مقاله ای کامل در مورد سیم پیچی ac

سیم پیچی الکترو موتور های تک فاز

انواع موتورهاي تك فاز 

موتورای القایی تکفاز :

موتورهای القایی تکفاز که گاهی نیز به نام موتورهای القایی سنکرون از انها یاد میشود دارای روتور قفس سنجاقی بوده و استاتور انها هاوی یک سیم پیچ تکفاز است که در طول محیط استاتور درون شیارها توزیع شده است . در این گونهموتورها ذاتاً گشتاور راه اندازی حاصل نمی شود ولذا اگر استاتور به منبع ac تکفاز وصل شود موتور خود به خود راه اندازی نمی شود اما اگر محور روتور توسط عامل خارجی بچرخ در اید . گردش خود را دائماٌ ادامه خواهد داد.

موتورهای فاز شکسته :

در این موتورها روتور قفس سنجاقی بوده و استاتور توسط دو سیم پیچ که از لحاظ موقعیت مکانی در فضا با یکدیگر 90 درجه اختلاف ذاویه دارند تشکیل شده اند اگر za  بزرگتر از  zm  باشد در لحظحه راه اندازی جریان سیم پیچ ها با هم همفازنبوده لذا ماشین شبیه یک موتور 2 فاز نا متعادل شده و شروع به حرکت می کند در این موتورها معمولاً یک کلید گریز از مر کز قرار می دهند و در سرعتی بیش از 75 % سرعت نامی این کلید عمل کرده و سیم پیچ کمکی را از مدار خارج می کند . این موتورها دارای گشتاور راه اندازی متوسط و جریان راه اندازی کم می باشند و کاربرد انها در فن ها دمنده ها و پمپ هایسانتریوژ وتاً سیسات دفتری که ظرفیت انها بین  400 تا  40  وات است مورد استفاده قرار   میگیرند  مزیت این موتورها  ارزان بودن و فراوانی انها است .

موتورهای خازنی :

از خازن جهت بهبود عملکرد راه اندازی و عملکرد کاری یا هر دو مورد استفاده میشودموتور با راه انداز خازنی یک موتور فازشکسته است اما جابجایی زمانی فاز بین جریانهای اصلی و کمکی ازطریق یک خازنسری با سیم پیچ کمکی به حداکثر مقدارخود می رسد اگرخازن بطور مناسب طراحی گردد این اختلاف زاویه 90 درجه شده شبیه یک موتوردوفازه کامل عمل می کند چون زاویه به بین دوجریان زیاد است لذا گشتاورراه اندازی این موتور بالا بوده و ازآنها کمپرس ها پمپ هایخچال ها وتجهیزات تصویهمتبوع وسایر موارد که راه اندازی دشواری دارند استفاده می شوند این موتورها دو ولتاژ 110ولت وهم220 ولت کارکنند برای این منظور سیم پیچ  110vاصلی رادوقسمتکرده هنگام کار با سیم پیچ راموازی می کنیم وهنگام کار باولتاژ220vدوقسمت سیم  پیچ را سری می کنیم .

موتور با خازن دائم :

برای اینکه مشکلات پدید آمده برای خازن هنگام قطع کلید گریز از مرکز رفع شود همچنین موتور تکفاز شبیه یک موتور دوفاز نا متعادل در کل مدت زمان کاری (راه اندازی و کار دائم)شود با حذف کلید در بعضی موتورهای قدرت کم یا پایین خازن همیشه در مدار با قی می ماند ساختمان موتور ساده تر شده راندمان و گشتاور بهبود می یابد .

موتور های القایی تک فاز با خازن راه انداز(خازن موقت) و خازن دائم:

این موتورها به موتورهای دو خازنی نیز معروفند . یکی از خازن ها برای راه اندازی مورد استفاده قرار می گیرد و توسط کلید گریز از مرکز از مدار بیرون می رود . خازن دیگر دائماً در مدار باقی می ماند . این موتورها گرانتر از نوع های قبلی که مورد بحث قرار گرفت هستند اما عملکرد انها بسیار درخشان است . در این گونه موتورها وجود دو خازن (دائمی و موقتی )گشتاور راه اندازی خوب و شرایط جالبی برای کار عادی ماشین فراهم می کند .از این موتورها در یخچال ها آب سرد کن ها و .... مورد استفاده  قرار می گیرند .

موتورهای القایی تکفاز قطب چاک دار :

استاتور حاوی قطب های برجسته وسیم پیچی اصلی برروی این قطب ها استوار است.همان طور که ازشکل پیداستقطب هاچاک دارند وبرقسمت باریک هرقطب چاک دار حلقه اتصال کوتاه شده ای نصب شده پیداست وبه آن سیم پیچی یا کلاف چاک نیز اطلاق می گردد.جریان القاء شده در سیم پیچیچاک باعث می گردد که شارژدرناحیه چاک هرقطب از شارژدر ناحیه بی چاک قطب عقب بیفتد(پس فاز)به عبارت دیگرشارژدرناحیهچاک هرقطب پس ازآن که شارژدر قسمت بی چاک به ماکزیمم رسید به حداکثر یا ماکزیمم می رسد این امر به مثابه دوران میدان از قسمت بی چاک به ناحیه چاکدار قطب تلقی می شود بنابرین گشتاور راه انداز حاصل می گردد مشخصه گشتاور رانشان می دهد.این موتورها بسیارارزان هستند.                                                                

موتورهای تک فاز سری یا یونیورسال:

موتورهای تک فازسری رامی توان همDC وهم به منبعAC  وصل نمود و لذابه انها لفظ بونیورسال اطلاق می گردد.اینموتورها درلوازم خانگی به وفور بافت می شوند.وزن این موتورها سبک و سرعت آنها زیاد است (1500تا10000دوردردقیقه)موتورهای ACسری بزرگ درسیستم های حمل و نقل به کار می روند.موتورهای یونیورسال عمدتابه برقACوصل می شوند لذاهسته های رتور واستراتورآنها لایه به لایه یا مورق است تا تلفات هسته کاهش یابد.جریان آرمیچر از سیم پیچ میدان سری می گذرد وشار را در امتداد محور بوجود می اورد.این جریان ازسیم پیچ ارمیچر نیز می گذرد و شار را در امتداد محور حاصل می سازد.اگر از جریان گردابیصرف نظر شود هر دو باهم فازاند.

موتورهای رلوکتانسی:

موتورهای سنکرون تک فاز رلوکتانسی اساسا شبیه موتورهای تک فاز القایی بوده (بخش 7-1 همین فصل ) به جز ان که در ساختمان رتور برجستگی ایجاد می شود. ایجاد بر جستگی در رتور توسط بر داشتن چند دندانه از رتور حاصل می شود. البته بر داشتن دندانه ها باید توری باشد که تعداد قطب های مطلوب حاصل شود. یک رتورچهار قطبی را برای موتورسنکرون تک فاز رلوکتانسی نسان می دهد. البته باید دانست میله های رتور قفس سنجابی و حلقه های انتهایی بقوت خود باقی هستند تا موتور رلوکتانسی شبیه موتور القایی راه اندازی شوند. در فصل ششم دیدیم که اگر موتور تحت سرعت سنکرون بچرخد بر جستگی رتور باعث ایجاد گشتاور رلوکتانسی می شود و رتور تمایل دارد خود راهم دریف میدان گردن سازد. استاتور موتور های رلوکتانسی تک فاز نیز حاوی سیم پیچی اصلی و سیم پیچی کمکی است هر گاه استاتور به منبع ACوصل گردد موتور همانند موتور القایی تک فاز راه می افتد .

درسرعتی حدود 75 % سرعت سنکرون کلید گریز از مرکز سیم پیچ کمکی را ازمدار بیرون میبرد هرگاه سرعت به حوالی سرعت سنکرون رسید روتور مایل است خود را هم ردیف میدان راستگرد سازد و بالاخره گریبان این میدان راستگرد را می گیرد  و با سرعت سنکرون بچرخش خود ادامه میدهد ضریب توان این موتورها کم است زیرا برای تحریک به جریان راکتیو زیادی نیاز دارنددر این موتورها چون تحریک DC وجود ندارد گشتاور ماکزیمم کاهش میابد  . لذا موتورهای رلوکتانسی در تحت توان یکسان حجیم تر از موتورهای سنکرون با جریان تحریک DC هستند اما نکته مثبت در این رابطه با انها سادگی ساختمان ؛ هزینه کم و تعمیر و نگه داری ناچیز می باشد .

