دینام اختراعی نوین است، که به عنوان قلب تپنده بسیاری از تکنولوژی ها و صنایع شناخته می شود. این دستگاه نه تنها، انرژی الکتریکی را تولید می کند بلکه گامی بزرگ در جهت توسعه سیستم های پایدار برداشته است و به عنوان یکی از اختراعات عصر مدرن تاثیر و قدرت زیادی در زندگی ما دارد. با ما همراه باشید چرا که در ادامه این مطلب به بررسی تمامی ویژگی های دینام می پردازیم.
معرفی دینام و بررسی تاریخچه آن
همانطور که می دانید، دینام یک دستگاه مکانیکی – الکتریکی است که بر اساس قوانین القای مغناطیسی، انرژی مکانیکی را به الکتریکی تبدیل می کند و برای تولید برق به خصوص در خودروها برای شارژ باتری و سایر تجهیزات الکتریکی به کار می رود.
این دستگاه از سیم پیچ، آرمیچر، کموتاتور و آهنربا تشکیل شده که هر کدام از این قطعات وظیفه خاصی را بر عهده دارند.
در اوایل قرن 19 قمری، زمانی که مایکل فارادی مفهوم القای مغناطیسی را معرفی کرد، کشف پایه ای برای ساخت دینام انجام شد و اولین دینام عملیاتی توسط ورنر زیمنس بدون نیاز به آهنربای دائمی ساخته شد. در سال های بعد از آن، با معرفی مدل های جدیدتری از دینام مانند آرمیچر حلقوی، کارایی و تولید جریان برق بیشتر شد و در پایان قرن 19، از اختراع به عنوان ابزاری کارآمد و کاربردی در نیروگاه های کوچک استفاده می شد که با پیشرفته تر شدن ابزارآلات صنعتی و بهبود تکنولوژی، ژنراتورها جایگزین دینام شدند.
مطالعه مفید: آشنایی با الکتروگیربکس و انواع آن
کاربردهای دینام در صنایع مختلف چیست؟
دینام که به عنوان یک مولد الکتریکی نیز شناخته می شود در حوزه های مختلف به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که دارد، کاربردهای متنوع و گسترده ای را ارائه می دهد که در ادامه این مطلب به بررسی کاربردهای آن می پردازیم.
- تولید برق در خودروها: تأمین انرژی الکتریکی تجهیزات مختلف خودرو و شارژ کردن باتری خودرو هنگام روشن بودن موتور از جمله کاربردهای دینام است.
- تأمین برق اضطراری: در نیروگاه ها برای تأمین برق اضطراری هنگام قطعی برق از آن استفاده می شود.
- کاربرد در صنایع: استفاده در ماشین آلات صنعتی برای تولید برق و تأمین برق ابزارهای برقی.
- تولید برق در سیستم های مستقل: برای تولید برق مصارف خانگی، روستایی و تجهیزات سیار از این قطعه استفاده می شود.
- کاربرد در کشاورزی: تأمین برقی مصرفی وسایل کشاورزی همچون تراکتور و پمپ های آب برای سیستم های آبیاری از دیگر کاربردهای این قطعه محسوب می شود.
- تولید برق برای وسایل نقلیه سنگین: وسایل نقلیه سنگین مانند اتوبوس ها نیز برای تأمین انرژی سیستم های بزرگتر از دینام استفاده می کنند.
- استفاده در نیروگاه های قدیمی: پایه و اساس ژنراتورهای امروزی که در نیروگاه های بزرگ از آن استفاده می شود، دینام است که امروزه نیز در برخی نیروگاه های کوچک از آن استفاده می کنند.
- کاربرد در تجهیزات نظامی: سیستم های ناوبری و رادار برای تأمین برق مصرفی خود از این دستگاه استفاده می کنند.
- پشتیبانی از سیستم های هیبریدی: در سیستم های هیبردی دینام به عنوان برق کمکی عمل می کند.
- کاربردهای تحقیقاتی: در آزمایشگاه ها برای تولید جریان برق الکتریکی و تست کردن استفاده می شود.
