เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) คืออะไร? มีหน้าที่ใช้ทำอะไร?
เครื่อง Generator คือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือเรียกกันทั่วไปว่าเครื่องปั่นไฟ ซึ่งเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ผลิตไฟฟ้า ในกรณีที่เกิดปัญหาไฟฟ้าดับ โดยทำหน้าที่ในการผลิตไฟฟ้าโดยเฉพาะ ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งกับการนำมาใช้งานในพื้นที่ที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง โดยมักได้รับความนิยมในพื้นที่ต่างจังหวัดหรือพื้นที่ห่างไกล
สำหรับปัจจุบันเครื่อง Generator คืออุปกรณ์ที่หลายอุตสาหกรรมนิยมติดตั้ง เนื่องจากนำมาใช้เพื่อเป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าสำรอง ในกรณีที่เกิดเหตุฉุกเฉิน อาทิ อุบัติเหตุ ไฟฟ้าดับหรือไฟฟ้าขัดข้องจนทำให้ไฟฟ้าไม่สามารถใช้งานได้ ดังนั้น การมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือสิ่งที่ช่วยในการลดความเสียหายภายในอุตสาหกรรมได้ ซึ่งสำหรับอุตสาหกรรมหรือธุรกิจใดที่กำลังมองหาเครื่องกำเนิดไฟฟ้า มาทำความรู้จักและเรียนรู้ว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีหน้าที่อย่างไรบ้าง?
หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือเครื่องGenerator คืออุปกรณ์ชนิดหนึ่ง ที่นำหลักการของไมเคิล ฟาราเดย์หรือหลักการการเหนี่ยวนำแม่เหล็กมาใช้งานจนทำจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้น จึงสามารถเปลี่ยนพลังงานกลให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า จนในที่สุดสามารถให้กำเนิดหรือผลิตไฟฟ้าออกมาใช้งานได้ สำหรับประเทศไทยนิยมเรียกเครื่องนี้ว่าเครื่องปั่นไฟ โดยมีจุดประสงค์การใช้งานคือการผลิตไฟฟ้าไว้ใช้สำรองเพื่อป้องกันปัญหาไฟฟ้าขัดข้อง และทำให้อุตสาหกรรมหรือธุรกิจมีไฟฟ้าไว้ใช้งานอย่าางต่อเนื่อง
ลักษณะทั่วไปของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ลักษณะทั่วไปของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือ มีด้วยกัน 2 ชนิด ซึ่งมีหลักการทำงานที่แตกต่างกัน ดังนี้
ชนิดกระแสตรงเรียกว่า ไดนาโม (Dynamo)
เครื่องไดนาโม (Dynamo) คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง โดยมีหลักการทำงานคือนำขดลวดอาร์เมเจอร์และขดลวดสนามแม่เหล็กที่เคลื่อนที่ตัดผ่านมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าออกมา โดยให้ขดลวดอาร์เมเจอร์จะเคลื่อนที่ตัดผ่านสนามแม่เหล็ก และให้ขดลวดแม่เหล็กเป็นส่วนที่อยู่กับที่
ชนิดกระแสสลับเรียกว่า อัลเตอร์เนเตอร์ (Alternator)
สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ หรือ Alternator คือ มีหลักการการทำงานคือเหมือนกับเครื่องไดนาโมเลย แต่แตกต่างกันตรงที่วิธีการตัดผ่านสนามแม่เหล็ก โดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับคือการอาศัยตัวนำในอาร์เมเจอร์หมุนตัดสนามตำที่ขั้วแม่เหล็ก และสนามแม่เหล็กที่ขั้วแม่เหล็กหมุนตัดตัวนำในอาร์เมเจอร์อีกที หรือจะให้ขดลวดอาร์เมเจอร์หมุนหรืออยู่กับที่ก็ได้ ซึ่งต่างจากไดนาโมคือขดลวดสนามแม่เหล็กอยู่กับที่ และขดลวดอาร์เมเจอร์เป็นส่วนหมุน โดยประโยชน์ก็คือสามารถจ่ายไฟฟ้าไปยังโหลดได้โดยตรงโดยไม่ต้องแปรงถ่าน รวมถึงสามารถผลิตแรงเคลื่อนไฟฟ้าได้ค่อนข้างสูง
ขนาดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
สำหรับการเลือกขนาดของเครื่อง Generator คือการเลือกจากขนาดของโหลดที่ต้องการไฟฟ้าสูงสุดในแต่ละเฟส ดังนั้น เราควรรู้ขนาดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เหมาะสมเพื่อช่วยในการประหยัดงบประมาณ โดยมีด้วยกัน 3 ขนาด ดังนี้
-
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก : สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กจะมีปริมาณ 1 kVA – 20 kVA โดยมีขนาดที่ค่อนข้างกะทัดรัด สามารถพกพา และสามารถเคลื่อนย้ายได้โดยสะดวก เหมาะสำหรับการใช้งานภายในครัวเรือน ซึ่งมีทั้งระบบไฟฟ้าแบบเฟสเดียวหรือระบบไฟฟ้า 3 เพส และสามารถเลือกใช้ได้แบบใช้น้ำมันเบนซิน และน้ำมันดีเซล โดยส่วนใหญ่นำไปใช้งานในด้านของงานเกษตร และการตั้งแคมป์ในป่าเพื่อให้เราสามารถใช้ไฟฟ้านอกสถานที่ได้
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดกลาง : สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดกลางจะมีปริมาณ 50 kVA – 2500 kVA อยู่ในรูปแบบเครื่องปั่นไฟแบบ 3 เฟส มีแรงดันไฟฟ้า 220/380 โวลต์ขึ้นไป เหมาะสำหรับใช้อุตสาหกรรม ตั้งแต่ธุรกิจขนาดกลางไปจนถึงอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ อาทิ โรงงาน โรงพยาบาล โรงแรม และธนาคาร รวมไปถึงอุตสาหกรรมที่ต้องใช้ไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง เพราะเมื่อไฟฟ้าหลักขัดข้องก็สามารถใช้เครื่องปั่นไฟใช้งานต่อได้ในทันที
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ : สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่มีปริมาณ 4000 kVA ขึ้นไป โดยส่วนใหญ่จะใช้ในอุตสาหกรรมที่มีขนาดใหญ่มากๆ อาทิ โรงผลิตไฟฟ้าต้นกำลัง โรงงานเกี่ยวกับพลังงานความร้อน หรือกังหันแก๊ส โดยสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าออกมาได้ในปริมาณมาก และสามารถเชื่อมต่อไปยังภูมิภาคอื่นๆ ได้
นอกจากนี้ ยังมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดพิเศษที่เราเรียกกันว่า ไดออกซ์ โดยทำหน้าที่ผลิตไฟฟ้า และเชื่อมโลหะไปพร้อมๆ กันได้
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดกระแสสลับ
อย่างที่กล่าวไปแล้วว่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดกระแสสลับ คือมีหลักการของกระแสไฟฟ้ามีทิศทางการเคลื่อนที่ที่สลับกัน ซึ่งประกอบไปด้วย ตัวต้านทาน (Resistor) ตัวจุ (Capacitor) และตัวเหนี่ยวนำ (Inductor) ซึ่งสามารถนำมาประยุกต์การใช้งานได้ค่อนข้างหลากหลายมากกว่า โดยสามารถแบ่งออกได้ 2 ส่วน ดังนี้
- เครื่องต้นกำลัง ทำหน้าที่หรือเป็นส่วนที่ให้กำเนิดพลังของเครื่อง Generator คือออกมาได้หลายพลังงานเช่นกัน อาทิ พลังงานกังหันน้ำ พลังงานกังหันแก้ส และพลังงานกังหันไอน้ำ
- ตัวผลิตพลังงานไฟฟ้า หรือเครื่อง Generator คือ ของส่วนของการทำงานที่อาศัยการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กเพื่อให้กำเนิดไฟฟ้า
ซึ่งลักษณะทั่วไปของเครื่องกําเนิดไฟฟ้ากระแสสลับคือ การออกแบบตัว โรเตอร์ (Rotor) เป็นส่วนที่ต้องหมุน ส่วนตัวที่ต้องอยู่กับที่คือ ส่วนสเตเตอร์ (Stator)
หลักการเหนี่ยวนำของแม่เหล็ก มีกี่ประเภท?