موتورهای هیسترزیس :

در موتور های هیسترزیس ( پس ماند ) از خاصیت هیسترزیس ( پس ماند ) مواد مغناطیسی برای ایجاد گشتاور استفاده می شود . رتور این گونه موتورها از یک حلقه تشکیل شده است که از خاصیت مغناطیسی بسیار خوبی برخورداراست . روتور این گونه موتورها از یک حلقه تشکیل شده که از مواد مغناطیسی نیست سوار می با شد . استاتور این گونهموتورها شبیه موتورهای تک فاز القایی با خازن راه انداز است هرگاه استاتور به برق تک فاز وصل شود ، میدان دوار شکل می گیرد و ان میدان با سرعت سنکرون می چرخد .این میدان گردان در روتور که از ماده مغناطیسی بسیار خوبی تهیه شده است جریان گردابی القا می کند . بخاطر پدیده پس ماند ( هیسترزیس ) میدان حاصله توسط روتور از میدان استاتور عقب است در این گونه موتورها بخاطر پدیده هیسترزیس  اختلاف زاویه & بین این دو میدان بوجود می اید تا زمانی که سرعت روتور به سرعت سنکرون نرسیده است سیکل هیسترزیس تحت فرکانس لغزش در ماده روتور تکرار میشود با نزدیک شدن سرعت به سرعت سنکرون فرکانس جریان گردابی روتور کم شده ودر سرعت ماده مغناطیسی روتور به صورت آهن ربای دائم کار می کند . مشخصه گشتاور سرعت ثابت یکی از مشخصات بارز این موتور هاست و به علت این مشخصه می تواند خود را با هر نوع باری تطبیق دهد .

گشتاور در این گونه موتورها به نیروی محرکه استاتور شار روتور و زاویه بین میدان استاتور و میدان دوار روتور بستگی دارد و چون شار روتور ثابت است و تابعی از مقدار بار نیست این موتورها تقریبارياً دارای گشتاور ثابت می با شند .

مو تور های پله ای :

موتور های پله ای می توانند تحت پالس های الکتریکی ورودی چند درجه بچرخند.معمولا اندازه یاگام پله ها 2و5/2و5و5/7و15درجه به ازاءهر پالس الکتریکی می باشد.موتورهای پله ای مبدل های الکترومغناطیسی هستند.وقادرند پالس های دیجیتالی ورودی را به حرکتی برروی محور مبدل سازند.ازاین موتورها در سیستم های کنترل دیجیتالی استفاده میشود.      دراین سیستم ها، قطاری از پالس ها ایجاد می شود تا بصورت پله ای یا گام به گام محور موتوربچرخش در اید .معمولا در این موتورها  به حس کننده وضعیت و سیستم های فید بک جهت هم آهنگی حرکت محور و پالس ورودی فرمان ، نیازی نیست . د رچاپگرهای کامپیوتر و و محور های دیسک کامپیوتر و ادمهای اهنی از این موتورها استفاده می شود .

موتورهای پله ای بر دو نوع هستند :

1- موتورهای پله ای با مقاومت مغناطیسی(رلوکتانس) متغیر

2- موتورهای پله ای از نوع مغناطیس دائم

 موتورهای پله ای رلوکتانس متغیر :

این موتورها دارای دونوع یک تکه یا چند تکه هستند:

موتورهای پله ای یک تکه( تک پارچه):

هرگاه فازهای استاتوربه نوبت توسط جریان مستقیم تحریک شوند ، شار منتجه در شکاف هوایی تغیروضعیت داده و روتور ، محور مغناطیسی شار شکاف هوایی را بخاطر ماهیت گشتاور رلوکتانسی تعقیب می کند . گشتاور رلوکتانیس به خاطر این که روتور فرو مغنبطیس مایل به همسو شدن با محور میدان مغناطیسی شکاف هوایی می باشد پدید می آید .عملکرد این گونه موتورها را با پله ها یا گامهای 45 درجهای نشان میدهند و جهت چرخش روتور ( محور ) در جهت عقربه ساعت می باشد.

موتورهای پله ای چند تکه :

این موتورها نیز جزء موتورهای پله ای با رلوکتانس متغیر محسوب می شود و برای گامها یا پله های کوچک مورد استفاده قرار می گیرد . در این گونه موتورها روتور از سه تکه یا چهار پارچه مجزا تشکیل شده است و استاتور مربوط به هر تکه (هر پارچه ) دارای تعدادی قطب است .

جهت سیم پیچی بر روی قطب های استاتور هر تکه طوری است که چهار میدان هم جهت پدی می اید .

موتورهای پله ای از نوع آهن ربای دائم :

استاتور این موتورها شبیه موتورهای پله ای تک تکه ای از نوع رلوکتانس متغییر می باشد اما روتور انها از آهن ربای دائم ساخته می شود .در این گونه موتورها رتور خود را هم جهت میدان حاصله می کند اگر سیم پیچ فاز تحریک شود روتور خود را هم سوی میدان حاصله میاید. به عبارت دیگر گام یا پله 90 درجه ای حاصل می شود از انجایی که ساخت موتور هایکوچک با تعداد قطب های زیاد از نوع اهن ربای دائم کار مشکلی است لذا گام یا پله های این گونه موتورها بزرگ بوده و بین 30تا90 درجه می باشد .

موتورهای پله ای از نوع اهن ربای دائم از اینرسی بالایی برخوردار هستند . لذا به نسبت موتورهای پله ای با رلوکتانس متغیر از سرعت کمتری برخوردار می باشند ماکزیمم پله یا گامها برای این گونه موتورها 300 پالس در هر ثانیه است ، در حالی که در موتورهای پله ای با رلوکتانس متغیر در هر امپر از جریان استاتور گشتاور بیشتری تولید می کند.موتورهای پله ای هیبرید نیز از نظر تجاری در دسترس هستند که در انها روتور دارای یک اهن ربا دائم مصوری در وسط و دندانه ای فرو مغناطیسی در بخشهای خارجی می باشد.

موتورهای با پله های کوچکتر نیز وجود دارند ولی بسیار گرانتر از موتورهای پله ای با رلوکتانس متغیر هستند .

ژنراتورهای صنعتی

توضيح فارسي : 

ژنراتورها همواره یکی از مهمترین عناصر شبکه قدرت بوده و نقش کلیدی در تولید انرژی و کاربردهای خاص دیگر ایفاء کرده است . ساخت اولین نمونه ژنراتور (سنکرون) به انتهای قرن 19 برمی گردد. 
مهمترین پیشرفت انجام شده در آن سالها احداث اولین خط بلند انتقال سه فاز از لافن به فرانکفورت آلمان بود. در کانون این تحول ، یک هیدروژنراتور سه فاز 210 کیلو وات قرار گرفته بود. عیلرغم مشکلات موجود در جهت افزایش ظرفیت و سطح ولتاژ ژنراتورها، در طول سالهای بعد تلاشهای گسترده ای برای نیل به این هدف صورت گرفت.

مهمترین محدودیتها در جهت افزایش و سطح ولتاژ ژنراتورها ، ضعف عملکرد سیستمهای عایقی و نیز روشهای خنک سازی بود .در راستای رفع این محدودیتها ترکیبات مختلف عایقهای مصنوعی، استفاده از هیدروژن برای خنک سازی و بهینه سازی روشهای خنک سازی با هوا نتایج موفقیت آمیزی را در پی داشت، به نحوی که امروزه ظرفیت ژنراتورها به بیش از 1600DC افزایش یافته است. در جهت افزایش ولتاژ ، ابداع پاورفرمر در انتهای قرن بیستم توانست سقف ولتاژ تولیدی را تا حدود سطح ولتاژ انتقال افزایش دهد. به نحوی که برخی محققان معتقدند در سالهای نه چندان دور ، دیگر نیازی به استفاده از ترانسفورماتورهای افزاینده نیروگاهی نیست.

