จ่ายไฟฟ้ากระแสตรงให้กับขดลวดสนามแม่เหล็ก
โดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับมักนำมาใช้งานกับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น หลอดไฟ พัดลม ตู้เย็น เครื่องซักผ้า รวมถึงเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆ เป็นต้น และมีข้อดีคือสามารถส่งกระแสไฟฟ้าได้ในระยะที่ไกลกว่า แปลงแรงดันได้เมื่อใช้คู่กับหม้อแปลง เหมาะกับเครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทให้แสงสว่าง และต้องการกำลังไฟสูง แต่ยังมีข้อจำกัด เนื่องจากมีพลังและแรงดันสูง จึงควรศึกษาการปรับกระแสไฟฟ้าหรือกำลังที่เครื่องใช้ไฟฟ้าต้องการก่อนเลือกใช้
การแบ่งประเภทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตามการใช้งาน
นอกจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะแบ่งเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับแล้ว ยังสามารถแบ่งประเภทตามลักษณะการใช้งานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ดังนี้
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบดีเซลมีขนาดใหญ่ ใช้เครื่องยนต์ดีเซลเป็นแหล่งพลังงานหลัก โดยเครื่องยนต์จะเผาไหม้น้ำมันดีเซลเพื่อผลิตพลังงานกล จากนั้นส่งผ่านไปหมุนเพลาเครื่องกำเนิด ทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าในโรเตอร์ แล้วจ่ายไฟเข้าสู่ระบบ เหมาะสำหรับการใช้งานโรงงาน อาคาร หรือสถานที่ขนาดใหญ่ที่ต้องการพลังงานไฟฟ้าสูงอย่างต่อเนื่อง
ข้อดีคือทนทานต่อกระแสไฟฟ้าแรงสูง มีความแข็งแรงทนทาน จ่ายไฟได้อย่างสม่ำเสมอ และหาอะไหล่ซ่อมบำรุงได้ง่าย แต่มีข้อจำกัดคือมีขนาดใหญ่จำเป็นต้องติดตั้งในพื้นที่เปิดโล่งเพื่อการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ จึงอาจไม่เหมาะกับสถานที่ที่มีพื้นที่จำกัด
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเบนซิน
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเบนซินทำงานคล้ายดีเซล แต่ใช้เครื่องยนต์เบนซินในการเผาไหม้เชื้อเพลิง เพื่อผลิตพลังงานกลไปหมุนเพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าและส่งต่อไปยังระบบไฟฟ้า เหมาะสำหรับการใช้ในขนาดเล็กถึงขนาดกลาง เช่น ร้านค้า บ้านเรือน หรือสำนักงาน เนื่องจากมีข้อดีคือขนาดเล็ก น้ำหนักเบาเคลื่อนย้ายได้สะดวก แต่มีข้อจำกัดคือหากไม่ได้ใช้งานมาเป็นเวลานานอาจมีปัญหาตอนสตาร์ทเครื่อง และจ่ายไฟต่อเนื่องประมาณ 4 ชั่วโมง ไม่เหมาะสำหรับใช้งานกับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการกำลังไฟสูง
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานธรรมชาติ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานธรรมชาติมีหลักการทำงานด้วยการใช้แหล่งพลังงานจากสิ่งแวดล้อม เช่น ลม น้ำ โดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล โดยมีรูปแบบหลักคือกังหันลมจะใช้แรงลมหมุนกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้า โซลาร์เซลล์เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง และพลังน้ำจะใช้พลังน้ำไหลหรือจากน้ำตกเพื่อหมุนกังหันผลิตไฟฟ้า เหมาะสำหรับการใช้งานในพื้นที่ชนบท รีสอร์ต หรือบ้านพักที่ใช้พลังงานไม่มาก มีข้อดีคือติดตั้งง่าย เคลื่อนย้ายสะดวก และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์จะเน้นการแปลงกระแสตรง (DC) เป็นกระแสสลับ (AC) เพื่อใช้งานกับอุปกรณ์ไฟฟ้าทั่วไป โดยแหล่งพลังงานอาจมาจากแผงโซลาร์เซลล์หรือเครื่องยนต์ก็ได้ เหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อความผันผวนของกระแสไฟฟ้า เช่น คอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ เครื่องมือแพทย์ และข้อดีของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้คือให้ไฟฟ้าที่นิ่ง สม่ำเสมอ และสะดวกต่อการพกพา
