آخرین اخبار

آلترناتور تعویض شار (flux switching alternator) یا آلترناتور القاگر (inductor alternator) نوعی ژنراتور الکتریکی (electric generator) با سرعت بالا است که به منظور رانده شدن مستقیم توسط یک توربین (turbine) ساخته می‌شود. طراحی آلترناتور‌ها ساده است که باعث می‌شود در سرعت‌های چرخش بالا پایدار باشند. این باعث می‌شود که در تنها کاربرد گسترده خود یعنی موشک‌های هدایت شونده مناسب باشند.

اصول آلترناتور تعویض شار

در کاربرد موشک‌های هدایت شونده، ژنراتوری مورد نیاز است که محکم باشد و توانایی سرعت‌های بسیار بالا را داشته باشد، زیرا انتقال حرکت به آن بدون دنده‌های کاهنده و سرعت توربین انجام می‌شود؛ در نتیجه روتور باید دارای طراحی ساده باشد و هیچ تماس کشویی با رینگ‌های لغزشی (slip rings) و یا حلقه یا جاروبک (brush) نداشته باشد. با این که توان مورد نیاز برای موشک ممکن است تا حد زیادی از یک منبع DC تامین شود، آلترناتور AC و یک‌سو ساز مورد نیاز آن هنوز هم به دلیل استحکام مکانیکی آن مورد علاقه هستند.

به صورت غیر منتظره‌ای هر دو سیم‌پیچ میدان (field coils) و سیم‌پیچ استاتور بر روی استاتور (stator) ثابت حمل می‌شوند. روتور یک چرخ دندانه‌دار ساده است که هیچ سیم‌پیچ یا اجزای الکتریکی ندارد.

در ساده‌ترین حالت، استاتور دارای چهار قطب و کویل‌های میدان و سیم‌پیچ آرمیچر به طور متناوب بین قطب‌ها در اطراف استاتور قرار گرفته‌اند. آهن‌ربا‌های میدان به صورتی قرار گرفته‌اند که قطب‌های آن‌ها با یک‌دیگر مخالف هستند؛ یعنی یک آرمیچر بین دو قطب شمالی و یکی بین دو قطب جنوبی قرار دارد. روتور یک نوار آهنی ساده مغناطیسی، اما غیر مغناطیسی شده است که با چرخش بین قطب‌ها شار بین یک جفت قطب مخالف را پیوند می‌دهد. در نتیجه مدار مغناطیسی استاتور یک جفت مثلث است که هر کدام شامل یک میدان، یک آرمیچر و یک مسیر مشترک از داخل روتور هستند. در هر مدار شار از یک میدان و از میان یک آرمیچر عبور می‌کند. با چرخش روتور، یک مسیر مثلثی دیگر تشکیل می‌شود و شار را از یک جفت میدان و آرمیچر به میدان دیگر سویچ می‌کند و همچنین جهت شار را در سیم پیچ آرمیچر معکوس می‌کند. این واژگونی شار است که باعث تولید EMF متناوب می‌شود.

روتور باید مسیر بین تکه‌های قطب مخالف را پل بکند، اما هرگز نباید هر چهار قطب را به صورت هم‌زمان پل کند؛ بنابراین باید تعداد قطب‌ها زوج باشد، اما نباید بر چهار بخش‌پذیر باشد. روتور‌های عملی از شش قطب استفاده می‌کنند. چرخش یک گام دندانه برای ایجاد یک سیکل AC کافی است، بنابراین فرکانس خروجی برابر است با سرعت چرخش (بر حسب دور موتور در ثانیه) در تعداد دندانه‌های روتور. سیستم‌های اولیه AC از فرکانس استاندارد ۴۰۰ هرتز استفاده می‌کردند که باعث می‌شود آلترناتور را روتور‌های دو قطبی و بیشینه سرعت چرخش ۲۴، ۰۰۰ دور در دقیقه محدود کند. استفاده از فرکانس‌های بالاتر در روتور‌های چند قطبی، در حال حاضر به رسمیت شناخته شده است تا در آینده بتوان با همان وزن به توان بیش‌تری دست یافت.

میدان ممکن است به وسیله آهن‌ربا‌های دایمی یا به وسیله سیم‌پیچ میدان تامین شود. تنظیم ولتاژ خروجی به وسیله کنترل جریان داخل یک سیم‌پیچ انجام می‌شود که می‌تواند سیم‌پیچ میدان و یا یک سیم پیچ کنترلی در اطراف یک آهن‌ربای دایمی باشد.

منبع: مکانیزم