همچنین امروزه تکنولوژی ژنراتورهای ابررسانا بسیار مورد توجه است، انتظار می رود با گسترش این تکنولوژی در ژنراتورهای آینده ، ظرفیتهای بالاتر در حجم کمتر قابل دسترسی باشند.ژنراتورها:ماشین هایی هستند که انرژی مکانیکی را از محرک اصلی به یک توان الکتریکی در ولتاژ و فرکانس خاصی تبدیل می نماید.کلمه سنکرون به این حقیقت اشاره دارد که فرکانس الکتریک این ماشین با سرعت گردش مکانیکی شفت قفل شده است ، ژنراتورسنکرون برای تولید بخش اعظم توان الکتریکی در سرتاسر جهان به کار می رود.

دو اصل فیزیکی مرتبط با عملکرد ژنراتورها وجود دارد. اولین اصل فیزیکی اصل القائی الکترومغناطیسی کشف شده توسط مایکل فاراده دانشمند بریتانیایی است. اگر یک هادی در یک میدان مغناطیسی حرکت کند یا اگر طول یا حلقه ی القائی ساکنی جهت تغییر استفاده شود. یک جریان ایجاد میشود یا القاء می شود. اگر یک جریان از میان یک کنتاکتور که در میدان مغناطیسی قرار گرفته ، عبور کند میدان ، نیروی مکانیکی بر آن وارد می کند.

ژنراتور ها دارای دو اصل هستند: قسمتها و میدان که آهنربای الکترو مغناطیسی با سیم پیچ هایش و آرمیچر و ساختاری که از کنتاکتورحمایت می کند و کار قطع میدان مغناطیسی و حمل جریان القاء شده ژنراتور یا جریان ناگهانی به موتور را دارد است . آرمیچر معمولا" هسته ی نرم آهنی اطراف سیم های القائی که دور سیم پیچ ها پیچیده شده اند ، است .
ژنراتور ها از دو قسمت تشکیل شده اند: قسمت متحرک را رتور و قسمت ساکن آن را استاتور می گویند . رتور ها نیز از نظر ساختمان دو دسته اند: ماشین های قطب صاف و ماشین های قطب برجسته.

همچنین ژنراتورها بسته به آنکه نوع وسیله گرداننده رتور آنها چه نوع توربینی باشد به صورت زیر تقسیم می شوند:1) توربو ژنراتورها: در این وسیله گرداننده رتور ، توربین بخار است و چون توربین بخار جزء ماشین های تند گرد است بنابراین توربوژنراتور دارای قطب های صاف بوده و این ماشین توانائی ایجاد دورهای بسیاربالا را در قدرت های زیاد دارد امروزه اغلب توربوژنراتورها را دو قطبی می سازند چون با افزایش سرعت گردش کار توربین های بخار با صرفه تر وارزان ترتمام می شود.2) هیدرو ژنراتور ها : در آن وسیله گرداننده رتور توربین آبی است و چون توربین آبی دارای دور کم است بنابراین هیدروژنراتور دارای قطب برجسته بوده و دارای سرعت کم می باشد.3) دیزل ژنراتور ها : در قدرت های کوچگ و اظطراری وسیله گرداننده رتور دیزل است که در این موره هم قطب های رتور آن برجسته می باشد.ساختمان و اساس کار ژنراتور سنکرون:در یک ژنراتور سنکرون یک جریان DC به سیم پیچ رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور تولید شود. سپس رتور مربوط به ژنراتور به وسیله محرک اصلی چرخانده میشود ، تا یک میدان مغناطیسی دوار در ماشین بوجود آید.این میدان مغناطیسی ، یک ولتاژ سه فاز را در سیم پیچ های استاتور ژنراتور القاء می نماید.

در یک ماشین دو عبارت در توصیف سیم پیچ ها بسیار مورد استفاده است یکی سیم پیچ های میدان و دیگری سیم پیچ های آرمیچر. بطور کلی عبارت سیم پیچ های میدان به سیم پیچ هایی گفته می شود که میدان مغناطیسی اصلی را در ماشین تولید می نماید و عبارت سیم پیچ های آرمیچر به سیم پیچ هایی اتلاق می شود که ولتاژ اصلی در آن القاء می شود . برای ماشین های سنکرون ، سیم پیچ های میدان در رتور است.

رتور ژنراتور سنکرون در اصل یک آهنربای الکتریکی بزرگ است . قطب های مغناطیسی در رتور می تواند از نوع برجسته یا غیر برجسته باشد . کلمه برجسته به معنی قلمبیده است و قطب برجسته ، یک قطب مغناطیسی خارج شده از سطح رتور می باشد. ازطرف دیگر ، یک قطب برجسته یک قطب مغناطیسی هم سطح با سطح رتور است . یک رتور غیر برجسته یا صاف معمولا" برای موارد 2 یا 4 قطبی بکار می روند . در حالی که رتورهای برجسته برای 4 قطب یا بیشتر مورد استفاده هستند. چون در رتور میدان مغناطیسی متغیر است برای کاهش تلفات ، آن را از لایه های نازک می سازند. به مدار میدان در رتور باید جریان ثابتی اعمال شود ، چون رتور می چرخد ، نیاز به آرایش خاصی برای رساندن توان DC به سیم پیچ های میدانش دارد برای انجام این کار 2 روش موجود است :
1) تهیه توان DC از یک منبع بیرونی به رتور با رینگ های لغزان و جاروبک .

2) فراهم نمودن توان DC از یک منبع توان DC که مستقیما" روی شفت ژنراتورهای سنکرون نصب می شود.ساختمان و اساس کار ژنراتور سنکروندر یک ژنراتور سنکرون یک جریان dc به سیم پیچ رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور تولید شود. سپس روتور مربوط به ژنراتور به وسیله یک محرک اصلی چرخاند می شود، تا یک میدان مغناطیسی دوار در ماشین به وجود آید . این میدان مغناطیسی یک ولتاژ سه فاز را در سیم پیچ های استاتور ژنراتور القاء می نماید.

در یک ماشین دو عبارت در توصیف سیم پیچ ها بسیار مورد استفاده است: یکی سیم پیچ های میدان و دیگری سیم پیچ های آرمیچر. بطور کلی عبارت سیم پیچ ها ی میدان به سیم پیچ هایی گفته می شود که میدان مغناطیسی اصلی را در ماشین تولید می کند. عبارت سیم پیچ های آرمیچر به سیم پیچ هایی اطلاق می شود که ولتاژ اصلی در آن القاء می شود برای ماشین های سنکرون، سیم پیچ های میدان در رتور است.روتور ژنراتور سنکرون در اصل یک آهن ربای الکتریکی بزرگ است. قطب های مغناطیسی در رتور می تواند از نوع برجسته و غیر برجسته باشد. کلمه برجسته به معنی (قلمبیده )است و قطب برجسته یک قطب مغناطیسی خارج شده از سطح رتور می باشد. از طرف دیگر یک قطب برجسته، یک قطب مغناطیسی هم سطح با سطح رتور است. یک رتور غیر برجسته یا صاف معمولاً برای موارد 2 یا چهار قطبی به کار می روند. در حالی که رتور های برجسته برای 4 قطب یا بیشتر مورد استفاده هستند. چون در رتور میدان مغناطیسی متغییر است برای کاهش تلفات، آن را از لایه های نازک می سازند. به مدار میدان در رتور باید جریان ثابتی اعمال شود. چون رتور می چرخد نیاز به آرایش خاصی برای رساندن توان DC به سیم پیچ های میدانش دارد.برای انجام این کار 2 روش موجود است :1- از یک منبع بیرونی به رتور با رینگ های لغزان و جاروبک .

