وفي الحقيقة أنه لا يوجد اختلاف في طريقة عمل المولد إذا كان الملف يتحرك داخل المجال المغناطيسى أو أن المجال المغناطيسى هو الذي يتسبب في الدوران حول الـملف ، فبشكلٍ عام معظم مولدات التيار المستمر لديها مجال مغناطيسي ثابت ولفائف دواره بينما تحتوي معظم مولدات التيار المتردد على ملف ثابت ومجال مغناطيسي دائري.

أجزاء المولد الكهربائي

شرح مكونات المولد  الكهربائي ” الدينامو “

– الجزء الثابت في المولد الكهربائي : (بالإنجليزية: The Stator)  / يحتوي هذا الجزء على مجموعة كبيرة من الأسلاك الكهربائية ملفوفة علي ملفات ومثبتة فوق تجويف حديدي في مجموعة مولدات الكهرباء.

– الجزء الدوار في المولد الكهربائي  (بالإنجليزية: The Rotor)  / يدور هذا الجزء داخل تجويف الجزء الثابت وهو مسؤول عن توليد مجال مغناطيسى داخل المولد.

يمكن تصنيف المـولدات إلى فئتين رئيسيتين بناءً على نوع التيار المتولد إن كان تياراً مباشراً (بالإنجليزية: Direct Current) أو متردداً (بالإنجليزية: Alternating Current)، و يعمل النوعين من مولد  الكهرباء على نفس المبدأ مع بعض الاختلافات في تصميمات كل منهما.

يُنتج المولد الكهربائي الـبسيط  تياراً مترددا في حلقة السلك. ولكونه مولد كهربائي متردد فإنه يحتاج إلى طريقة ما ليرسل التيار الذي ينتجه إلى الجهاز  وهذا يحدث بواسطة حلقات تجميع أو حلقات انزلاق وقطع ثابتة من الكربون تسمى الفُرش. ويتصل طرفا نهاية كل مـلف من الأسلاك بحلقة تدور مع دوران الـملف .

 وتلامس الفرشاة كل حلقة ثم تنقل طاقه الكهرباء  في المولد من الفرشاة بسلك يتصل بالأجهزة التي تستعمل الكهرباء . وبالتالي فإن اللتيار الكهربائي الذي ينتج في الملف يسري إلى داخل المولد وخارجه خلال الحلقات والفرش.

مبدأ و طريقة عمل  المولد  الكهربائي : يختلف مولد  التيار الكهربائي  المتردد العملي  عن مولد التيار الكهربائي  المتردد البسيط  في العمل علي عدة أوجه :
– المولد العملي مزود بمولد إضافي يعرف بالمستثير  ويمد المستثير تيار كهربائي مستمراً للمغنطيس الكهربائي الذي يستخدم لإحداث مجال مغنطيسي  داخل مولد التيار الكهربائي  المتردد وذلك لتوليد الحث المغناطيسى بشكل جيد.

– وتتكون حافظة مولد التيار الكهربائي  المتردد من اسلاك نحاسية ملفوفة حول القلب الحديدي ، و يتكون المغناطيس الكهربائي من قضبان نحاسية عديدة و ملفوفة حول قلوب حديدية .

وفي معظم مـولدات التيار الكهربائي  المتردد تكون الحافظة هي العضو الساكن، وبنية المجال هي العضو الدوار التي تدور

ومعنى ذلك أن المغناطيس الكهربائي الذي ينتج بنية المجال، يدور لكي يقطع المجال المغنطيسى.

ملفات الحافظة في تلك المـولدات تستعين بحلقات الانزلاق لنقل التيار الكهربائي الـمستمر من المولد المستثير إلى المغناطيس الكهربائي في بنية المجال داخل المولد وتتصل ملفات الحافظة مباشرة بأسلاك خارجية لنقل التيار  المتردد المتولد.

