آموزش طراحی وب و برق - مولد تحريك شنت

در این مولد مدار تحریك با آرمیچر به صورت موازی وصل می شود. جریان تحریك تابع ولتاژ خروجی و مقاومت مدار تحریك است و قسمتی (حدود 2 تا 3 درصد) از جریان آرمیچر را تشكیل میدهد. برای اینكه با جریان تحریك كم بتوان آمپر دور زیاد برای مولد تامین نمود باید تعداد دور سیم پیچ تحریك زیاد باشد و در نتیجه سطح مقطع آن باید كاهش یابد. ولتاژ خروجی مولد توسط یك مقاومت متغییر كه با سیم پیچ تحریك سری می شود تنظیم می گردد. مدار معادل الكتریكی مولد شنت بصورت زیر است:

روابط زیر نیز برای جریان آرمیچر، ولتاژ خروجی و جریان تحریك مولد شنت برقرار است
راه اندازی مولد شنت و تعیین نقطه كار: شروع كار مولد شنت بر اثر وجود پسماند مغناطیسی قطبها می باشد. یعنی ژنراتور بوسیله محرك با دور نامی به گردش در می آوریم به علت قطع خطوط قوای پس ماند توسط هادیهای آرمیچر، ولتاژی در آن القاء می شود. این ولتاژ به دو سر مدار تحریك اعمال می گردد. جریان كمی از سیم پیچ قطبها عبور می كند و درنتیجه فوران قطبها زیاد شده (در صورتیكه فوران هم جهت پسماند باشد) و نیرومحركه الكتریكی بیشتری در آرمیچر القاء میشود و ولتاژ دو سر مدار تحریك بالا می رود و مجدداٌ جریان تحریك افزایش یافته و ولتاژ القائی بزرگتر میشود. افزایش ولتاژ القائی تا جایی ادامه می یابد كه به VT = Rf.If برسد در این مقدار نیرومحركه القایی ثابت می ماند. اگر مشخصه Rf.If را رسم كنیم خطی بدست می آید كه در نقطه ای مانند B منحنی بی باری را قطع می كند به خط Rf.If خط القاء گفته میشود نقطه تقاطع این خط با منحنی نقطه كار مولد شنت می باشد.

مقاومت بحرانی و دور بحرانی: در صورتیكه مقاومت مدار تحریك آنقدر زیاد شود كه خط القاء بر منحنی بی باری مماس شود مولد حالت ناپایدار خواهد داشت و نیرومحركه نمی تواند مقدار معینی داشته باشد در این حالت می گویند مقاومت مدار تحریك بحرانی است. اگر مدار تحریك مقاومت بیش از این داشته باشد دیگر مولد تحریك نخواهد شد در صورتیكه سرعت مولد آنقدر كم باشد كه مشخصه بی باری بر خط القاء مماس شود نیز مولد به حالت ناپایدار خواهد رسید این دور نیز به دور بحرانی معروف است.
عوامل زیر سبب عدم تحریك یا عدم راه اندازی مولد شنت می شود
1- پس ماند مغناطیسی ناچیز یا صفر باشد
2- جهت جریان تحریك طوری باشد كه فوران ناشی از فوران پسماند را خنثی كند
3- مقاومت مدار تحریك از حد معینی بیشتر باشد
4- جهت گردش آرمیچر برعكس باشد كه سبب عكس شدن جریان تحریك می شود
5- دور محور از حد معین كمتر باشد
مشخصه مغناطیسی یا بی باری مولد شنت: همانطور كه در مورد مولد تحریك مستقل گفته شد مشخصه بی باری تغییرات نیرومحركه القاء شده آرمیچر نسبت به تغییرات جریان تحریك در شرایط بدون بار و دور ثابت است. مشخصه بی باری مولد شنت با مولد تحریك مستقل تفاوتی ندارد و بصورت زیر می باشد.

مشخصه بارداری یا خارجی مولد شنت: این مشخصه تغییرات ولتاژ ترمینال به ازاء تغییرات جریان بار را در شرایط دور ثابت و ثابت RF = نشان میدهد.در مولد شنت سه عامل باعث افت ولتاژ خروجی خواهد شد:
1- افت ولتاژ اهمی آرمیچر
2- افت ولتاژ ناشی از عكس العمل
3- افت ولتاژ خروجی بدلیل كاهش جریان تحریك بعلت كاهش ولتاژ خروجی ناشی از دو عامل بالا
نكته مهم دیگر در این مولد با كاهش مقاومت بار جریان IL (بار) تا مقدار معینی Icr كه معمولاٌ 2 تا 5/2 برابر جریان نامی است افزایش می یابد و سپس رو به كاهش می رود. توجیه این مسئله (یعنی كاهش جریان بار با توجه به كم شدن مقاومت بار) به این صورت است كه در نقطه برگشت منحنی اثر كاهش ولتاژ خروجی آنقدر زیاد است كه نمی تواند جریان خروجی بار زیاد شود. شكل زیر مشخصه خارجی مولد شنت را در مقایسه با مولد تحریك مستقل را نشان میدهد.

كاربرد مولد شنت: از این مولدها بعلت اینكه تنظیم ولتاژ بهتری دارند در شارژ باتری ها و تامین برق روشنایی و تغذیه سیم پیچ مولدهای نیروگاهی استفاده میشود.