โดยจะมาอธิบายในส่วนของตัวผลิตพลังงานไฟฟ้า หรือเครื่อง Generator คือ ที่นำเอาหลักการการเหนี่ยวนำแม่เหล็กมาใช้งาน ซึ่งมีด้วยกันทั้งหมด 3 ประเภท ดังนี้
แบบทุ่นหมุน
มีหลักการใช้หมุนขดลวดทองแดงมาพันอยู่บนแกนเพลา แล้วตัดผ่านเส้นแรงแม่เหล็กเพื่อทำให้กำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นที่บริเวณส่วนปลายของขดลวดทองแดง ซึ่งวงแหวนทองเหลืองและแปรงถ่านจะสามารถนำไฟฟ้าที่ได้รับไปใช้งานต่อ ปัญหาก็คือขั้วแม่เหล็กที่ทำให้เกิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำไม่ได้เป็นแม่เหล็กถาวรจึงทำให้ความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กทำงานได้ไม่คงที่
แบบขั้วแม่เหล็กหมุน
สำหรับการทำงานของเครื่อง Generator คือแบบ ขั้วแม่เหล็กหมุน จะใช้หลักการหมุนขั้วแม่เหล็กที่อยู่บนเพลา ทำให้เส้นแรงแม่เหล็กตัดผ่านขดลวดทองแดงจนทำให้เกิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นมา โดย เครื่อง Generator คือแบบ ขั้วแม่เหล็กหมุนไม่จำเป็นต้องใช้แหวนทองเหลืองและแปรงถ่าน ทำให้สนามแม่หล็กมีความเข้มข้นมากขึ้น
แบบไม่มีแปรงถ่าน
เครื่อง Generator ลำดับสุดท้ายคือ แบบไม่มีแปรงถ่าน จะมีการหลักการทำงานที่ย่อยออกไปอีกหลายขั้นตอน โดยเป็นรูปแบบของการให้กำเนิดพลังงานไฟฟ้าในเครื่องปั่นไฟโดยเฉพาะ ซึ่งจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่มีความสม่ำเสมอ และควบคุมไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
ประโยชน์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
แน่นอนว่าจุดประสงค์หลักของเครื่อง Generator คือ การผลิตไฟฟ้าโดยเฉพาะ สามารถนำไปใช้ในพื้นที่ต่างจังหวัดหรือพื้นที่ห่างไกลได้เป็นอย่างดี รวมถึงใช้ในพื้นที่ที่ไฟฟ้ายังเข้าไปไม่ถึงซึ่งทำให้เกิดประโยชน์ในหลายๆ ด้าน ดังนี้
-
- เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าสำรอง ในกรณีที่เกิดเหตุฉุกเฉินขึ้น
- ยืดเวลาในการเตรียมตัวปิดเครื่องจักรทำให้ลดความเสียหายในการผลิตลงได้
- ใช้ได้ทุกที่ด้วยความสะดวกสบาย
- เพื่มการทำงานในอุตสาหกรรมให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
การดูแลเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
สำหรับการดูแลเครื่อง Generator คือสิ่งที่ควรมีความรู้และต้องปฏิบัติอย่างเป็นประจำและสม่ำเสมอเพื่อช่วยให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพมากที่สุด การดูแลอย่างถูกวิธีจึงมีความจำเป็นไม่น้อย
- ปิดสวิตซ์ไฟและปิดระบบการจ่ายไฟเป็นอันดับก่อนเสมอ เพื่อช่วยในการป้องกันอุบัติเหตุจากเครื่องยนต์