وقد وجد المهندسون أنه من الأسهل اتباع تلك الطريقة في توصيل التيار الكهربائي المنخفض نسبيا من المستثير بوساطة حلقات الانزلاق وأخذ التيار الكهربائي  العالي المتولد مباشرة من الحافظة ويطلق على هذا النوع من مولد التيار الكهربائي   المتردد مولدات متزامنة  حيث أنها تنتج جهداً له ذبذبة متناسبة أو متزامنة الحركة مع سرعة العضو الدوار.

في مولدات تيـار متردد ، قد يحتوي هيكل المجال على مغناطيس كهربائي واحد ، ولكن غالبًا ما يكون به اثنان أو ثلاثة أو أربعة أو أكثر. هذا يعني أن المجال المغناطيسى الناتج عن بنية المجال له أقطاب أو أربعة أو ستة أو ثمانية أو أكثر – أي قطبين لكل مغناطيس كهربائي. يولد المولد دورة واحدة متكاملة للتيار عندما يقاطع زوجان من الأقطاب ملف المحرك ، بدلاً من دورة واحدة لكل دورة متكاملة من هيكل المجال. اعتمادًا على عدد المغناطيسات الكهربائية ، يمكن أن تنتج هذه المـولدات دورة واحدة أو اثنتين أو ثلاثة أو أربعة أو أعلى لكل دورة في المجال أو هيكل الـمحرك. يجب تدوير المولد ثنائي القطب عند 3000 دورة في الدقيقة لتـوليد تيـار 50 هرتز ، أو 3600 دورة في الدقيقة ، لتـوليد تيـار كهربائي بتردد 60 هرتز.

يطلق على بعض مولدات الـتيار الكهربائي  المتردد أحادية الطور ويكون لحافظتها مجموعة من الملفات مماثلة لعدد الأقطاب في بنية المجال.

ولكن غالبية مولدات الـتيار الكهربائي  المتردد لها ثلاث مجاميع من ملفات الحافظة لكل قطب.

ولذلك فهي تخرج ثلاثة تيارات في نفس الوقت . وتعرف تلك الأنواع من المـولدات بالمولدات ثلاثية الطور،

وينتج ذلك الـ مولد قدرة أكبر من التي تقوم بهامولدات أحادية الطور، كما أنها تحسن نقل القدرة الكهربائية واستخدامها وتشترك في نفس مبدأ عمل المولد الكهربائي المتردد .

المولدات الرئيسية في معظم محطات القدرة الكهربيه مولدات تيـار متردد ، لسهولة رفع الجهد للتيار المتردد أو خفضه باستخدام جهاز كهرو مغناطيسى بسيط يعرف بالمحول. ويصمم المهندسون مولدات الـتيار المتردد لتوليد تيـار كهربائي بجهد محدد. ويصل هذا الجهد في كثير من المـولدات الضخمة إلى ( 18,000 فولت ) أو ( 22,000 فولت ) في أنّ واحد.

ويستعان بمحول رافع ليمكن رفع الجهد إلى ( 345,000 فولت ) أو ( 765,000 فولت ) ، لدفع الـتيار إلى مسافات طويلة. ويتم خفض الجهد للمولدات بعديد من محولات الخفض إلى جهد يمكن استخدامه في المناطق التي تستخدم فيها الكهرباء.

لتحويل المولد الكهربائي البسيط إلى مولد كهربائي للتيار المـستمر يلزم عمل شيئين:

أولاً : يجب توصيل التـيار من حلقة السلك الدوارة.

ثانياً: جعل الـتيار يسير في اتجاه واحد فقط . ويمكن لجهاز يسمى المبدل القيام بالعملين السابقين.

يدور المبدل مع حلقة السلك كما تفعل تماماً حلقة الانزلاق مع العضو الدوار لمولد الـتيار المتردد .

ويقسم المبدل إلى جزئين معزولين تماما ، و تسمى كل واحدة منهما بلفائف المبدل، ويكون كل منهما معزولاً عن الآخر. وتوصل نهايتا حلقة السلك الدوارة بفلقتي المبدل، وتتلامس فرشتان كربونيتان متصلتان بالدائرة الخارجية، مع لفائف المبدل. تقـوم إحدى الفرشاة بتوصيل الـتيار خارج المولد، بينما تغذي الأخرى داخله.

