ဥပမာမေးခွန်းများဆွေးနွေးမှုထုတ်ပေးသည့်ကိရိယာ
ဂျင်နရေတာဆိုသည်မှာ လျှပ်စစ်သံလိုက် induction ၏ မူမှတစ်ဆင့် စက်မှုစွမ်းအင်ကို လျှပ်စစ်စွမ်းအင်အဖြစ် ပြောင်းလဲပေးသည့် လျှပ်စစ်သံလိုက်ကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည်။ အသုံးအများဆုံး ဂျင်နရေတာအမျိုးအစားများမှာ synchronous ဂျင်နရေတာများနှင့် asynchronous (သို့မဟုတ် induction) ဂျင်နရေတာများဖြစ်သည်။ ဤဆောင်းပါးသည် ဂျင်နရေတာများအကြောင်း ဥပမာပြဿနာများနှင့် ဆွေးနွေးချက်များစွာကို ပံ့ပိုးပေးမည်ဖြစ်ပြီး လျှပ်စစ်ပတ်လမ်းများတွင် ၎င်းတို့၏ အလုပ်လုပ်ပုံမူများ၊ အစိတ်အပိုင်းများနှင့် အသုံးချမှုများကို ပိုမိုနက်ရှိုင်းစွာ နားလည်နိုင်မည်ဖြစ်သည်။
ဂျင်နရေတာအလုပ်လုပ်ပုံနိယာမ
ဂျင်နရေတာတစ်ခု ဘယ်လိုအလုပ်လုပ်သလဲဆိုတဲ့ အခြေခံမူဟာ ဝါယာကြိုးကွင်းတစ်ခုမှာရှိတဲ့ သံလိုက်စီးဆင်းမှုပြောင်းလဲမှုက လျှပ်စစ်တွန်းအား (EMF) ကို ဖြစ်ပေါ်စေတယ်လို့ ဖော်ပြထားတဲ့ Faraday ရဲ့ လျှပ်စစ်သံလိုက် လှုံ့ဆော်မှုဥပဒေကို အခြေခံထားပါတယ်။ ဂျင်နရေတာတစ်ခုမှာ အဓိကအစိတ်အပိုင်းများစွာ ပါဝင်ပါတယ်-
၁။ ရိုတာ: လည်ပတ်နေသော အစိတ်အပိုင်း။
၂။ Stator: တည်ငြိမ်သော အစိတ်အပိုင်း၊ အစိုင်အခဲဝါယာကြိုး သို့မဟုတ် ကွိုင် ထားရှိသည်။
၃။ သံလိုက်စက်ကွင်း- အမြဲတမ်းသံလိုက်များ သို့မဟုတ် လျှပ်စစ်သံလိုက်များမှ ထုတ်လုပ်သည်။
နမူနာမေးခွန်းများနှင့် ဆွေးနွေးချက်
မေးခွန်း ၁: လှုံ့ဆော်မှုဗို့အားတွက်ချက်ခြင်း
မေးခွန်း: ဂျင်နရေတာတစ်လုံးတွင် stator coil တွင် လည်ပတ်မှု ၅၀ ကြိမ်ရှိသည်။ rotor လည်ပတ်မှုအမြန်နှုန်းသည် 1200 rpm (တစ်မိနစ်လျှင်လည်ပတ်မှု) ဖြစ်ပြီး တစ်ကြိမ်လည်ပတ်မှုတွင် magnetic flux သည် 0,02 Wb ပြောင်းလဲသွားပါက ဂျင်နရေတာမှထုတ်လုပ်သော Induced Voltage (EMF) သည်မည်မျှဖြစ်သနည်း။
ဆွေးနွေးချက်- induced voltage ကိုတွက်ချက်ရန်အတွက် Faraday's Law equation ကိုသုံးနိုင်သည်။
\[ \text{EMF} = -N \frac{d\Phi}{dt} \]
ဘယ်နေရာ:
– \( N \) သည် လှည့်သည့်အရေအတွက်ဖြစ်သည်။
– \( \Phi \) သည် သံလိုက်စီးကြောင်းဖြစ်ပြီး၊
– \( t \) သည် အချိန်ဖြစ်သည်။
ပထမအဆင့်ကတော့ RPM ကနေ RPS (တစ်စက္ကန့်လျှင်လည်ပတ်မှု) ကို အမြန်နှုန်းပြောင်းဖို့ပါ။
\[ 1200 RPM} = \frac{1200}{60} \text{ RPS} = 20 \text{ RPS} \]
flux သည် လည်ပတ်မှုတိုင်းနှင့်အတူ ပြောင်းလဲနေသောကြောင့် flux ပြောင်းလဲမှု၏ကြိမ်နှုန်းသည် 20 Hz ဖြစ်သော လည်ပတ်ကြိမ်နှုန်းနှင့် အတူတူပင်ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် တစ်စက္ကန့်လျှင် flux ပြောင်းလဲမှု (\( \frac{d\Phi}{dt} \)) မှာ-
\[ \frac{d\Phi}{dt} = 0,02 \text{ Wb} \times 20 \text{ Hz} = 0,4 \text{ Wb/s} \]
ထို့ကြောင့် ရရှိလာသော induced voltage မှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်-
\[ \text{EMF} = -၅၀ x ၀.၄ \text{ V} = -၂၀ \text{ V} \]
EMF သည် absolute value ဖြစ်သောကြောင့်၊ ရရှိလာသော induced voltage သည် 20 V ဖြစ်သည်။
မေးခွန်း ၂: ဂျင်နရေတာ ထွက်ရှိမှု ပါဝါ
မေးခွန်း: ယခင်မေးခွန်းရှိ ဂျင်နရေတာသည် 10 ohms ၏ ခုခံအားဝန်ကို ဖြတ်သန်းစီးဆင်းပါက လျှပ်စစ်ဓာတ်အား မည်မျှထုတ်လုပ်သနည်း။
ဆွေးနွေးချက်- ပထမဦးစွာ၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် Ohm's Law ကို အသုံးပြု၍ လျှပ်စစ်စီးကြောင်းကို တွက်ချက်ပါသည်။
\[ I = \frac{V}{R} = \frac{20 \text{ V}}{10 \text{ ohm}} = 2 \text{ A} \]
