مقالات

ژنراتور برق چیست و انواع آن کدام است؟

ژنراتور با استفاده از انرژی مکانیکی عرضه شده و با ایجاد حرکت و تولید بار الکتریکی در سیم پیچ ها در مدار الکتریکی، برق را به عنوان خروجی سیستم تولید می کند.

ژنراتور برق چیست؟

ژنراتور برق دستگاهی است که نیروی الکتریسیته و برق تولید کرده و از قطع فعالیت‌های روزانه یا اختلال در عملیات کاری پیشگیری می‌کند. ژنراتورها به شکل‌های فیزیکی و الکتریکی و برای کاربردهای مختلف در دسترس می‌باشند. انتخاب بهترین ژنراتور برق مورد نیاز، کاری پیچیده بوده و نیاز به عملیات محاسباتی دقیق دارد.

کارکرد ژنراتور برق

ژنراتور برق وسیله‌ای است که انرژی مکانیکی به دست آمده از منبع بیرونی را به انرژی الکتریکی به عنوان خروجی تبدیل می‌کند. البته ژنراتور انرژی الکتریکی تولید نمی‌کند. بلکه با استفاده از انرژی مکانیکی عرضه شده و با ایجاد حرکت و تولید بار الکتریکی در سیم‌پیچ‌ها در مدار الکتریکی، برق را به عنوان خروجی سیستم تولید می‌کند. این جریان، شارژ الکتریکی جریان الکتریکی عرضه شده توسط ژنراتور است.

ژنراتورهای برق از دو قسمت تشکیل شده‌اند: قسمت متحرک را روتور و قسمت ساکن آن را استاتور می‌گویند. روتورها نیز از نظر ساختمان دو هستند: ماشین‌های قطب صاف و ماشین‌های قطب برجسته.

این دستگاه‌ها به طور قرار دادی بر اساس توان برق بر حسب کیلو وات آمپر و یا کیلو وات تقسیم‌بندی می‌شوند. در واقع هم موتور باید توان تولید این نیرو را که بر حسب اسب بخار نیز عنوان می‌شود، داشته باشد و هم ژنراتور باید بتواند با نیروی محرک‌هایی که الکتروموتور تولید می‌کند این خروجی را بدهد.

انواع موتور ژنراتور از لحاظ سوخت مصرفی

  1. موتور ژنراتورهای گازوئیل سوز
  2. موتور ژنراتورهای گازسوز
  3. موتور ژنراتور های دوگانه سوز

اجزای ژنراتور چیست؟

اجزای اصلی ژنراتورهای الکتریکی به شرح زیر است.

  • موتور
  • ژنراتور
  • سیستم سوخت
  • تنظیم کننده ولتاژ
  • سیستم خنک سازی و اگزوز
  • سیستم روغن‌کاری
  • شارژ باطری
  • پنل کنترل
  • چارچوب اصلی

موتور

این قسمت حیاتی‌ترین بخش دیزل ژنراتور است و تمام توان مکانیکی که این دستگاه برای حرکت می‌خواهد را تامین می کند. موتور در دیزل ژنراتور باید بسیار دقیق انتخاب شود. زیرا توان مکانیکی که یک موتور تامین می‌کند، می‌تواند توان الکتریکی خروجی آن را مشخص کند و به این وسیله قدرت الکتریکی برای استفاده از دیزل ژنراتور بدست می‌آید. در انتخاب موتور دیزل ژنراتور موارد دیگری همانند میزان صدای تولیدی ژنراتور و میزان حجم محفظه سوخت نیز مهم هستند که باید به آن‌ها توجه شود.

موتورهای دیزلی برای راه اندازی و تولید توان، نیاز به توان الکتریکی دارند. از این رو در اکثر موارد از منبع تغذیه که ولتاژ مستقیمی در حدود ۱۲ تا ۲۴ ولت را تولید می‌کند، برای راه اندازی موتور استفاده می‌شود. این منبع تغذیه می‌تواند خود موتور الکتریکی یا تعداد باتری باشد که این میزان ولتاژ را تامین می‌کند.