تم تصميم المبدل بحيث يكون مـلف المبدل الذي يحتوي على الـتيار الخارج دائمًا على اتصال مع الفرشاة التي تخرج في الوقت المناسب ، مهما تغير اتجاه دوران الـتيار في داخل سلك الحلقة.في مولد الـتيار المـستمر الكبير ، تحتوي الحافظة  على العديد من ملفات الأسلاك ولفائف المبدل . وقد وجد المهندسون، بسبب المبدل، أنه من الضروري جعل وظيفة الحافظة كعضو دوار والهيكل الميداني كجزء ثابت . كما نري فانه يختلف في طريقة عمله.

يأتي الـتيار المـستمر اللازم للمغنطيس الكهربائي الذي يكوِّن بنية المجال من مصدر خارجي كما في معظم مولدات التتيار المتردد .

يسمى هذا النوع من مولدات الـتيار المـستمر بمولدات الإثارة المنفصلة . ويستخدم العديد من مولدات الـتيار المـستمرجزءاً من الـتيار الكهربائيّ  المـستمر المنتج في عمل المغناطيسات الكهربائية اللازمة لهافي المولد وتعرف تلك المولدات بالمولدات ذاتية الاستثارة، ويعتمد مولد الـتيار المـستمر ذاتي الاستثارة على المغناطيسية المتبقية في إنتاج الـتيار داخل الشبكة ، وهي جزء صغير من المغناطيسية يتبقى في المغناطيس الكهربائي بعد توقف المولد. ولولا وجود تلك المغناطيسية لكان من المحال عمل المولد ذاتي الاستثارة بعد توقفه، وتشترك في نفس مبدأ عمل المولد الكهربائي المـستمر .

ويمكن الحصول على الـتيار المـستمر الذي تحتاجه المغناطيسات الكهربيه للمولدات ذاتية الاستثارة عبر ثلاث توصيلات مختلفة:
1- التوازي 2- التوالي 3- المركّب (وهي تركيبة من التوصيلات على التوازي والتوالي معاً).

استنتاجا : من مبدأ عمل المولد الكهربائي فانه يعتمد نوع المولد الكهربائي المستخدم في أداء عمل معين على درجة التحكم في الجهد الكهربائي المطلوب . حيث أن جهاز المولد الذي يستخدم في شحن البطاريات مثلاً يحتاج الي  توليد طاقة  كهربائية وجهد ضعيف لهذا يمكن استخدام المولد الكهربائي  بالتوصيل على التوازي،

بينما يحتاج جهاز المولد الكهربائي و الذي يغذي المصعد إلى تحكم اكبر للطاقة و تعقيداً في الجهد لذا يستخدم المولد المنفصل الاستثارة.

بعد أن عرفنا مبدأ كيفية عمل المولد ، يتـم تشغيل العديد من مولدات الـتيار المـستمر بواسطه محرك كهربائي متردد ، وتسمى المجموعة مجموعة المحرك والمولد. هذه إحدى طرق تغيير الـتيار المتردد إلى الـتيار المـستمر ،  تحتاج المصانع التي تعـمل بالطلاء الكهربائي أو تصنيع الألمنيوم أو الكلور أو أي مواد صناعية أخرى ، وكذلك القاطرات والسفن التي تعمل بمحرك ديزل وكهرباء ، إلى كميات كبيرة من الـتيار المـستمر ، ولهذا يتـم استخدامها كمولد للتيار المستمر ، نظرًا لأن المبدل معقد ومكلف ، فقد استبدلت العديد من مولدات الـتيار المستمر مولدات الـتيار المتردد بمعدلات إلكترونية. المعدل الإلكتروني هو جهاز يسمح للتيار بالتدفق في اتجاه واحد فقط في المولد.