2- فراهم نمودن توان DCاز یک منبع توان DC ، که مستقیما" روی شفت ژنراتورسنکرون نصب میشود.رینگ های لغزان بطور کامل شفت ماشین را احاطه می کنند ولی از آن جدا هستند. یک انتهای سیم پیچ DC به هر یک از دو انتهای رینگ لغزان در شفت موتور سنکرون متصل است و یک جاروبک ثابت روی هررینگ لغزان سر می خورد . جاروبک ها بلوکی از ترکیبات گرافیک مانند هستند که الکتریسیته را به راحتی هدایت می کنند ولی اصطکاک خیلی کمی دارند و لذا روی رینگ ها خوردگی بوجود نمی آورد. اگر سمت مثبت منبع ولتاژ DC به یک جاروبک و سر منفی به جاروبک دیگروصل می شود. آنگاه ولتاژ ثابتی به سیم پیچ ، جدااز مکان و سرعت زاویه ای آن ، میدان درتمام مدت اعمال می شود. رینگ های لغزان و جاروبک ها به هنگام اعمال ولتاژ DC چند مشکل برای سیم پیچ های میدان ماشین سنکرون تولید می کنند آنها نگهداری را در ماشین افزایش می دهند ، زیرا جاروبک بایدمرتبا" به لحاظ سائیدگی چک شود. علاوه برآن ، افت ولتاژ جاروبک ممکن است تلفات قابل توجه توان را همراه با جریان های میدان به دنبال داشته باشد . علیرغم این مشکلات رینگ های لغزان روی همه ماشین های سنکرون کوچک تر بکار میرود. زیرا راه اقتصادی تر برای اعمال جریان میدان موجود نیست .در موتور ها و ژنراتورهای بزرگ تر ، از محرک های بی جاروبک استفاده می شود تا جریان میدان DC را به ماشین برسانند یک محرک بی جاروبک ، یک ژنراتور AC کوچکی است که مدار میدان آن روی استاتور و مدار آرمیچر آن روی رتور نصب است خروجی سه فاز ژنراتور محرک یکسو شده و جریان مستقیم توسط یک مدار یکسو ساز سه فاز که روی شفت ژنراتور نصب است حاصل می شود که بطور مستقیم به مدار میدان DC اصلی اعمال میگردد. با کنترل جریان میدان DC کوچکی از ژنراتور محرک (که روی استاتور نصب می شود) می توان جریان میدان را روی ماشین اصلی و بدون استفاده از رینگ های لغزان و جاروبک ها تنظیم کرد. چون اتصال مکانیکی هرگز بین رتور و استاتور بوجود نمی آید ، یک محرک جاروبک نسبت به نوع حلقه های لغزان و جاروبک ها ، به نگهداری کمتری نیاز دارد. برای اینکه تحریک ژنراتور بطور کامل مستقل از منابع تحریک بیرونی باشد، یک محرک پیلوت کوچکی اغلب در سیستم لحاظ میگردد . محرک پیلوت ، یک ژنراتور AC کوچک با مگنت های (آهن ربا ) دائمی نصب شده بر روی شفت رتور و یک سیم پیچ روی استاتور است . این محرک انرژی را برای مدار میدان محرک بوجود می آورد که این به نوبه خود مدار میدان ماشین اصلی را کنترل می نماید . اگر یک محرک پیلوتروی شفت ژنراتور نصب شود آن گاه هیچ توان الکتریکی خارجی برای راندمان ژنراتور لازم نیست .بسیاری از ژنراتور های سنکرون که دارای محرک های بی جاروبک هستند ، دارای رینگ های لغزان و جاروبک نیز هستند بنابراین یک منبع اضافی جریان میدان DC در موارد اضطراری در اختیار است . استاتور ژنراتور های سنکرون معمولا" در دو لایه ساخته می شوند : خود سیم پیچ توزیع شده و گام های کوچک دارد تا مولفه های هارمونیک ولتاژ ها و جریان های خروجی را کاهش دهد .چون رتور باسرعتی برابر باسرعت میدان مغناطیسی می چرخد ، توان الکتریکی با فرکانس 50 یا 60 هرتز تولید می شود و از ژنراتور بسته به تعداد قطب ها باید با سرعت ثابتی بچرخد مثلا" برای تولید توان 60هرتز در یک ماشین دو قطب رتور باید با سرعت 3600 دور در دقیقه بچرخد . برای تولید توان 50هرتز در یک ماشین 4 قطب ، رتور باید با سرعت 1500 دور دردقیقه دوران کند . سرعت مورد نیاز یک فرکانس مفروض همیشه از معادله زیر قابل محاسبه است : Fe : فرکانس = سرعت مکانیکی P = تعداد قطب ها
ولتاژ القایی در استاتور به شار در ماشین ، فرکانس یا سرعت چرخش ، و ساختمان ماشین بستگی دارد . ولتاژ تولیدی داخلی مستقیما" متناسب با شار و سرعت است ولی خود شار به جریان جاری در مدار میدان رتور بستگی دارد. .ولتاژ درونی برابر ولتاژ خروجی نیست چندین فاکتور ، عامل اختلاف بین این دو هست :
1- اعوجاج موجود در میدان مغناطیسی فاصله هوا به علت جریان جاری در استاتور که به آن عکس العمل آرمیچر می گویند.
2- خود القایی بوبین های آرمیچر
3- مقاومت بوبین های آرمیچر
4- تاثیر شکل قطب ها ی برجسته رتوروقتی یک ژنراتور کار می کند و بار های سیستم را تغذیه می کند آنگاه :1- توان مستقیم و رآکتیو تولیدی بوسیله ژنراتور برابر با مقدار توان تقاضا شده بوسیله بار متصل شده به آن است .
2- نقاط تنظیم گاورنر ژنراتور ، فرکانس کار سیستم قدرت را کنترل می نماید.
3- جریان میدان ( یانقاط تنظیم رگولاتور میدان ) ولتاژ پایانه سیستم قدرت را کنترل می نماید.
این وضعیتی است که در ژنراتورهای جدا و به فواصل دور از هم وجود دارد.مولد های AC یا آلترناتورها:مولد های AC یا آلترناتورها درست مثل مولدهای DC براساس القاء الکترومغناطیس کار می کنند ، آنها نیز شامل یک سیم پیچ آرمیچر و یک میدان مغناطیسی هستند اما یک اختلاف مهم بین این دو وجود دارد ، در حالی که در ژنراتورهای DC آرمیچر چرخیده می شود و سیستم میدان ثابت است در آلترناتورها آرایش عکس وجود دارد.آلترناتورها یک ژنراتور ساده بدون کموتاتور ، یک جریان الکتریکی متناوب تولید می کنند ، چنین جریان متناوبی مزیت زیادی دارد برای انتقال توان الکتریکی و از این رو بیشتر ژنراتورهای الکتریکی بزرگ از نوع AC هستند. ژنراتور AC در دو حالت خاص با ژنراتور DC فرق می کند . پایانه های سیم پیچ آرمیچرش بیرون هستند . برای حلقه های لغزان جزئی شده ی جامد روی شفت (میله ) ژنراتور به جای کموتاتور و سیم پیچ های میدان توسط یک منبع DC خارجی تغذیه انرژی می شود تااینکه توسط خود ژنراتور این کار انجام شود . ژنراتور ها ی AC سرعت پایینی با تعداد زیادی قطب در حدود 100 قطب ساخته می شوند. هم برای بهبود بازه شان و هم برای دست یافتن به فرکانس دلخواه به آسانی . آلترناتورها با توربین های سرعت بالا راه اندازی می شوند . فرکانس جریان گرفته شده توسط ژنراتور AC مساوی است با نیمی از تعداد قطبها و تعداد چرخش آرمیچر در ثانیه.بخاطر احتمال جرقه زنی بین جاروبک ها و حلقه های لغزان و خطر شکستهای مکانیکی که ممکن است سبب اتصال کوتاه شود. آلترناتورها به یک سیم پیچ ساکن که بدور یک رتور می چرخد و این رتور شامل تعدادی آهنربای مغناطیسی میدان هستند ساخته می شوند. اصل عملکرد آنها نیز دقیقا" مشابه عملکرد ژنراتورهای AC توصیف شده اند.ژنراتور ها با ولتاژ بالا:شركت ABB اخيرا ژنراتوري با ولتاژ بالا ابداع كرده است . اين ژنراتور بدون نياز به ترانسفورماتور افزاينده بطور مستقيم به شبكه قدرت متصل مي گردد . ايده جديد بكار گرفته شده در اين طرح استفاده از كابل به عنوان سيم پيچ استاتور مي باشد . ژنراتور ولتاژ بالا براي هر كاربرد در نيروگاههاي حرارتي و آبي مناسب مي باشد . راندمان بالا ، كاهش هزينه هاي تعمير و نگهداري ، تلفات كمتر ، تأثيرات منفي كمتر بر محيط زيست ( با توجه به مواد بكار رفته ) از مزاياي اين نوع ژنراتور مي باشد . ژنراتور ولتاژ بالا در مقايسه با ژنراتورهاي معمولي در ولتاژ بالا و جريان پائين كار مي كند . ماكزيمم ولتاژ خروجي اين ژنراتور با تكنولوژي كابل محدود مي گردد كه در حال حاضر با توجه به تكنولوژي بالاي ساخت كابلها ميتوان ولتاژ آنرا تا سطح 400 كيلو ولت طراحي نمود . هادي استفاده شده در ژنراتور ولتاژ بالا بصورت دوار مي باشد در حاليكه در ژنراتورهاي معمولي اين هادي بصورت مثلثي مي باشد در نتيجه ميدان الكتريكي در ژنراتورهاي ولتاژ بالا يكنواخت تر مي باشد . ابعاد سيم پيچ بر اساس ولتاژ سيستم و ماكزيمم قدرت ژنراتور تعيين مي گردد . در ژنراتورهاي ولتاژ بالا لايه خارجي كابل در تمام طول كابل زمين مي گردد ، اين امر موجب مي شود كه ميدان الكتريكي در طول كابل محدود گردد و ديگر مانند ژنراتورهاي معمولي نياز به كنترل ميدان در ناحيه انتهايي سيم پيچ نباشد .
جزيي ( Partial discharge) در هيچ ناحيه اي از سيم پيچ وجود ندارد و همچنين ايمني افراد بهره بردار و يا تعميركار افزايش مي يابد . سربنديها و اتصالات معمولا در فضاي خالي مورد دسترس در محل انجام مي گيرد ، بنابراين محل اين اتصالات در يك نيروگاه نسبت به نيروگاه ديگر متفاوت مي باشد ، اما در هر حال اين اتصالات در خارج از هسته استاتور مي باشد ، براي مثال اتصالات و سربنديها ممكن است زير ژنراتور و يا خارج از قاب استاتور ( Stator frame ) انجام گيرد . بدين ترتيب اتصالات و سربنديها ، مشكلات ناشي از ارتعاشات و لرزش هاي بوجود آمده در ماشين هاي معمولي را نخواهند داشت .در طرح كنوني ژنراتور ولتاژ بالا دو نوع سيستم خنك كنندگي وجود دارد ، روتور و سيم پيچ هاي انتهايي توسط هوا خنك مي گردند در حاليكه استاتور توسط آب خنك مي گردد . سيستم خنك كنندگي آب شامل لوله هاي XLPE قرار گرفته شده در هسته استاتور مي باشد كه آب از اين لوله ها جريان مي يابد و هسته استاتور را خنك نگه مي دارد .مقايسه جريان اتصال كوتاه در نيروگاه مجهز به ژنراتور ولتاژ بالا با نيروگاه مجهز به ژنراتور معمولي نشان مي دهد كه به دليل اينكه در نيروگاه با ژنراتور ولتاژ بالا راكتانس ترانسفورماتور حذف مي گردد جريانهاي خطا كوچكتر مي باشد . 