ژنراتور

ژنراتور برق قلب تپنده‌ی تولید توان الکتریکی دیزل ژنراتور است که انرژی اولیه خود را از موتور گرفته و تولید برق می‌کند. نوع این دستگاه بر حسب نیاز تعیین می‌شود. برای مثال برای تولید توان بالا نیاز به ژنراتور القایی است. ساختمان ژنراتور اعم ازنوع سیم پیچی روتور و استاتور و جریان تحریک آن، تعیین کننده‌ی نحوه‌ی عملکرد دیزل ژنراتور است.

سیستم سوخت

تانک سوخت معمولا ظرفیت کافی برای حفظ کارکرد ۶ تا ۸ ساعت را به طور متوسط دارد. در مورد واحدهای کوچک موتور ژنراتور، تانک سوخت قسمتی از پایه ژنراتور شده است. برای کاربردهای تجاری، ممکن است لازم باشد تا به طور مستقیم باشد و روی تانک سوخت خارجی نصب شده باشد.

قسمت های معمول سیستم سوخت

  1. ارتباط لوله از مخزن سوخت به موتور
  2. عرضه‌ی مستقیم سوخت از تانک به موتور و برگشت مستقیم از موتور به تانک
  3. ارتباط سرریز از تانک سوخت به لوله زه‌کش
  4. پمپ سوخت
  5. انتقال سوخت از تانک ذخیره اصلی به تانک روز  و کار کردن پمپ سوخت به صورت الکتریکی
  6. جداکننده‌ی آب و سوخت. جداکننده‌ی آب و ماده خارجی از سوخت مایع برای پشتیبانی از اجزای دیگر ژنراتور در مقابل خوردگی و آلودگی
  7. انژکتور سوخت، سوخت مایع را تمیزه کرده و در صورت نیاز، سوخت در اتاقک احتراق موتور اسپری می‌شود.

رگولاتور ولتاژ

رگولاتور ولتاژ وظیفه‌ی تنظیم ولتاژ خروجی ژنراتور را دارد که این کار با عملکرد اجزایی مانند رگولاتور، سیم پیچی تحریک کننده و روتور یکسو کننده انجام می‌پذیرد.

سیستم خنک کننده

در دیزل ژنراتورها خنک کردن اجزای ولتاژ بسیار مهم است چرا که داغ شدن زیاد و طولانی مدت آن باعث خراب شدن قطعات می‌شود که به عملکرد دستگاه ضربه می‌زند. در برخی از دیزل ژنراتورها از مایع و در برخی دیگر از گاز هیدروژن برای خنک سازی استفاده می‌شود.

سیستم روغن‌کاری

در دیزل ژنراتور اجزای مکانیکی بسیاری وجود دارد که دائما در حال کار و حرکت می‌باشند. لذا برای کارایی بهتر نیاز است که اجزا روغن کاری شوند. معمولا هر ۱۰ ساعت کار با دیزل ژنراتور، باید سطح روغن آن را کنترل کرد و هر ۵۰۰ ساعت روغن باید تعویض شود.

شارژر باتری

شروع عملکرد ژنراتور باطری محور است. این قسمت علاوه بر شارژ باتری، میزان شارژ را نشان می‌دهد. توان این شارژ با توان خروجی این دستگاه متناسب است.

کنترل پنل

این قسمت وظیفه‌ی کنترل الکتریکی کل سیستم را دارد. قسمت‌هایی که لازم است کنترل شوند به شرح ذیل است.

  • کنترل ژنراتور، شامل کنترل تمامی پارامترهای دخیل در ژنراتور است که شامل ولتاژ، جریان و فرکانس است.
  • کنترل موتور، در قسمت کنترل موتور باید پارامترهای سرعت، میزان روشن بودن، فشار روغن، میزان حرارت سیال خنک کننده و غیره اندازه گیری شود.
  • پنل خاموش و روشن، سیستم روشن و خاموش کردن اتوماتیک که در بعضی از دیزل ژنراتورها وجود دارد.

