เรกูเลเตอร์

Posted on : 15-05-2013 | By : Author | In : ระบบต่าง ๆ ในรถยนต์
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading ... Loading ...

เจเนอเรเตอร์จะเกิดแรงเคลื่อนกระแสไฟฟ้าได้มากหรือน้อยขึ้นอยู่กับ

1. จำนวนของเส้นแรงแม่เหล็กระหว่างขั้วแม่เหล็กเหนือและขั้วใต้

2. จำนวนรอบของขดลวดในขดลวดอาร์มาเจอร์

3. ความเร็วซึ่งเส้นแรงแม่เหล็กถูกตัดผ่าน (ความเร็วรอบของอาร์มาเจอร์)

จำนวนรอบของขดลวดในขดลวดฟิลด์คอยล์และจำนวนรอบของขดลวดในขดลวดอาร์มาเจอร์จะคงที่ ซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบของเจเนอเรเตอร์ ความเร็วซึ่งขดลวดอาร์มาเจอร์หมุนขึ้นอยู่กับความเร็วของเครื่องยนต์ จำนวนของเส้นแรงแม่เหล็กที่ถูกสร้างโดยขดลวดฟิลด์คอยล์สามารถเปลี่ยนไปโดยปริมาณของไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดนี้คือวิธีการควบคุมการชาร์จของเจเนอเรเตอร์ กำลังไฟฟ้าที่รถยนต์ต้องการ ขึ้นอยู่กับการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าในรถยนต์ และเพื่อป้องกันการชาร์จเข้าแบตเตอรี่มากเกินไปจึงมีการใช้เรกูเลเตอร์กับวงจรไฟชาร์จซึ่งเจเนอเรเตอร์จะชาร์จไฟมากขึ้นหรือลดน้อยลงสอดคล้องกับความต้องการของระบบไฟฟ้าในรถยนต์ พื้นฐานการทำงานของเรกูเลเตอร์จะควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ โดยควบคุมกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดฟิลด์คอยล์ของเจเนอเรเตอร์

ขดลวดฟิลด์คอยล์ 2 ขดจะใช้ในเจเนอเรเตอร์ทั่วๆ ไป วงจรขดลวดฟิลด์คอยล์จะมีทั้งแบบกราวด์ภายในหรือแบบกราวด์ภายนอกซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบ เมื่ออาร์มาเจอร์เริ่มต้นหมุน ขดลวดอาร์มาเจอร์ จะตัดเส้นแรงแม่เหล็กตกค้างระหว่างขั้วแม่เหล็กเหนือและขั้วใต้ แรงเคลื่อนไฟฟ้าถูกเหนี่ยวนำขึ้นในอาร์มาเจอร์ โดยขึ้นอยู่กับขดลวดฟิลด์คอยล์เมื่อเพิ่มเส้นแรงแม่เหล็กระหว่างขั้วแม่เหล็กเหนือและขั้วใต้ ดังนั้นกำลังไฟฟ้าจำนวนมากจะเกิดขึ้นในขดลวดอาร์มาเจอร์เมื่อความเร็วของเจเนอเรเตอร์เพิ่มขึ้นเส้นแรงแม่เหล็กจะถูกตัดเร็วขึ้นเกิดการเหนี่ยวนำจนกระทั่งมีกำลังไฟฟ้าจำนวนมากในขดลวดอาร์มาเจอร์ เรกูเลเตอร์จะป้องกันแรงเคลื่อนกระแสไฟฟ้าที่มากขึ้นโดยใส่ความต้านทานในวงจรขดลวดฟิลด์คอยล์

เรกูเลเตอร์ที่ใช้ควบคุมการชาร์จของเจเนอเรเตอร์จะเป็นแบบ 3 หน่วย ประกอบด้วยคัตเอาต์รีเลย์ เคอร์เรนต์เรกูเลเตอร์ และโวลเตจเรกูเลเตอร์ ซึ่งทั้ง 3 หน่วยจะต่อเข้าด้วยกัน ดังนั้นการทำงานของหน่วยหนึ่งก็จะสัมพันธ์กับการทำงานของอีก 2 หน่วยด้วยเรกูเลเตอร์ถูกออกแบบมาใช้เฉพาะสำหรับระบบขั้วลบลงกราวด์ ระบบขั้วบวกลงกราวด์ เจเนอเรเตอร์วงจรขดลวดฟิลด์คอยล์กราวด์ภายนอก และเจเนอเรเตอร์วงจรขดลวดฟิลด์คอยล์กราวด์ภายในแสดงดังรูปที่ 6.14 และรูปที่ 6.15

