เครื่องกำเนิดไฟฟ้าคืออะไร แต่ละชนิดต่างกันอย่างไร

ปฏิเสธไม่ได้ว่า “ไฟฟ้า” เป็นแหล่งพลังงานที่จำเป็นต่อการใช้ชีวิตประจำวันอย่างมาก เมื่อเกิดปัญหาปริมาณไฟฟ้ามีไม่เพียงพอต่อการใช้งาน ซึ่งทำให้เครื่องจักรหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าเกิดความเสียหาย และอาจมีผลกระทบไปถึงระบบเศรษฐกิจ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงมีส่วนสำคัญในการป้องกัน และแก้ไขปัญหา โดยทำหน้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้าทดแทน หรือชดเชยในส่วนที่หายไป โดยเฉพาะในพื้นที่ไฟฟ้ายังเข้าไม่ถึง และพื้นที่ห่างไกล หรือ บางพื้นที่ต้องการใช้ไฟฟ้าชั่วคราวมากเป็นพิเศษ

ในบทความนี้เราจะพามาทำความรู้จักกับนิยามว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้า คืออะไร มีกี่ประเภท และมีหลักการทำงานอย่างไรบ้าง?

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า คืออะไร?

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) คือ อุปกรณ์ที่นำหลักการการเหนี่ยวนำแม่เหล็กมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า โดยเปลี่ยนพลังงานกลให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า และดึงกระเเสไฟฟ้ามาใช้งาน โดยในประเทศไทยจะเรียกอีกชื่อหนึ่งคือ "เครื่องปั่นไฟ" 

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า มีกี่ประเภท?

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการแปลงพลังงานกลหรือพลังงานที่ได้จากแหล่งพลังงานอื่น ๆ เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งมีสองแบบหลัก คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง หรือไดนาโม (DC Generator) และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ หรืออัลเทอร์เนเตอร์ (AC Generator) โดยมีหลักการทำงานแตกต่างกันดังนี้

1. เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง (DC Generator)

หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง ทำงานตามหลักการของกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ (Faraday's Law of Electromagnetic Induction) ซึ่งกล่าวว่า เมื่อสัญญาณไฟฟ้าผ่านในวงจรภายในเครื่องปั่นไฟ จะเกิดกระแสไฟฟ้าในสายพานไฟ (Armature) โดยกระแสนี้จะไปเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่ต้องการใช้งาน ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าส่งกลับไปยังเครื่องปั่นไฟเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้า (Voltage) ในวงจร โดยการทำงานเครื่องปั่นไฟแบบไดนาโมใช้แม่เหล็กหรือคอยล์ (Coil) รอบ ๆ แกนหมุนที่เรียกว่าหมุนเกลียวหรือคอมมิวเตเตอร์ (Commutator) เพื่อเปลี่ยนแปลงทิศทางกระแสไฟฟ้าในสายพานไฟ ซึ่งทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าแบบตรง (Direct Current) จากนั้นเครื่องปั่นไฟจะใช้ระบบตัวกรอง (Rectifier) เพื่อแปลงกระแสไฟฟ้าแบบตรงให้เป็นกระแสไฟฟ้าแบบสลับ (Alternating Current) หรือใช้งานโดยตรงในกรณีที่ต้องการไฟฟ้าแบบตรง

2. เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ (AC Generator)

หลักการทำงานเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ทำงานตามหลักการของกฎแห่งไฟฟ้าแม่เหล็กสามเฟส (Faraday's Law of Electromagnetic Induction for Three-Phase) ซึ่งกล่าวว่าเมื่อมีการหมุนของแม่เหล็ก (Rotor) ภายในเครื่องปั่นไฟ จะเกิดกระแสไฟฟ้าในสายพานไฟ (Stator) โดยแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะมีลักษณะเป็นกระแสไฟสลับ (Alternating Current) และแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะถูกส่งออกไปผ่านสายพานไฟและสายส่งไฟฟ้าไปยังโหลดหรืออุปกรณ์ที่ต้องการใช้งาน

การทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า คืออุปกรณ์ที่ทำงานโดยนำหลักการของการเคลื่อนที่ของแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า ซึ่งส่วนประกอบหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประกอบไปด้วย 4 ส่วน ดังนี้

1. ส่วนตัวกลไก (Engine)

เป็นส่วนที่ใช้เชื้อเพลิงเพื่อสร้างพลังงานที่จะใช้ในการหมุนเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า ตัวกลไกสามารถใช้เชื้อเพลิงต่าง ๆ เช่น น้ำมันดีเซล, ก๊าซธรรมชาติ, หรือเชื้อเพลิงที่ได้จากการเผาไหม้ แม้กระทั่งการใช้พลังงานทดแทนอย่างเช่น พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานน้ำ หรือพลังงานลม

2. ส่วนระบบแกนหมุน (Governor) 

เป็นระบบที่ควบคุมความเร็วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยใช้กึ่งตัวกลไกและเซนเซอร์ที่ตรวจจับความเร็วของการหมุน ระบบแกนหมุนจะปรับการปล่อยเชื้อเพลิงเพื่อควบคุมความเร็วให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถให้พลังงานไฟฟ้าที่เพียงพอต่อการใช้งาน

3. ส่วนกำเนิดไฟฟ้า (Alternator)

เป็นส่วนที่แปลงพลังงานการหมุนจากตัวกลไกให้กลายเป็นกระแสไฟฟ้า ส่วนกำเนิดไฟฟ้าประกอบไปด้วย หม้อแม่เหล็ก (Stator) และหม้อกล (Rotor) โดยเมื่อตัวกลไกหมุนเร็วขึ้น ส่วนกำเนิดไฟฟ้าจะสร้างกระแสไฟฟ้าที่มีความแรงดันสลับ (AC) ขึ้นมา

4. ส่วนควบคุมความปลอดภัย

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามักมีระบบควบคุมและระบบความปลอดภัย เพื่อให้การทำงานเป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย ระบบเหล่านี้อาจประกอบไปด้วยการตรวจจับและปรับแรงดันไฟฟ้า ควบคุมการทำงานของระบบแกนหมุน และระบบดับประกายไฟภายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

สรุป

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า คือ อุปกรณ์หรือระบบที่ใช้ในการแปลงพลังงานจากแหล่งต่าง ๆ เป็นพลังงานไฟฟ้า ที่สามารถนำไปใช้งานได้ตามที่ต้องการ โดยหลักการทำงานจะนำเอาหลักการเหนี่ยวนำของแม่เหล็กของเครื่องผลิตไฟฟ้ามาใช้ เพื่อผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าออกมา โดยมีการใช้ระบบควบคุม และดูแลการผลิตไฟฟ้าให้ได้คุณภาพและปลอดภัยสูงสุด

การติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมจึงเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อช่วยป้องกันไม่ให้เครื่องจักรหรืออุปกรณ์ต่าง ๆ เกิดความเสียหายจากปัญหาไฟดับ ไฟตกกะทันหันได้ และควรติดตั้งตู้ไฟสำหรับควบคุมระบบไฟฟ้าภายในโรงงาน รวมถึงจัดเก็บสายไฟในส่วนต่าง ๆ ให้เป็นระเบียบด้วยรางไฟที่ผลิตด้วยมาตรฐานสากล แข็งแรง เพื่อความปลอดภัยสำหรับทุกการใช้งานไฟฟ้า

KJL ผู้นำนวัตกรรมตู้ไฟ รางไฟ ที่ช่างไฟเชื่อมั่น ด้วยเทคโนโลยีการผลิตจากประเทศญี่ปุ่น สอบถามข้อมูลสินค้าได้ที่ 

LINE Official Account: @KJL.connect หรือคลิก https://lin.ee/lzVhFfo

Facebook: facebook.com/KJLElectric