کاربرد دیزل ژنراتور

توضيح فارسي : کاربرد دیزل ژنراتور:

با گسترش روزافزون استفاده از انرژی الكتریكــی ، امــروزه كمتــر زمیــنه ای ( از زنـدگی روزمره تا فعالیتهای صنعتی و خدماتی ) را می توان یافت كه بشدت به انرژی الكتریكی وابسته نباشد. از آنجا كه همیشه احتمال بروز نقص در سیستمهای تأمین برق و به تبع آن قطع برق وجود دارد، پی آمدهای قطع برق و بكارگیری تمهیداتی به منظور تأمین برق اضطراری قطعاً می بایست مورد مطالعه قرار گیرند. 
مولدهای برق اضطراری بجز در موارد استثنائی دیزل ژنراتورها هستند. موارد كاربرد دیزل ژنراتورها دامنه وسیعی از مصارف كوچك ( خانگی ، صنفی ) تا مصارف عمومی و صنعتی بزرگ را در برمی گیرد .
دیزل ژنراتور ترکیبی از موتور دیزل با ژنراتور الکتریکی (که اغلب به نام دینام ) است که برای تولید انرژی الکتریکی بکار می رود. دیزل ژنراتور مجموعه ای است که اگر شبکه از کار بیافتد و یا به عنوان قدرت قابل عرضه در اماکن بدون اتصال به برق اضطراری، مورد استفاده قرار می گیرد. دیزل ژنراتورهای کوچک قابل حمل، محدوده از حدود 1KVA تا 10KVA ممکن است به عنوان منابع قدرت برای استفاده در ساخت و ساز ها ، به عنوان برق کمکی و یا برق وسایل نقلیه از جمله خانه های سیار بکار برده شود.
•
مجموعه ژنراتور دیزل :
ترکیبی از یک موتور دیزل ، ژنراتور و انواع دستگاه های فرعی مانند پایه یا شاسی ، سیستم های کنترل ، قطع کننده مدار ، گرم کن آب ، برای راه اندازی سیستم است .

محدوده KVA 8-30 برای خانه ها ، مغازه ها و دفاتر کوچک و برای مجتمع های اداری بزرگ ، کارخانه ها و مراکز صنعتی از ژنراتورهای بزرگ صنعتی تا 2000KVA استفاده می شود. رنج های تا حدود 5 مگاوات برای ایستگاه های قدرت های کوچک استفاده می شود و ممکن است برای این کار از یک تا 20 دستگاه استفاده شود. در این اندازه های بزرگ موتور و ژنراتور به صورت جداگانه به سایت می آورند و به همراه تجهیزات جانبی مونتاژ دیزل ژنراتور و وسایل مورد نیاز کار نصب را انجام می دهند.


گاهی به صورت گسترده ای نه تنها برای قدرت اضطراری بلکه بسیاری از عملکرد دیگر نظیر دوران اوج و یا دوره های زمانی که کمبود ژنراتور برق بزرگ وجود دارد ازدیزل ژنراتورهای با قدرتی به اندازه KVA 250 استفاده می شود.
حالت"جزیره" الکتریکی
بهره برداری از یک یا چند دیزل ژنراتور بدون اتصال به شبکه برق ، در در اصطلاح به عنوان " جزیره " نامیده می شود. در حالت جزیره ، چند ژنراتور موازی شرایطی را فراهم می کنند که باعث افزایش و بهره وری بهتر در بار شود. نیروگاه islanded برای منبع برق اولیه از شبکه جدا شده در نظر گرفته شده "Prime Power" و غالبا دارای حداقل 3 ژنراتورهای دیزلی ، که حداقل دو دستگاه برای تامین بار مورد نیاز است.تا تعداد دستگاه های کمتر از بیست مورد را می توان برای حالت جزیره ای کردن یک شبکه منطقی دانست.

ژنراتور را می توان از طریق سنکرونیزاسیون با یکدیگر به صورت الکتریکی اتصال داد. سنکرون شامل مطابقت ولتاژ ، فرکانس و فاز ژنراتور با شبکه قبل از اتصال ژنراتور به شبکه است. عدم هماهنگی قبل از اتصال می تواند باعث جریان اتصال کوتاه بالا یا ساییدگی و ناپایداری در ژنراتور و یا switchgear شود. روند هماهنگی را می توان به طور اتوماتیک توسط سنکرونر خودکار انجام داد. سنکرونر خودکار ولتاژ ، فرکانس و پارامترهای فاز ژنراتور و باس بار را به صورت اتوماتیک چک کرده و در صورت مساعد بودن شرایط عمل سنکرون را انجام می دهد.همچنین تنظیم سرعت موتور از طریق مدا فرمان مربوطه یا به اصطلاح ECM (مدول کنترل موتور) انجام می پذیرد. تولید کنندگان نمونه و بزرگترین تولید کنندگان این نوع برد های الکترونیکی شرکت های DSE ، وودوار، GAC و HEINZMAN هستند که بر این بازار تسلط دارند.

بار می تواند بین ژنراتورهای موازی در حال کار، از طریق به اشتراک گذاری (Load Sharing ( تغذیه شود.

حمایت از شبکه های اصلی برق:

دیزل ژنراتورها علاوه بر نقش شناخته شده خود به عنوان منابع قدرت در هنگام قطع برق شبکه، به طور مداوم نیز پشتیبانی از شبکه های قدرت اصلی در سراسر جهان را به دو صورت مجزا بر عهده دارند :
اصلاح پیک بار (Peak Shaving )
در اروپا و در بسیاری از مناطق و در زمان حداکثر تقاضا،با توجه به تعرفه های بالا مصرف کننده را به استفاده از diesel تشویق می کنند.