รูปที่ 6.14 แสดงเรกูเลเตอร์ 3 หน่วย

รูปที่ 6.15 วงจรเรกูเลเตอร์ที่ใช้กับเจเนอเรเตอร์ขดลวดฟิลด์คอยล์กราวด์ภายนอก

คัตเอาต์รีเลย์

คัตเอาต์รีเลย์ (cutout relay) จะต่อเจเนอเรเตอร์เข้ากับแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติเมื่อเจเนอเรเตอร์ ชาร์จไฟเข้าแบตเตอรี่ และจะตัดโดยอัตโนมัติเมื่อเจเนอเรเตอร์ไม่ชาร์จไฟเข้าแบตเตอรี่ แรงเคลื่อนไฟฟ้า ของแบตเตอรี่จะสูงกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์เมื่อเจเนอเรเตอร์ไม่ชาร์จ ดังนั้นคัตเอาต์รีเลย์จะเปิดวงจรทำให้แบตเตอรี่และเจเนอเรเตอร์จะถูกตัดวงจรด้วย

คัตเอาต์รีเลย์จะทำงานเมื่อแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ถึงจุดที่กำหนดไว้ปกติระหว่าง 11.8 ถึง 13.5 โวลต์ ซึ่งเป็นค่าที่เหมาะสมกับระบบไฟ 12 โวลต์ เมื่อหน้าทองขาวของคัตเอาต์รีเลย์ปิดวงจร การทำงานระหว่างเจเนอเรเตอร์และแบตเตอรี่จะสมบูรณ์ ดังนั้นกำลังไฟฟ้าสามารถไหลจากเจเนอเรเตอร์ไปแบตเตอรี่ เมื่ออัตราการชาร์จลดลงจนถึงจุดที่กำลังไฟฟ้าไหลจากแบตเตอรี่ไปเจเนอเรเตอร์ (ปกติระหว่าง 0 ถึง 6 แอมแปร์) หน้าทองขาวจะเปิดเจเนอเรเตอร์ และแบตเตอรี่จะถูกตัดวงจร

คัตเอาต์รีเลย์จะประกอบด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าและหน้าทองขาวอยู่กับที่ แม่เหล็กไฟฟ้าจะประกอบด้วย ขดลวด 2 ขดบนแกนเหล็กอ่อนแกนเดียวกัน ขดลวดหนึ่งจะพันอนุกรมกับอาร์มาเจอร์ (current coil) 2 ถึง 3 รอบ และใช้เส้นลวดเส้นใหญ่อีกขดหนึ่งพันขนานกับอาร์มาเจอร์ (voltage coil) ใช้ขดลวดเส้นเล็กพันหลายๆ รอบ ดังนั้นขดลวดทั้งสองจะมีกำลังไฟฟ้าไหลจากเจเนอเรเตอร์ผ่านขดลวดทั้งสองในทิศทาง เดียวกัน ขดลวดแรงเคลื่อนจะต่อขนานกับวงจรไฟชาร์จโดยมีปลายสายของขดลวดต่อกับแขนอาร์มาเจอร์ของรีเลย์และอีกปลายสายหนึ่งต่อลงกราวด์ ขดลวดอนุกรมจะต่ออนุกรมกับวงจรไฟชาร์จ ดังนั้นแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์สามารถไหลไปยังแบตเตอรี่ เมื่อหน้าทองขาวปิด ปลายสายหนึ่งของขดลวดอนุกรมต่อกับขั้วอาร์มาเจอร์ของเจเนอเรเตอร์ และอีกปลายสายหนึ่งต่อกับแขนอาร์มาเจอร์ (ทองขาวเคลื่อนที่บนคัตเอาต์รีเลย์) แบตเตอรี่จะต่อกับหน้าทองขาวอยู่กับที่ดังรูปที่ 6.16 และรูปที่ 6.17