- ทุกๆ 20 ชั่วโมงจะจะต้องตรวจสอบและดูแลรักษาเครื่องปั่นไฟ ดังนี้
- ตรวจสอบระดับน้ำมันหล่อลื่นของเครื่องยนต์ โดยน้ำมันหล่อลื่นที่เหลืออยู่ต้องไม่มีตะกอนหรือคราบดำ รวมถึงต้องเปลี่ยนน้ำมันเครื่องยนต์ทุกครั้งก่อนการใช้งาน
- ใช้ผ้าแห้งเช็ดหม้อน้ำกลั่นในเครื่องปั่นไฟ และตรวจสอบสภาพน้ำกลั่น ให้มีความใสบริสุทธิ์ ไม่มีตะกอนหรือเปลี่ยนสีไป
- หมุนขั้วสายไฟให้แน่ และใช้ผ้าแห้งเช็ดทำความสะอาดอยู่เสมอ หลังจากการใช้งานทุกครั้ง
- ควรใส่น้ำมันหล่อลื่นทุกครั้งหลังการใช้งานสายพานของเครื่องปั่นไฟ และเปลี่ยนสายยางทันทีหากชำรุดหรือเสียหาย
- ใช้ผ้าชุบน้ำหมาดๆ เช็ดทำความสะอาดหม้อน้ำรังผึ้งด้านนอก
- ทุกๆ 3 เดือนควรจะถ่ายน้ำมันหล่อลื่น เปลี่ยนไส้กรองของน้ำมันหล่อลื่น ตรวจสอบท่อสายยางและเหล็กรัดท่อ และตรวจสอบสภาพน๊อตของเครื่องปั่นไฟ
- ทุกๆ 6 เดือน ควรเปลี่ยนไส้กรองเชื้อเพลิงของเครื่องปั่นไฟ และเปลี่ยนไส้กรองอากาศของเครื่องปั่นไฟ
ข้อควรระวังในการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
สำหรับข้อข้อควรระวังในการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่ใช้งานเพราะอาจทำให้เกิดอันตรายและความเสียหายตามมาได้ โดยมีข้อควรระวัง ดังต่อไปนี้
- ก่อนตรงจสอบเครื่อง Generator คือควรจะปิดเครื่อง คือปรับไปที่ตําแหน่ง OFF รวมถึงปลดขั้วสายแบตเตอรี่ออก
- ห้ามเปิดฝาหม้อน้ำในขณะที่เครื่องยนต์ยังร้อนอยู่
- จำเป็นต้องเดินสายดินทุกครั้งหากมีการติดตั้งเครื่องปั่นไป
- ขณะจ่าย Load ต้องตรวจสอบกระแสไฟฟ้า แรงดันและความถี่ของไฟ้าเสมอ รวมถึงตรวจสอบแรงดันน้ำมันเครื่องและอุณหภูมิของเครื่องยนต์
- ไม่ควรเปิด-ปิดเบรกเกอร์สำหรับจ่าย Load บ่อย ๆ
- ห้ามทิ้งเครื่องยนต์เอาไว้โดยไม่มีควรดูแล
- ไม่จ่ายกระแสไฟฟ้าเกินกำลังของเครื่อง
โดยสรุปแล้ว เครื่อง Generator คือ เครื่องผลิตไฟฟ้าที่มีวัตถุประสงค์ในการผลิตไฟฟ้า โดยสามารถนำไปใช้ในที่ที่ไฟฟ้าหลักเข้าไปไม่ถึงอย่างตามพื้นที่ต่างจังหวัด และพื้นที่ห่างไกล รวมถึงสามารถนำมาใช้เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าสำรองในทางธุรกิจ ซึ่งช่วยทำให้ธุรกิจสามารถดำเนินการผลิตได้อย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพแม้จะเกิดปัญหาในเรื่องไฟฟ้าขัดข้องเกิดขึ้น โดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สำหรับธุรกิจใดที่ต้องมีการใช้ไฟฟ้าตลอดเวลาควรจะมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองเอาไว้ เพื่อช่วยในการลดความเสียหายของผลิตภัณฑ์และทำให้การผลิตดำเนินไปได้ด้วยดี