حمایت از شبکه (Grid Support ):

دیزل ژنراتور اضطراری آماده به کار ، در مکان های حساس مانند بیمارستان ها و مراکز ارتباطی مخابراتی و ماهواره ای ،سرد خانه ها و خلاصه هر جایی که قطع برق حتی برای چند دقیقه هم پذیرفتنی نیست باستی در نظر گرفته شوند.این دستگاه ها همچنین حمایت از شبکه های ملی در زمان های حساس را بر عهده می گیرند. در بریتانیا برای حمایت از شبکه سراسری به عنوان مثال ، از diesel های با قدرت 0.5MWبه طور معمول استفاده می شود.

دیزل ژنراتور اضطراری

توضيح فارسي : 
دیزل ژنراتور جهت تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز به صورت محلی و در مقیاس کوچکتر مورد استفاده قرار می گیرد.
دیزل ژنراتورها به دو منظور ، طراحی و ساخته می شوند:
دائم کار (Prime) و اضطراری (Standby )
در اماکنی که بدلیل دوری از خطوط سراسری برق یا بدلایل اقتصادی ،امکان استفاده از شبکه برق سراسری وجود نداشته باشد از دیزل ژنراتورهای دائم کار استفاده می شود. از دیزل ژنراتورهای اضطراری هنگام قطع شبکه برق سراسری جهت تامین برق مورد نیاز تجهیزات و اماکنی که قطع برق ممکن است خسارت جانی و مالی ایجاد کند استفاده می شود. در موارد زیر برای تامین مصارف اضطراری و ایمنی باید نیروی برق به کمک مولدهایی که معمولا نیروی محرک آنها موتورهای دیزل است در محل تولید شود.
• ساختمانهای مسکونی بیش از 4 طبقه از کف زمنی و مجهز به آسانسور
• ساختمانهای عمومی که نوع فعالیت آنها به نحوی است که قطع برق ممکن است خطر یا خسارت جبران ناپذیری را ایجاد کند.
• بیمارستانها و مراکز بهداشتی با توجه به نوع فعالیت
• سردخانه های بزرگ
• مراکز صنعتی کوچک،متوسط و بزرگ

مقدمه

قبل از اینکه ارتباط بین مغناطیس و الکتریسته کشف شود، ژنراتورها از اصول الکتروستاتیک بهره می‌بردند. ماشین ویمشارت از القای الکتروستاتیک یا تأثیر کردناستفاده می‌کرد. ژنراتور واندوگراف از اثر تریبوالکتریک برق مالشی برای جدا سازی بارهای الکتریکی با استفاده از اصطکاک بین عایقها استفاده می‌کرد. ژنراتورهای الکتروستاتیک کارآمد نیستند و تنها برای آزمایشات علمی که نیازمند ولتاژهای بالا است، مناسب هستند. 

 

فارادی

در سال 1831–1832م مایکل فارادی کشف کرد که بین دو سر یک هادی الکتریکی که بصورت عمود بر یک میدان مغناطیسی حرکت می‌کند، اختلاف پتانسیلی ایجاد می‌شود. او اولین ژنراتور الکترومغناطیسی را بر اساس این اثر ساخت که از یک صفحه مسی دوار بین قطبهای یک آهنربای نعل اسبی تشکیل شده بود. این وسیله یک جریان مستقیم کوچک را تولید می کرد. 

دینامو

دینامو اولین ژنراتور الکتریکی قادر به تولید برق برای صنعت بود و کماکان مهمترین ژنراتور مورد استفاده در قرن بیست و یکم است. دینامو از اصول الکترومغناطیس برای تبدیل چرخش مکانیکی به یک جریان الکتریکی متناوب ، استفاده می‌کند. اولین دینامو بر اساس اصول فارادی در سال 1832 توسط هیپولیت پیکسی که یک سازنده تجهیزات بود، ساخته شد. این وسیله دارای یک آهنربای دائم بود که توسط یک هندل گردانده می‌شد. آهنربای چرخنده بگونه‌ای قرار داده می‌شد که یک تکه آهن که با سیم پوشانده شده بود، از قطبهای شمال و جنوب آن عبور می‌کرد. پیکسی کشف کرد که آهنربای چرخنده ، هر بار که یک قطبش از سیم پیچ عبور می‌کند، تولید یک پالس جریان در سیم می‌کند. به علاوه قطبهای شمال و جنوب آهنربا جریانها را در جهتهای مختلف القا می‌کنند. پیکسی توانست با اضافه کردن یک کموتاتور جریان متناوب تولیدی به این روش را به جریان مستقیم تبدیل کند. 

دیناموی گرام

به هر حال هر دوی این طرحها دارای مشکل یکسانی بودند: آنها پرشهای جریانی القا می‌کردند که از هیچ چیز پیروی نمی‌کرد. یک دانشمند ایتالیایی به نامآنتونیو پاسینوتی این مسأله را با جایگزینی سیم پیچ چرخنده توسط یک سیم پیچ حلقه‌ای که او با سیم پیچی یک حلقه آهنی درست کرده بود، حل کرد. این بدان معنی بود که آهنربا همواره از بخشی سیم پیچ عبور می‌کرد که این مسأله موجب یکنواختی جریان خروجی می‌شد. زنوب گرام چند سال بعد در حین طراحی اولین نیروگاه تجاری در پاریس در دهه 1870م ، این طرح را دوباره ابداع کرد. طراحی وی با نام دینامی گرام معروف است. نسخه‌های مختلف و تغییرات زیادی از آن هنگام تا کنون در این طراحی بوجود آمده است، اما ایده اصلی چرخش یک حلقه بی پایان از سیم ، کماکان قلب تمامی دیناموهای پیشرفته باقی ماند. 

مفاهیم

دانستن این مطلب مهم است که ژنراتور تولید جریان الکتریکی می‌کنند و نه بار الکتریکی که در سیمهای سیم پیچی‌اش وجود دارد. این تا حدودی شبیه یک پمپ آب است که ایجاد یک جریان آب می‌کند اما خود آب را ایجاد نمی‌کند. ژنراتورهای الکتریکی دیگری هم وجود دارند، اما بر اساس دیگر پدیده‌های الکتریکی نظیر: پیزو الکتریسته و هیدرو دینامیک مغناطیسی ، ساختار یک دینامو شبیه یک موتور الکتریکی است و تمام انواع عمومی دیناموها می‌توانند مانند موتورها کار کنند. همچنین تمامی انواع عمومی موتورهای الکتریکی می‌توانند مانند یک ژنراتور کار کنند.

 این بلوک وظیفه تامین جریان مستقیم مورد نیاز در سیم پیچ تحریک را به عهده دارد.
تنظیم کننده (Regulator)

این بلوک کنترلی، وظیفه تقویت وپردازش سیگنالهای کنترل ورودی را(به سطح و شکلی که برای کنترل تحریک کننده مناسب باشد) بر عهده دارد.

مبدل ولتاژ و جبران کننده بار
این بلوک، ولتاژ پایانه ژنراتور را اندازه گیری می نماید وپس از یکسو سازی، آن را به یک ولتاژ جریان مستقیم تبدیل می کند. سپس این ولتاژ با یک ولتاژ مرجع (که بیانگر ولتاژ پایانه ژنراتور سنکرون است ) مقایسه می شود. همچنین اگر بخواهیم ولتاژ را در نقطه ای که از نظر الکتریکی از ژنراتور دور باشد ( مثل ترانسفور ماتور افزاینده ) ثابت نگه داریم، این بلوک مجهز به سیستم جبران کننده بار خواهد بود.
پایدار ساز سیستم قدرت 
این بلوک ، به منظور میرا کردن نوسانات سیستم های قدرت ، سیگنال ورودی اضافی به تنظیم کننده ولتاژ را ایجاد می کند. سیکنالهای ورودی مورد نظر ، معمولاً انحراف سرعت روتور ف 
توان شتاب دهنده و انحراف فرکانس می باشد.
مدارهای محدود کننده وحفاظتی
این بلوک شامل مجموعه وسیعی از توابع کنترلی و حفاظتی است. این بلوک برای اطمینان از این موضوع طراحی می شود که از حد توانایی تحریک کننده و ژنراتور خارج نشود. بعضی از توابع مرسوم شامل محدود کننده جریان تحریک و محدوده زیر تحریک است. معولاً این توابع شامل مدارهای مشخصی هستند و سیگنالهای خروجی آنها می تواند در محلهای مختلف به صورت جمع کننده به سیستم تحریک اعمال کرد.