รูปที่ 6.16 แสดงส่วนประกอบของคัตเอาต์รีเลย์

เมื่อเจเนอเรเตอร์เริ่มต้นชาร์จ กำลังไฟฟ้าจะไหลผ่านขดลวดแรงเคลื่อนลงกราวด์ กำลังไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดแรงเคลื่อนทำให้เกิดเส้นแรงแม่เหล็กขึ้น เมื่ออัตราการชาร์จมากขึ้น ความเข้มของสนามแม่เหล็กก็จะเพิ่มมากขึ้นจนถึงจุดที่มีแรงแม่เหล็กมากพอที่จะดึงหน้าทองขาวลงมาติดเข้าด้วยกัน แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ก็จะไหลผ่านขดลวดกระแสและหน้าทองขาวไปแบตเตอรี่ เพราะว่าขดลวดแรงเคลื่อนใช้ขดลวดเส้นเล็กมันจึงมีความต้านทานสูง ดังนั้นการไหลของกำลังไฟฟ้าแรกเริ่มจะไหลผ่านขดลวดกระแสยาก เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดทั้งสองในทิศทางเดียวกัน แรงดึงแขนอาร์มาเจอร์จะเพิ่มขึ้นด้วยแรงแม่เหล็กที่เพิ่มขึ้นของขดลวดกระแส ขดลวดแรงเคลื่อนเป็นขดลวดที่ดึงหน้าทองขาวลงมา และขดลวดกระแสเป็นขดลวดที่ยืดไว้

เมื่อความเร็วของเจเนอเรเตอร์ลดลงถึงจุดที่แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ตกลงตํ่ากว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ กระแสไฟฟ้าจะไหลจากแบตเตอรี่ไปเจเนอเรเตอร์ เกิดการไหลกลับของกระแสไฟฟ้า ในขดลวดกระแสและขดลวดแรงเคลื่อน สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นโดยขดลวดกระแสและขดลวดแรงเคลื่อน จะเกิดตรงข้ามกัน ทำให้อำนาจแม่เหล็กลดลงจนแรงแม่เหล็กน้อยกว่าแรงของสปริง หน้าทองขาวก็จะแยกออกจากกัน เจเนอเรเตอร์ก็จะไม่ต่อกับแบตเตอรี่ดังรูปที่ 6.17

รูปที่ 6.17 วงจรภายในของคัตเอาต์รีเลย์

การควบคุมเจเนอเรเตอร์

จะเห็นว่ากระแสไฟฟ้าจะไหลจากเจเนอเรเตอร์ผ่านไปแบตเตอรี่ แรงเคลื่อนไฟฟ้าจากเจเนอเรเตอร์จะต้องมากกว่าแบตเตอรี่จึงจะสามารถเข้าประจุแบตเตอรี่ได้ ด้วยวงจรความต้านทานคงที่ แรงเคลื่อนไฟฟ้า จะเกิดความแตกต่างกันมากระหว่างเจเนอเรเตอร์และแบตเตอรี่กำลังไฟฟ้าจำนวนมากของเจเนอเรเตอร์ จึงสามารถชาร์จเข้าแบตเตอรี่ได้ ทั้งแรงเคลื่อนและกระแสไฟฟ้าสามารถควบคุมได้โดยลดกระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าไปในขดลวดฟิลด์คอยล์

เมื่อหน้าทองขาวของเรกูเลเตอร์ปิด กระแสไฟฟ้าจากขดลวดฟิลด์คอยล์จะไหลผ่านหน้าทองขาวลงกราวด์ โดยมีความต้านทานตํ่าเป็นผลให้มีความเข้มของสนามแม่เหล็กถึงจุดสูงสุด ถ้าเจเนอเรเตอร์มีความเร็วเพียงพอ แรงเคลื่อนและกระแสไฟฟ้าที่สูงจะไหลออกจากเจเนอเรเตอร์ เมื่อหน้าทองขาวเปิดกระแสไฟฟ้าจากขดลวดฟิลด์คอยล์จะไหลผ่านตัวความต้านทาน ซึ่งมันจะต่ออนุกรมกับขดลวดฟิลด์คอยล์ ตัวความต้านทานจะลด กระแสไฟฟ้าในขดลวดฟิลด์คอยล์ ความเข้มของสนามแม่เหล็กในเจเนอเรเตอร์ก็จะลดลงจึงสามารถที่จะควบคุมแรงเคลื่อนหรือกระแสไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ได้

กรณีที่เรกูเลเตอร์ใช้กับเจเนอเรเตอร์กราวด์ภายนอก เมื่อหน้าทองขาวของโวลเตจเรกูเลเตอร์เปิด ความต้านทานของเรกูเลเตอร์จะต่อระหว่างขดลวดฟิลด์คอยล์และกราวด์ดังรูปที่ 6.18