ထုတ်လုပ်သော လျှပ်စစ်ဓာတ်အားကို အောက်ပါဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်နိုင်သည်-
\[ P = V \times I = 20 \text{ V} \times 2 \text{ A} = 40 \text{ W} \]
ထို့ကြောင့် ထုတ်လုပ်သော လျှပ်စစ်ဓာတ်အားမှာ ၄၀ ဝပ် ဖြစ်သည်။
မေးခွန်း ၃: ဂျင်နရေတာ စွမ်းဆောင်ရည်
မေးခွန်း- ဂျင်နရေတာတွင် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အဝင်ပါဝါ ၆၀ ဝပ်နှင့် လျှပ်စစ်အထွက်ပါဝါ ၄၅ ဝပ်ရှိသည်။ ဂျင်နရေတာ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကား အဘယ်နည်း။
ဆွေးနွေးချက်- ဂျင်နရေတာ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်နိုင်သည်-
\[ \eta = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}} \xees 100\% \]
ဘယ်နေရာ:
– \( P_{\text{out}} \) သည် လျှပ်စစ်ထွက်ရှိမှု ပါဝါဖြစ်သည်။
– \( P_{\text{in}} \) သည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အဝင် ပါဝါ ဖြစ်သည်။
ဒါကြောင့် ထိရောက်မှုကတော့ -
\[ \eta = \frac{45 \text{ W}}}{60 \text{ W}} \times 100\% = 75\% \]
မေးခွန်း ၄: ထုတ်လုပ်ထားသော AC ဗို့အား၏ ကြိမ်နှုန်း
မေးခွန်း: synchronous generator တွင် poles ၄ ခုရှိပြီး 1800 rpm ဖြင့်လည်ပတ်သည်။ ထုတ်လုပ်သော AC voltage ၏ frequency မှာ မည်မျှဖြစ်သနည်း။
ဆွေးနွေးချက်- synchronous generator မှထုတ်လုပ်သော AC voltage ၏ frequency ကို ဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်နိုင်သည်-
\[ f = \frac{P \times N}{120} \]
ဘယ်နေရာ:
–\( P\) သည် ဝင်ရိုးစွန်းများ၏ အရေအတွက်ဖြစ်သည်။
–\( N\) သည် RPM ဖြင့် လည်ပတ်မှုအမြန်နှုန်း ဖြစ်သည်။
ပေးထားသောတန်ဖိုးများကို အစားထိုးပါ-
\[ f = \frac{4 \times 1800}{120} = 60 \text{ Hz} \]
ထို့ကြောင့် ထုတ်လုပ်သော AC ဗို့အား၏ ကြိမ်နှုန်းမှာ 60 Hz ဖြစ်သည်။
မေးခွန်း ၅: တစ်ပြိုင်နက်တည်း မြန်နှုန်း
မေးခွန်း: 50 Hz ဓာတ်အားလိုင်းနှင့် ချိတ်ဆက်ထားပြီး ဝင်ရိုးစွန်း ၆ ခုပါရှိသော ဂျင်နရေတာ၏ တစ်ပြိုင်တည်းလည်ပတ်မှုအမြန်နှုန်းကို ဆုံးဖြတ်ပါ။
ဆွေးနွေးချက်- တစ်ပြိုင်နက်တည်းအမြန်နှုန်းကို ဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်နိုင်သည်-
\[ N_s = \frac{120 \xf}{P} \]
ဘယ်နေရာ:
– \( N_s \) သည် RPM တွင် synchronous speed ဖြစ်သည်။
– \( f \) သည် Hz ဖြင့် ကြိမ်နှုန်းဖြစ်သည်။
-\( P\) သည် ဝင်ရိုးစွန်းများ၏ အရေအတွက် ဖြစ်သည်။
ပေးထားသောတန်ဖိုးများကို အစားထိုးပါ-
\[ N_s = \frac{120 \x50}{6} = 1000 \text{ RPM} \]
ထို့ကြောင့် ဂျင်နရေတာ၏ synchronous speed သည် 1000 RPM ဖြစ်သည်။
နိဂုံး
ဤဆောင်းပါးတွင်၊ ဂျင်နရေတာလည်ပတ်မှု၏ အခြေခံမူများကို ဆွေးနွေးခဲ့ပြီး induced voltage၊ လျှပ်စစ်ပါဝါ၊ စွမ်းဆောင်ရည်၊ AC voltage frequency နှင့် synchronous speed တို့ကို တွက်ချက်ခြင်းနှင့်ပတ်သက်သည့် ဥပမာပြဿနာအချို့ကို တင်ပြခဲ့ပါသည်။ ဤပြဿနာများမှတစ်ဆင့်၊ ဂျင်နရေတာ parameters အမျိုးမျိုးသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု မည်သို့ဆက်စပ်နေသည်နှင့် ၎င်းတို့သည် အလုံးစုံစွမ်းဆောင်ရည်ကို မည်သို့အကျိုးသက်ရောက်သည်ကို ကျွန်ုပ်တို့တွေ့မြင်ခဲ့ရပါသည်။ ဤမူများကို သေချာစွာနားလည်ခြင်းသည် လျှပ်စစ်အင်ဂျင်နီယာတွင် လက်တွေ့အသုံးချမှုများအတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်ပါသည်။