انواع سیستم تحریک:
سیستم تحریک بر اساس منبع توان تحریک به سه نوع عمده نقسیم می شوند:
۱- سیستم های تحریک جریان مستقیم ؛
۲- سیستم های تحریک جریان متناوب؛
۳- سیستم های تحریک جریان استاتیکی؛
دراین قسمت این سیستم ها را در حالت کلی مورد بررسی قرار می دهیم.
سیستم های تحریک جریان مستقیم 
دراین نوع سیستم های تحریک ، از ژنراتورهای جریان مستقیم بعنوان منبع توان تحریک استفاده می کنند که از طزیق جاروبک ها، جریان مورد نیاز تحریک را فراهم می کنند. تحریک کننده ممکن است به وسیله موتور و یا محور ژنراتور چرخانده شود و یا این که از نوع خودتحریک یا تحریک مستقل باشد. در حالت تحریک مستقل ، تحریک آن از طریق یک تحریک کمکی که دارای میدان مغناطیسی دائم است، تاُمین می شود. البته این نوع سیستم ها قدیمی هستند و جای خود را به سیستم های جریان متناوب و استاتیکی داده اند. بعضی از این نوع سیستم ها از تنظیم کننده ولتاژ آمپلی دین استفاده می کنند. آمپلی دین نوعی ماشین جریان مسستقیم است که دارای دو مجموعه ذغال می باشد که با یکدیگر ۹٠ الکتریکی اختلاف موقعت دارند. یک مجموعه روی محور طولی ماشین و مجموعه دیگر روی محور عرضی قرار دارند. همچنین سیم پیچ های کنترل تحریک هم روی محور d واقع هستند. بعلاوه یک سیم پیچ جبرانگر به طور سریع با بار محور طولی قراردارد که شار مساوی و مخالف با شار جریان آرمیچر (شار محور طولی ) ایجاد می کند تا به صورت یک فیدبک منفی ، عکس العمل آرمیچر را خنثی نماید. زغال های موجود روی محور q اتصال کوتاه می شوند و طبعاً با توان تحریک بسیار اندک، جریان بسیار زیادی در آمیچر محور q ایجاد می شود. میدان مغناطیسی اصلی به وسیله محور q ایجاد می گردد و توان مورد نیاز برای حفظ جریان محور q به طور مکانیکی از طریق موتوری که آن را می چرخاند، تاٌمین می شود. درنتیجه آمپلی دین، تقویت کننده ای با تقویت توان در حدود 104 تا 105 و ثابت زمانی در حدود 0.02 تا 0.25 ثانیه است. آمپلی دین در سیستم به صورت یک طرح تقویتی، وظیفه تامین تغیرات افزایشی تحریک کننده ( اکسایتر ) را بر عهده دار. بقیه تحریک مورد نیاز اکسایتر با استفاده از خروجی آن و به صورت خود تحریک تاٌمین می شود. با خارج شدن آمپلی دین از مدار، تحریک اکسایتر را می توان به صورت دستی انجام داد. برای کنترل توان خروجی ژنراتور dc ودر نهایت کنترل توان میدان سیم پیچ ژنراتور تحریک کننده dc به وسیله یک ماشین آمپلی دین با ضریب تقویت ( نسبت بین خروجی ژنراتور و تغذیه میدان ) بالا انجام می شود.
سیستم های تحریک جریان متناوب
دراین نوع سیستم های تحریک از ژنراتورهای جریان متناوب برای تامین جریان تحریک مورد نیاز در در سیم پیچ تحریک ژنراتور اصلی استفاده می کنند. معمولاً اکسایتر ( تحریک کننده ) روی همان محور اصلی توربوژنراتور قرار دارد. سپس خروجی جریان متناب اکسایترها با کنترل و یا بدون کنترل، یکسوسازی می شوند تا جریان مستقیم تولید شده به سیم پیچ تحریک منتقل شود. سیستم یکسوکننده هم می تواند به دو صورت ساکن یا چرخان باشد. سیستم های اولیه تحریک جریان متناوب، ترکیبی از سیستم تقویت کننده های مغناطیسی و چرخان را به عنوان تنظیم کننده مورد استفاده قرار می دادند؛ اما اغلب سیستم های دیگر از تقویت کننده های الکترونیکی استفاده می کنند. پس مشاهده می شود که با توجه به ترکیب یکسو کننده ها و روشهای کنترل خروجی اکسایتر و نیز منبع اکسایتر، سیستم های تحریک جریان متناوب حالتهای مختلفی را به خود می گیرند که در اینجا بطور مختصر توضیح خواهیم داد.
الف- سیستم های با یکسو ساز ساکن 
اگر سیستم یکسوکننده ساکن باشد، خروجی جریان مستقیم آنها باید از طریق جاروبکهایی به سیم پیچ تحریک ژنراتور اصلی تزریق گردد. در صورتی که از یکسوکننده های دیودی بدون کنترل استفاده شود، تنظیم کننده تحریک اکسایتر جریان متناوب را کنترل می کند که آن نیز به نوبه خود، وظیفه کنترل ولتاژ خروجی اکسایتر را بر عهده دارد. در این سیستم که معروف به تحریک آلترکس از شرکت جنرال الکتریک است اکسایتر به وسیله روتور محور اصلی چرخیده می شود. در اینجا اکسایتر به صورت خود تحریک عمل می کند و توان تحریک را از طریق یکسوسازهای تریستوری تامین می کند. همچنین تنظیم کننده ولتاژ، توان مورد نیاز خود را از طریق ولتاژ خروجی اکسایتر تامین می نماید. در نوع دیگری از این سیستم ها، از یک اکسایتر کمکی برای تامین توان اکسایتر اصلی استفاده می شود. 
در صورتی که از یکسو کننده های قابل کنترل (تریستور) استفاده شود تنظیم کننده بطور مستقیم، کنترل ولتاژ خروجی اکسایتر را به عهده دارد. در این نوع، تنظیم کننده ولتاژ نقطه آتش تریستورها را کنترل می کند. اکسایتر هم از نوع خودتحریک است که برای حفظ ولتاژ خروجی از یک تنظیم کننده استاتیکی و مستقل ولتاژ استفاده می کند. از آنجایی که تریستورها بطور مستقیم خروجی اکسایتر را کنترل می کنند، عملاً این سیستم، عکس العمل اولیه سریعی(پاسخ زمانی کوتاهی ) دارد.
در هر دو نوع ، دو مد تنظیم کننده وجود دارد:
۱) تنظیم کننده جریان متناوب که به طورخودکار، ولتاژ پایانه استاتور ژنراتور اصلی رادر مقدار مطلوب که همان مقدار مبنای جریان متناوب است حفظ می کند.
٢) تنظیم کننده جریان مستقیم که ولتاژ تحریک ژنراتور را در مقدار مطلوب که همان مقدار مبنای جریان مستقیم است حفظ می کند. 
تنظیم کننده جریان مستقیم یا حالت کنترل دستی در مواقعی استفاده می شود که تنظیم کننده جریان متناوب خراب باشد ویا اینکه لازم باشد که از مدار خارج گردد. همچنین تنظیم کننده جریان متناوب امکان اعمال سیگنالهای اضافی فراهم می سازد تا بتواند وظایف کنترلی و حفاظتی را انجام دهد. 
ب) سیستم های با یکسوساز چرخان
در این نوع سیستم ها، بدلیل چرخان بودن یکسوکننده ها، نیاز به استفاده از جاروبک یا زغال برطرف و خروجی جریان مستقیم اکسایتر به طور مستقیم به ژنراتور اصلی اعمال میگردد. طرح کلی این نوع سیسم ها به سیستم تحریک بدون جاروبک معروف است. در این سیستم، آرمیچر مربوط به اکسایتر جریان متناوب و یکسوکننده های دیودی به همراه تحریک ژنراتور اصلی با یک محور مشترک می چرخند. همچنین یک اکسایتر کمکی جریان متناوب که دارای روتور مغناطیس دائم آهنربای N-S است، به همراه آرمیچر اکسایتر اصلی و یکسوسازهای دیودی می چرخند. خروجی یکسوسازی شده استاتور اکسایتر کمکی، تحریک ساکن اکسایتر جریان متناوب اصلی را تغذیه می کند. بعلاوه تنظیم کننده ولتاژ، تحریک اکسایتر جریان متناوب را کنترل می کند که آن نیز به نوبه خود، تحریک ژنراتور اصلی را کنترل می نماید.
در این نوع سیستم ها به خاطر عدم استفاده از جاروبک، مشکل عدم انتقال جریانهای زیاد به سیم پیچ تحریک ژنراتورهای بزرگ مرتفع می شود. البته اگر جاروبکها و زغالها به طور مرتب تعمیر و نگهداری شوند، امکان استفاده وسیع از سیستم های تحریک جریان متناوب با زغال و یا بدون زغال در هر محدوده قدرت ژنراتورها وجود خواهد داشت. در سیستم های تحریک بدون جاروبک، امکان اندازه گیری مستقیم ولتاژ و جریان تحریک ژنراتور وجود ندارد. و با تنظیم ورودی جریان مستقیم به مدارهای کنترل تریستور، امکان اعمال کنترل دستی ولتاژ ژنراتور اصلی فراهم می شود. 
نكات قابل توجه
مهمترين مزيت سيستم‏هاي تحريك ثابت در مقايسه با سيستم‏های تحريك چرخشی (دوار) در نكات ذيل خلاصه شده است
• برحسب كارايی، ميزان قدرت داده شده يا جذب شده (98% ) بيشتر است.
• مشكلات مربوط به تعميرات كمتر است، كاهش قابل توجهی در ساعات توقف ناشی از تعميرات بوجود می ‏آيد زيرا اساساً هيچ قسمت مكانيكي در حركت نمی ‏باشد.
• پايداری سيستم بيشتر است: با داشتن نوع ثابتی از زمان متوسط بين خرابی ‏ها (MTBF ) 
• تعداد توقفات ناشی از خرابيی ها، بطور قابل ملاحظه‏ای كاهش می ‏يابد.
• فوريت بيشتر در پاسخ به تغييرات ناگهانی بار زيان‏های ناشی از افت‏های اصلی را حذف می‏كند.
• دقت سيستم بيشتر است (0.5 %در مقايسه با 4% يا 5% كه از نوع چرخشي بدست می ‏آيد) كه در كل تصحيح سيستم را در حد قابل توجهی بدنبال دارد.
سیستم های کنترل دیجیتال، در مقایسه با سیستم های کنترل آنالوگ، مزیتهای ذیل را دارا است
• كاهش زمان تلف شده در انجام تعميرات و اصلاحات (MTTR = زمان متوسط برای تعمير كردن)، استفاده از تعداد كمتر قسمتهای الكترونيكی.
• توانايی تركيب بهتر، مشخص كردن محدوده و زمان ثابت ، ميسر كردن و يا ممنوع كردن عملكردها بدون عوض كردن سخت افزار
• آسان بودن ارتباط و برخورد افراد با اين سيستم، استفاده از صفحه كليدها، مانيتورها و نشانگرها