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เป็นเทคโนโลยีที่แปลงพลังงานจากแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าที่นำไปใช้งานได้จริง โดยมีแผงโซลาร์เซลล์เป็นองค์ประกอบสำคัญ มีซิลิกอนเป็นส่วนประกอบหลัก ทำหน้าที่ดูดซับโฟตอนจากแสงอาทิตย์และแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรงโดยตรง หลังจากนั้นจะมีการแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับผ่านอุปกรณ์อินเวอร์เตอร์ เพื่อให้สามารถใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าทั่วไปได้ โดยมีแบตเตอรี่ทำหน้าที่กักเก็บพลังงานสำรองในช่วงไม่มีแสงแดด เช่น ในเวลากลางคืนหรือวันที่มีเมฆมาก แต่มีข้อจำกัดคือต้นทุนในการติดตั้งที่สูง
เทคนิคเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้เหมาะกับการใช้งาน
เมื่อทำความเข้าใจกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแต่ละประเภทแล้ว การเลือกใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้เหมาะสมกับความต้องการก็เป็นสิ่งสำคัญ โดยพิจารณาถึงปัจจัยดังนี้
พิจารณาจากกำลังไฟและขนาดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ต้องการ
ขนาดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณา เนื่องจากแต่ละประเภทให้กำลังไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ก่อนเลือกซื้อควรประเมินว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการใช้งานนั้นต้องการกระแสไฟฟ้ามากน้อยเพียงใด แล้วจึงเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตามความเหมาะสม โดยพิจารณาดังนี้
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก-กลาง เหมาะสำหรับการจ่ายไฟประมาณ 3,000 – 7,000 วัตต์ในขนาดเล็ก ส่วนขนาดกลางประมาณ 7,200 – 80,000 วัตต์
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ เหมาะสำหรับการใช้งานในระดับอุตสาหกรรมหรือพื้นที่ขนาดใหญ่สามารถจ่ายไฟฟ้าได้ตั้งแต่ 80,000 วัตต์ขึ้นไป
พิจารณาจากความต้องการของผู้ใช้งาน
นอกจากขนาดแล้ว ลักษณะการใช้งานก็เป็นสิ่งสำคัญในการเลือกซื้อเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ดังนี้
- หากต้องการความทนทานสูง การเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบดีเซลจะเหมาะสมกับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงและรับกระแสไฟฟ้าแรงสูงได้ดี
- หากต้องการความเงียบหรือมีข้อจำกัดด้านเสียง แนะนำเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอินเวอร์เตอร์ที่มีอัตราการใช้น้ำมันต่ำและมีเสียงเงียบกว่าประเภทอื่นๆ
- หากต้องการการใช้งานที่คำนึงถึงสิ่งแวดล้อมและประหยัดค่าใช้จ่ายในระยะยาว เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบโซลาร์เซลล์นั้นมีต้นทุนในการใช้พลังงานต่ำในระยะยาวเพราะเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้ใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานทดแทน
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์สำคัญที่แปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า หากสงสัยว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีกี่ชนิด? ตอบเลยว่ามีหลายชนิดและหลายประเภทตามหลักการทำงานและการใช้งาน ได้แก่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับ และยังแบ่งตามแหล่งพลังงานเป็นแบบดีเซล เบนซิน พลังงานธรรมชาติ อินเวอร์เตอร์ โซลาร์เซลล์ ในการเลือกใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้านั้นขึ้นอยู่กับความต้องการด้านกำลังไฟฟ้า ขนาด ความทนทาน และความเหมาะสมกับการใช้งานที่แตกต่างกัน
หากกำลังมองหาเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แนะนำมาที่ Chuphotic ด้วยประสบการณ์มากมายในการจำหน่ายเครื่องกำเนิดไฟฟ้า มีตัวเลือกที่หลากหลาย ตอบโจทย์ความต้องการทุกรูปแบบ ได้มาตรฐาน เชื่อถือได้