รูปที่ 6.18 เรกูเลเตอร์สำหรับเจเนอเรเตอร์กราวด์ภายนอก

ส่วนเรกูเลเตอร์ที่ใช้กับเจเนอเรเตอร์กราวด์ภายใน เมื่อหน้าทองขาวของโวลเตจเรกูเลเตอร์เปิด จะมีความต้านทานต่อระหว่างขั้ว A กับขดลวดฟิลด์คอยล์ดังรูปที่ 6.19

รูปที่ 6.19 เรกูเลเตอร์สำหรับเจเนอเรเตอร์กราวด์ภายใน

เจเนอเรเตอร์จะเป็นแบบไหนสามารถรู้ได้โดยการตรวจดูการต่อที่แปรงถ่านและขดลวดฟิลด์คอยล์ ถ้าขดลวดฟิลด์คอยล์ถูกต่อกับแปรงถ่านที่ไม่ลงดิน ดังนั้นเจเนอเรเตอร์จะเป็นแบบกราวด์ภายนอก ถ้า ขดลวดฟิลด์คอยล์ต่อกับแปรงถ่านที่ลงกราวด์หรือโครงของเจเนอเรเตอร์ เจเนอเรเตอร์จะเป็นแบบกราวด์ภายใน

เคอร์เรนต์เรกูเลเตอร์

จุดประสงค์ของหน่วยเคอร์เรนด์เรกูเลเตอร์ (current regulator) เพื่อป้องกันเจเนอเรเตอร์เกิดความร้อนสูงเกินไปและไหม้ การใช้เส้นลวดตัวนำที่มีขนาดพอดีของขดลวดอาร์มาเจอร์จะทำให้กระแสไฟฟ้าที่ได้ไม่เกิดความร้อนสูงเกินไป กระแสไฟฟ้าสูงจำนวนมากที่ไหลผ่านขดลวดอาร์มาเจอร์และซี่คอมมิวเทเตอร์ จะทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปและสามารถทำให้ตะกั่วบัดกรีที่บัดกรีขดลวดอาร์มาเจอร์ละลายออกได้จึงต้องควบคุมกระแสไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์

หน่วยเคอร์เรนต์เรกูเลเตอร์อยู่ในรูปของแม่เหล็กไฟฟ้าพันด้วยเส้นลวดขนาดใหญ่ 2 ถึง 3 รอบ รอบๆ แกนเหล็กอ่อน การพันขดลวดนี้จะต่ออนุกรมกับวงจรขดลวดอาร์มาเจอร์ระหว่างเจเนอเรเตอร์และ แบตเตอรี่ ปลายหนึ่งของขดลวดต่อกับขั้วอาร์มาเจอร์ของเจเนอเรเตอร์ ขณะที่อีกปลายหนึ่งต่อกับแบตเตอรี่ ผ่านคัตเอาด์รีเลย์ดังรูปที่ 6.18 และรูปที่ 6.19

กำลังไฟฟ้าทั้งหมดถูกสร้างโดยเจเนอเรเตอร์และต้องไหลผ่านขดลวดเคอร์เรนต์ที่พันอยู่รอบๆ แกนเหล็กอ่อนคือ ขดลวดอาร์มาเจอร์ สปริงจะยึดหน้าทองขาวอาร์มาเจอร์ให้ติดกับหน้าทองขาวที่อยู่กับที่เมื่อหน้าทองขาวปิดในหน่วยคัตเอาต์รีเลย์ โวลเตจเรกูเลเตอร์ และเคอร์เรนด์เรกูเลเตอร์ วงจรขดลวดฟิลด์คอยล์ของเจเนอเรเตอร์จะถูกต่อลงกราวด์ ในกรณีของเรกูเลเตอร์ที่ใช้กับเจเนอเรเตอร์แบบกราวด์ภายนอก กำลังไฟฟ้าจะได้ที่แปรงถ่านไหลผ่านขดลวดฟิลด์คอยล์หน้าทองขาวทั้งหมด และลงกราวด์ กำลังไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ขึ้นอยู่กับขดลวดฟิลด์คอยล์และความเร็วรอบของเจเนอเรเตอร์ที่เพิ่มขึ้น กำลังไฟฟ้าของ เจเนอเรเตอร์ก็จะเพิ่มขึ้น และในกรณีของเรกูเลเตอร์ที่ใช้กับเจเนอเรเตอร์กราวด์ภายใน กำลังไฟฟ้าจะไหลผ่านหน้าทองขาวที่ปิดของเคอร์เรนด์เรกูเลเตอร์ และโวลเตจเรกูเลเตอร์ ผ่านขดลวดฟิลด์คอยล์ลงกราวด์ภายในเจเนอเรเตอร์