مطالعه مفید: انواع گیربکس صنعتی | بررسی ۳ دسته بندی گیربکس
بررسی مکانیزم عملکرد دینام
به طور کلی دینام ها با استفاده از قانون لنز و فارادی، القای مغناطسی را ایجاد می کنند و انرژی مکانیکی به الکتریکی تبدیل می شود که برای تولید جریان مستقیم (DC) طراحی شده اند، اما با ایجاد تغییراتی در آن می توان جریان متناوب نیز (AC) تولید کند.
مراحل عملکرد دینام با ایجاد یک میدان مغناطیسی که توسط یک آهنربا یا سیم پیچ میدان (Field Coil) تشکیل می شود، شروع شده و شرایط را برای القای الکتریکی فراهم می کند. آرمیچر یا سیم پیچ درون میدان مغناطیسی قرار دارد و هنگامی که موتور به چرخش در می آید، آرمیچر نیز می چرخد که این چرخش منجر به تغییر خطوط میدان مغناطیسی می شود. پس از آن با تغییر در میدان مغناطیسی، جریان الکتریکی به شکل متناوب (AC) تولید می شود.
اما همانطور که پیشتر هم به آن اشاره کردیم، جریان باید به صورت مستقیم تولید شود پس با استفاده از بخشی به نام کموتاتور (Commutator) جریان طبیعی متناوب را به مستقیم تبدیل می کند، سپس زغال های دینام به کموتاتور متصل شده تا جریان را به مدار خارجی که می تواند شامل باتری خودرو یا تجهیزات برقی باشد، انتقال دهد.
مطالعه مفید: ژنراتور چیست؟ کارکرد و اجزای ژنراتور
انواع مختلف دینام
دینام ها به دلیل کاربردهای متعددی که دارند، در انواع مختلفی ساخته و طراحی می شوند تا پاسخگوی نیازهای مختلف صنعت باشند. در زیر به برخی از انواع دینام ها در صنعت می پردازیم.
- دینام جریان مستقیم (DC Dynamo)
- جریان متناوب (AC Dynamo) یا آلترناتور
- خودرو
- بدون زغال (Brushless Dynamo)
- دینام‌های خودتحریک (Self-Excited Dynamo)
- مغناطیسی دائمی (Permanent Magnet Dynamo)
- دینام‌های صنعتی
- توربو (Turbo Dynamo)
- بادی (Wind Dynamo)
- دریایی (Marine Dynamo)
اجزاء و قطعات اصلی دینام
دینام همانند تمامی ماشین آلات و ابزارهای صنعتی دارای قطعاتی و اجزایی است که هر کدام از این قطعات با توجه به ویژگی هایی که دارند، نقش مهمی را در تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی ایفا می کنند، در زیر به اجزاء اصلی آن اشاره خواهیم کرد.
- روتور (Rotor): یک محوری فلزی است که درون استاتور قرار دارد و وظیفه ایجاد میدان مغناطیسی بر عهده این بخش است.
- استاتور (Stator): استاتور قسمتی ثابتی است که جریان الکتریکی در آن تولید می شود.
- آرمیچر (Armature): سیم پیچ مسی یا آلومینیومی است که وظیفه آن گرفتن انرژی مغناطیسی و تبدیل آن به انرژی الکتریکی است.
- کموتاتور (Commutator): یک حلقه اصلاح کننده جریان از متناوب به مستقیم است ک به بخش های مختلف آرمیچر متصل است.
- زغال‌ها (Brushes): زغال ها جریان الکتریکی تولید شده را از کموتاتور به مدار خارجی دستگاه که می تواند شامل قطعات مختلف برقی باشد انتقال می دهد.
- سیم‌پیچ میدان (Field Windings): سیم پیچ معمولاً از مس یا آلومینیوم است که به دور هسته ای فلزی پیچیده شده اند و وظیفه آن ایجاد و حفظ میدان مغناطیسی است.
- تنظیم‌کننده ولتاژ (Voltage Regulator): وظیفه کنترل و مدیریت ولتاژ خروجی را بر عهده دارد که به حفظ پایداری ولتاژ خروجی کمک می کند.
- پولی و تسمه (Pulley and Belt): اتصال دینام به موتور خودرو از جمله کارهایی است که این قطعه انجام می دهد.
- یاتاقان‌ها (Bearings): یاتاقان ها روتور را ثابت نگه می دارند تا امکان چرخش روان آن فراهم شود.
- پوسته (Housing): ساختاری مقاوم برای محافظت از قطعات دستگاه است.