 بارا کورپوريشن ژاپن يکي از بزرگترين شرکت‌هاي مهندسي و طراحي و توليد انواع پمپ و سيستم‌هاي پمپاژ است. اين شرکت با بيش از 90 سال تجربه به عنوان يکي از توليدکنندگان صاحب نام و معتبر انواع پمپ، در بازارهاي جهاني مطرح مي‌باشد. نيروگاه‌هاي برق، تاسيسات نفت و گاز، سيستم‌هاي تهويه تونل، سيستم‌هاي فاضلاب و سيستم کنترل آلودگي از زمينه هاي ديگري هستند که فن آوري پيشرفته ابارا در آن‌ها بکار گرفته مي‌شود.
شرکت ابارا از همان بدو تاسيس تلاش خود را بر استفاده بهينه از آب، هوا، حفاظت از ذخاير طبيعي و ارتقاي رابطه ميان انسان و طبيعت متمرکز کرده است. بخش تحقيق و توسعه ابارا نيز در اين راستا تلاش مستمر دارد.

تاريخچه شرکت ابارا
شرکت ابارا در سال 1912 توسط دکتر آريا اينو کوچي استاد دانشگاه سلطنتي توکيو و نظريه پرداز پمپ‌هاي سانتريفوژ و آقاي ايسي هاتاکياما تاسيس گرديد.
ابارا فعاليت هاي برون مرزي خود را در سال 1950 شروع کرد و اکنون در 17 کشور در سراسر دنيا با تنوع توليد 16000 نوع پمپ حضور فعال دارد، در سراسر جهان بيش از 30 شرکت را تحت پوشش دارد. تعداد کارکنان اين شرکت در مجموع 15734 نفر و در ژاپن به تنهايي 5000 نفر مي‌باشد.
شرکت ابارا ايتاليا يکي ديگر از شرکت‌هاي زيرمجموعه کمپاني ابارا ژاپن مي‌باشد که صد در صد سهام آن متعلق به کمپاني ابارا ژاپن مي‌باشد و در زمينه توليد انواع الکتروپمپ‌هاي استينلس استيل و چدني استاندارد ابارا اعم از سانتريفوژ- شناور- کف کش- و... فعاليت مي نمايد.
کارخانجات ابارا ايتاليا در شهرهاي برندولا (Brendola) و کلس (Cles) در شمال ايتاليا قرار دارند.
در کارخانه شهر برندولا ساخت و مونتاژ گروه پمپ‌هاي چدني اعم از PRA, CMB, CDA, CD, CDX,2CD, 2CDX, JE, Compact JEX, CMA, AGA, CMC, CMD, CMR و همچنين EVM هاي کوچک و ساخت بوستر پمپ‌ها از تيپ GP صورت مي‌پذيرد. 
ديگر کارخانه ابارا در شهر کلس (Cles) که در شمالي‌ترين منطقه ايتاليا، موسوم به منطقه صنعتي کلس مي‌باشد واقع گرديده که اکثر کارخانجات صنعتي در آن قرار دارند. 
کارخانه کلس (Cles) با طراحي ژاپني‌ها ساخته شده است و ماشين آلات پيشرفته و سنگين ژاپني و اروپايي در آن قرار دارد. در اين کارخانه کليه قطعات استيل به صورت خام مثل ورق يا ترانس استيل و فولاد با پرسهاي سنگين 1500 تني به شکل‌هاي مختلف توليد مي‌گردد. 
در اين کارخانه، تمام خط توليد ابارا ايتاليا مکانيزه بوده و توسط ربات‌ها انجام مي‌گيرد و در قسمت‌هاي بسيار محدودي از نظارت نيروي انساني استفاده مي‌شود.
در کارخانه کلس (Cles) بدنه پمپ 3LM با تکنولوژي ژاپن که در نوع خود منحصر به کمپاني ابارا بوده و از نظر مقررات جهاني تا پنج سال ديگر هيچ شرکتي حق کپي و الگوبرداري از آن را ندارد، در اين کارخانه توليد مي‌شود. همچنين ساير قطعات پمپ‌هاي استيل از قبيل CVM, Best, LPS, CD, CDX, 2CD, 2CDX, JE, JEX, DWO, DW, IDROGO, RIGHT, WINNER, EVM, MULTIGO, 3-3L در همين کارخانه توليد و مونتاژ مي‌شود. 
از ديگر موارد قابل توجه اينکه کليه محصولات ابارا از نظر هيدروليکي و الکتريکي قبل و بعد از توليد با استفاده از روشهاي پيشرفته و بدون استثناء تست شده و پس از تاييد کيفيت به اقصاء نقاط جهان صادر مي‌گردد.
ابارا ايران يکي از شرکت‌هاي زير مجموعه کمپاني ابارا ژاپن مي‌باشد و با تقسيم سرمايه‌اي به شكل 49 درصد ابارا ژاپن و 51 درصد سهامداران ايراني، در سال 1373 در ايران تاسيس گرديد و فعاليت خود را از سال 1380 به صورت عملي آغاز كرد. هدف از تاسيس اين شرکت در ايران به طور كلي: ارائه خدمات و محصولات ابارا در سطح کشور و تا حدودي کشورهاي همجوار مي‌باشد، اين اهداف به صورت جزئي‌ترشامل:
تامين انواع الکتروپمپ‌هاي مصرفي درکليه صنايع
تامين انواع الکتروپمپ‌ها در منطقه خاورميانه
ارائه سريع خدمات پس از فروش در کمترين زمان ممکن (از طريق دفتر مرکزي تهران و نمايندگي شهرستان ها)
حضور مداوم در بازار ايران
ثبات در ارائه قيمت و ارائه ضمانت نامه 18 ماهه