เมื่อขดลวดเคอร์เรนด์ต่ออนุกรมกับวงจรอาร์มาเจอร์ กระแสไฟฟ้าชาร์จทั้งหมดจะผ่านขดลวดเคอร์เรนต์ เพราะเหตุนี้ทุกๆ ขดลวดของเส้นลวดจะเป็นแม่เหล็ก ดังนั้นกระแสไฟฟ้าจำนวนมากนั้นจะไหลผ่านขดลวดเคอร์เรนต์ และจะมีความเข้มของสนามแม่เหล็กรอบๆ ขดลวด ความเข้มของสนามแม่เหล็กจะได้สัดส่วนกับกำลังไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ หน้าทองขาวอาร์มาเจอร์จะถูกยึดติดกันโดยแรงสปริง เมื่อสนาม แม่เหล็กเกิดขึ้นแรงมากในขดลวดเคอร์เรนด์มากจนพอที่จะชนะแรงสปริง หน้าทองขาวจะเปิดและความต้านทานจะถูกต่ออนุกรมเข้ากับขดลวดฟิลด์คอยล์ของเจเนอเรเตอร์ ความต้านทานระหว่างขดลวดฟิลด์คอยล์และกราวด์จะลดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดฟิลด์คอยล์ซึ่งก็จะลดจำนวนของเส้นแรงแม่เหล็กที่ถูกตัดโดยขดลวดอาร์มาเจอร์ ดังนั้นก็จะลดกำลังไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ดังรูปที่ 6.18 และรูปที่ 6.19

เมื่อกำลังไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ตํ่าลง จำนวนของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดเคอร์เรนด์จะลดลงทำให้ความแรงของแม่เหล็กลดลงจนไม่สามารถดึงหน้าทองขาวไว้ได้ หน้าทองขาวก็จะปิด แรงเคลื่อน ไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ก็จะเพิ่มขึ้นอีก เมื่อสนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นอีกในขดลวดเคอร์เรนต์ หน้าทองขาวก็จะเปิดอีก หน้าทองขาวจะเปิด-ปิดด้วยความเร็วประมาณ 30 ถึง 50 ครั้งต่อวินาที การเปิด-ปิดของหน้าทองขาวก็เพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้าที่ออกจากเจเนอเรเตอร์ไม่ให้มากเกินไปซึ่งถูกปรับโดยแรงของสปริง

โวลเตจเรกูเลเตอร์

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ถ้าปราศจากการควบคุมจะเกิดขึ้นสูงมาก เป็นสาเหตุให้แบตเตอรี่ ได้รับการชาร์จมากเกินไปและแบตเตอรี่จะเสียได้ แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ต้องมากพอที่จะใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าและประจุเข้าแบตเตอรี่ แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์จะต้องมากกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่จึงจะชาร์จเข้าแบตเตอรี่ได้

ถ้าแบตเตอรี่มีประจุไฟตํ่าและเมื่อเจเนอเรเตอร์ทำงาน แรงเคลื่อนไฟฟ้าจากเจเนอเรเตอร์จะเพิ่มขึ้นมากกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ กำลังไฟฟ้านี้ก็จะไหลเข้าไปในแบตเตอรี่ ถ้าความเร็วของเจเนอเรเตอร์สูง แรงเคลื่อนไฟฟ้าก็จะสูงขึ้นด้วย ถ้าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ถูกควบคุมที่ค่าสูงสุดที่แน่นอน แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ก็จะสูงขึ้นด้วย ด้วยการควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหมาะสม แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์จะเกือบเท่ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ และมีกระแสไฟฟ้าจำนวนน้อยไหลเข้าประจุแบตเตอรี่

การควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ตํ่ามากจะป้องกันการชาร์จแบตเตอรี่มากเกินไป และการควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่สูงมากแบตเตอรี่ก็จะถูกชาร์จมากเกินไป การปรับตั้งควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่แน่นอน จึงมีความจำเป็น อัตราการชาร์จถูกรักษาให้คงที่โดยแรงสปริงอาร์มาเจอร์ฃองโวลเตจเรกูเลเตอร์จะคล้ายกับเคอร์เรนต์เรกูเลเตอร์ คืออยู่ในรูปของแม่เหล็กไฟฟ้า เส้นลวดที่ใช้พันบนแกนเหล็กอ่อนจะเป็นเส้นลวดเล็กๆ และพันหลายๆ รอบ ขดลวดนี้จะต่อระหว่างวงจรอาร์มาเจอร์และกราวด์จึงเป็นการต่อกับวงจรอาร์มาเจอร์ในแบบขนาน สปริงจะยึดหน้าทองขาวอาร์มาเจอร์ติดกับหน้าทองขาวที่อยู่กับที่ เมื่อ หน้าทองขาวของโวลเตจเรกูเลเตอร์ เคอร์เรนต์เรกูเลเตอร์ และคัตเอาต์รีเลย์ปิด กำลังไฟฟ้าสูงสุดจะเกิดขึ้น ถ้าความเร็วรอบของเจเนอเรเตอร์สูงโดยไม่มีการควบคุม กำลังไฟฟ้าจะไหลเข้าไปในขดลวดฟิลด์คอยล์ของเจเนอเรเตอร์ดังรูปที่ 6.18 และรูปที่ 6.19

ขดลวดโวลเตจเรกูเลเตอร์คือขดลวดที่ตรวจจับแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้มีค่าที่เหมาะสมซึ่งมันไหลเข้าไปในระบบไฟชาร์จ สนามแม่เหล็กของขดลวดโวลเตจถูกสร้างขึ้นโดยขดลวดที่พันในทิศทางที่เหมาะสมกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยเจเนอเรเตอร์ เมื่อแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ตํ่า กำลังไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยจะไหลผ่านขดลวดโวลเตจลงกราวด์ และสนามแม่เหล็กจะน้อยเมื่อแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์เพิ่มขึ้น กำลังไฟฟ้าจำนวนมากจะไหลผ่านขดลวดและสนามแม่เหล็กแรงมากพอที่จะชนะแรงของสปริง และหน้าทองขาวก็จะเปิด การเปิดของหน้าทองขาวทำให้ความต้านทานถูกต่ออนุกรมเข้ากับ วงจรขดลวดฟิลด์คอยล์ ความต้านทานนี้เป็นสาเหตุให้กระแสไฟฟ้าในขดลวดฟิลด์คอยล์ลดลงซึ่งก็จะลดจำนวนของเส้นแรงแม่เหล็กที่ถูกตัดโดยอาร์มาเจอร์ ทำให้กำลังไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ลดลง แรงเคลื่อน ไฟฟ้าที่ผ่านขดลวดโวลเตจก็ลดลงและหน้าทองขาวก็จะปิด เมื่อหน้าทองขาวปิด แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น และสร้างสนามแม่เหล็กแรงขึ้นซึ่งหน้าทองขาวก็จะเปิดอีกครั้งหนึ่ง หน้าทองขาวจะเปิดและปิดที่ความเร็วที่เหมาะสมเพื่อปรับค่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้าโดยอาศัยแรงของสปริงที่ปรับใช้แล้ว ขณะทำงานหน้าทองขาวที่ควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเปิด-ปิดที่ความเร็ว 50 ถึง 250 ครั้งต่อวินาที ซึ่งขึ้นอยู่กับสภาพของแบตเตอรี่

ตัวควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าไม่เคยทำงานในเวลาเดียวกัน ซึ่งขณะทำงานตัวควบคุมกระแสไฟฟ้าจะทำงานตรงกันข้ามกับตัวควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าทำงาน ตัวอย่างเช่น เมื่อแรงเคลื่อนไฟฟ้าตํ่ากระแสไฟฟ้าจะไหลออกจากเจเนอเรเตอร์สูง ขดลวดเคอร์เรนด์จะทำงานควบคุมป้องกันไม่ให้เจเนอเรเตอร์ไหม้ และเมื่อแบตเตอรี่มีไฟใกล้เต็ม แรงเคลื่อนไฟฟ้าจากเจเนอเรเตอร์จะสูงมากกว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ แต่เพราะว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าแตกต่างกันน้อย กระแสไฟฟ้าก็จะไหลได้น้อย ตัวควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าทำงานตัดต่อการทำงานทั้ง 2 หน่วยจะวนเวียนกันเพื่อควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์

ตัวความต้านทาน

ตัวความต้านทาน 2 ตัวปกติใช้ในวงจรเรกูเลเตอร์ หน้าที่ของตัวความต้านทานคือ จะป้องกันประกายไฟที่หน้าทองขาวเมื่อหน้าทองขาวเปิด และเมื่อหน้าทองขาวเปิดความต้านทานจะถูกลอดเข้าไปในวงจรสนามแม่เหล็กทันที เป็นการลดการไหลของกระแสไฟฟ้าและเป็นสาเหตุให้สนามแม่เหล็กในเจเนอเรเตอร์ยุบตัว สนามแม่เหล็กในเจเนอเรเตอร์ยุบตัวตัดกับขดลวดฟิลด์คอยล์เกิดการเหนี่ยวนำแรงเคลื่อนไฟที่สูงขึ้น ตัวความต้านทาน 2 ตัวจะดูดกลืนการเหนี่ยวนำแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงและจะลดประกายไฟที่หน้าทองขาว

ตัวความต้านทานตัวหนึ่งจะติดตั้งระหว่างขดลวดฟิลด์คอยล์และกราวด์ มีค่าความต้านทานสูงกว่าอีกตัวหนึ่ง ขั้วหนึ่งของตัวความต้านทานต่อกับวงจรขดลวดฟิลด์คอยล์ และอีกขั้วหนึ่งของตัวความต้านทานจะต่อลงกราวด์โดยตรงกับโครงของเรกูเลเตอร์ ขณะที่อีกตัวหนึ่งต่อลงกราวด์กับโครงผ่านหน้าทองขาวที่ปิดของตัวควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าดังรูปที่ 6.18 และรูปที่ 6.19

เมื่อโวลเตจเรกูเลเตอร์ทำงาน (หน้าทองขาวเปิด) ตัวความต้านทานค่าความต้านทานสูงจะต่ออนุกรมกับวงจรขดลวดฟิลด์คอยล์ และเมื่อเคอร์เรนต์เรกูเลเตอร์ทำงาน จะป้องกันเจเนอเรเตอร์ไม่ให้จ่ายกำลังไฟฟ้าสูงเกินไป ตัวความต้านทานตัวที่สองจะต่อขนานกับตัวที่หนึ่งและต่ออนุกรมกับวงจรสนามแม่เหล็ก เมื่อรวมค่าความต้านทานทั้งสองตัวในแบบขนาน ค่าความต้านทานจะน้อยกว่าตัวความต้านทานตัวที่มีค่าน้อย การเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานเพื่อควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ ตัวความต้านทานค่าสูงใช้ควบคุม แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในวงจรขดลวดฟิลด์คอยล์เพื่อควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าไม่ให้สูงมาก

ตัวความต้านทานตัวหนึ่งจะติดตั้งระหว่างขดลวดฟิลด์คอยล์และวงจรอาร์มาเจอร์ ขณะที่อีกตัวหนึ่งต่อระหว่างวงจรขดลวดฟิลด์คอยล์และกราวด์ ตัวความต้านทานรวมสามารถดูดกลืนกระแสไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำจากขดลวดฟิลด์คอยล์ ขณะที่ตัวความต้านทานต่ออยู่กับวงจรมันจะไม่มีผลอะไรเลยเมื่อหน้าทองขาวปิด กำลังไฟฟ้าจะผ่านตัวความต้านทานน้อยที่สุดเมื่อหน้าทองขาวปิด กำลังไฟฟ้าจะไหลได้ง่ายผ่านขดลวดฟิลด์คอยล์ โดยปราศจากการไหลผ่านหน่วยความต้านทาน เมื่อหน้าทองขาวเปิด กำลังไฟฟ้าต้องไหลผ่านตัวความต้านทานเพื่อให้วงจรสนามแม่เหล็กสมบูรณ์

เรกูเลเตอร์มีตัวความต้านทาน 3 ตัว 2 ตัวต่ออนุกรมกับขดลวดฟิลด์คอยล์เมื่อหน้าทองขาวของเคอร์เรนต์เรกูเลเตอร์หรือโวลเตจเรกูเลเตอร์เปิด ตัวความต้านทานตัวเดียวที่ติดตั้งเหนือตัวความต้านทาน 2 ตัวต่อในวงจรเพื่อดูดกลืนคลื่นกระแสไฟฟ้าซึ่งอาจจะเหนี่ยวนำในขดลวดโวลเตจของคัตเอาต์รีเลย์หรือ โวลเตจเรกูเลเตอร์ดังรูปที่ 6.20

รูปที่ 6.20 ตัวควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบหน้าทองขาวคู่

โวลเตจเรกูเลเตอร์หน้าทองขาวคู่

รถยนต์บางคันต้องการกำลังไฟฟ้าสูงมากจะใช้เรกูเลเตอร์ที่มีหน่วยควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าเป็นแบบหน้าทองขาวคู่ เรกูเลเตอร์แบบใช้หน้าทองขาวเดี่ยวไม่สามารถควบคุมกระแสไฟฟ้าในขดลวดฟิลด์คอยล์ ได้อย่างเหมาะสม เจเนอเรเตอร์ที่สร้างแรงเคลื่อนไฟสูงมากๆ สามารถควบคุมโดยการปรับตั้งหน้าทองขาว

หน้าทองขาวคู่ของหน่วยควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้ามีความสามารถที่จะลดกระแสไฟฟ้าในขดลวด ฟิลด์คอยล์ของเจเนอเรเตอร์ ดังนั้นจึงสามารถควบคุมแรงเคลื่อนไฟชาร์จที่ค่ากำจัดพิเศษได้ดีกว่าแบบหน้าทองขาวเดียว

คัตเอาต์รีเลย์และหน่วยควบคุมกระแสไฟฟ้าจะเป็นแบบเดียวกับเรกูเลเตอร์แบบมาตรฐาน (ตัวควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้ามีหน้าทองขาวติดตั้งบนแขนอาร์มาเจอร์ซึ่งติดกับหน้าทองขาวอยู่กับที่เมื่อโวลเตจเรกูเลเตอร์ยังไม่ได้ทำงาน) แขนของอาร์มาเจอร์เป็นหน้าทองขาวตัวที่สองติดตั้งเหนือหน้าทองขาวอยู่กับที่ หน้าทองขาวอยู่กับที่มีหน้าทองขาวติดอยู่ด้านบนและด้านล่าง ปกติสปริงอาร์มาเจอร์จะยึดแขนอาร์มาเจอร์ตัวล่างติดกับหน้าทองขาวอยู่กับที่ การติดกันของหน้าทองขาวจะทำให้เป็นการต่ออนุกรมกับวงจรขดลวด ฟิลด์คอยล์ของเจเนอเรเตอร์ดังรูปที่ 6.20

ในการทำงานปกติหน้าทองขาวตัวล่างจะติดกันโดยการสอดความต้านทานเข้าไปในขดลวดฟิลด์คอยล์ เมื่อเจเนอเรเตอร์ทำงานที่ความเร็วสูงและกำลังไฟฟ้าที่ออกจากเจเนอเรเตอร์ตํ่า ขดลวดฟิลด์คอยล์ของเจเนอเรเตอร์มีความต้องการกระแสไฟฟ้าน้อยและเพราะเจเนอเรเตอร์มีกำลังไฟฟ้ามาก สนามแม่เหล็กจะเกิดขึ้นในขดลวดควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้ามากจนเพียงพอที่จะดึงหน้าทองขาวตัวบนลงมาติดกับหน้าทองขาวอยู่กับที่หน้าทองขาวนี้จะสั่นสอดคล้องกับการปรับเรกูเลเตอร์และกำลังไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ หน้าทองขาวตัวบนติดกับแขนอาร์มาเจอร์และต่อกับวงจรอาร์มาเจอร์ของเจเนอเรเตอร์ เมื่อหน้าทองขาวตัวบนของโวลเตจเรกูเลเตอร์ปิด ขดลวดฟิลด์คอยล์จะถูกลัดวงจร การตัดต่อของหน้าทองขาวตัวบนจะลัดวงจรขดลวดฟิลด์คอยล์ของเจเนอเรเตอร์ และสอดตัวความต้านทานอนุกรมกับวงจร ทำให้กำลังไฟฟ้าของเจเนอเรเตอร์ลดลงดังรูปที่ 6.20

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ:

Share this :

  • Stumble upon
  • twitter

Comments are closed.