چارچوب/شاسی موتور ژنراتور

دیزل ژنراتور قابل حمل یا ثابت می‌باشد. در حالت کلی تمامی تجهیزات بالا بر روی سکو یا همان شاسی قرار می‌گیرند.

سیستم دود خروجی ژنراتور

در دیزل ژنراتورها به علت تولید دود سمی خروجی نیاز است که سیستمی برای کنترل این دود و جداسازی این قسمت از سایر قسمت‌ها موجود باشد. به همین منظور این سیستم در قسمت خروجی موتور قرار دارد. دیزل ژنراتورها، بسته به نیاز، دارای تجهیزات جانبی هستند که به شرح زیر است.

  • برد کنترل با قابلیت استارت اتوماتیک به هنگام قطع برق شهر
  • سیستم پیش گرمکن آب
  • رادیاتور Tropical مخصوص مناطق گرمسیری
  • باتری و باتری شارژر اتوماتیک
  • ضربه گیرهای الاستیک بین موتور و شاسی و نیز ژنراتور و شاسی
  • کانونی یا اتاقک صداگیر و عایق ضد آب

انواع مولد برحسب کاربرد کدام است؟

کارخانجات سازنده، برحسب کاربرد چهار نوع مولد را پیشنهاد می‌دهند.

  1. اضطراری یا استندبای
  2. پایه
  3. دائم
  4. چندمنظوره

مولد اضطراری یا استندبای

این مولد در حالت قطع برق شهری به صورت خودکار اقدام به تامین برق مشترکین می‌کند. یک مدل از ژنراتور به صورت استندبای ممکن است لازم باشد تا چند ساعت در ماه عمل کند، اما مدل‌های دیگری از ژنراتورهای پرایم (Prime) هستند که باید پیوسته کار کنند. زمانی که یک ژنراتور جایگزین راه می‌افتد، ممکن است با شرایط به خصوص عمل کند، مانند ۱۰ درصد بار اضافی. موارد کاربرد، مولد اضطراری یا استندبای شامل تامین برق اضطراری بیمارستان، کارخانجات، ادارات و غیره بدون اتصال به شبکه می‌باشد.

مولد پایه یا پرایم

مولد پایه یا پرایم معمولا در اماکنی که موقتا به برق نیاز است، مورد استفاده قرار می‌گیرد. مانند اردوگاه‌ها، نمایشگاه‌ها، اکتشاف معادن و کمپ‌ها. این مولد نباید در کاربردهای ساخت نیروگاه استفاده شود. خروجی با بارهای مختلف در زمان‌های نامحدود قابل تامین می‌باشد. این ژنراتورها عموما قادر به تامین پیک تقاضای ۱۰۰درصد ظرفیت اولیه بوده و با ۱۰% ظرفیت اضافه بار برای مدت زمان محدود نیز در دسترس می‌باشند. کاربردهای عمومی آن که فقط ژنراتور مرجع توان بوده و برای ارتباط راه دور با معادن، سایت‌های ساختمانی، زمین برگزاری نمایشگاه و فستیوال و غیره است.

مولد دائم

مولد دائم برای امور نیروگاهی یا برق سراسری مورد استفاده قرار می‌گیرد و قابلیت فراهم سازی توان پیوسته برای یک بار ثابت تا ظرفیت نامی خروجی برای زمان های نامحدود را دارد. امکان جانشین شدن اضافه بار برای این رتبه در دسترس نیست. این رتبه بندی برای تمامی مدل‌های ژنراتورها قابل استفاده نمی‌باشد. کاربردهای عمومی برای ژنراتورهایی که بار یکسان پیوسته را تامین می‌کنند یا به صورت موازی با فیدر توان اصلی و دائم شبکه برای ماکزیمم سطح مجاز ۸۷۶۰ ساعت در سال. همچنین ممکن است برای پشتیبانی / پیک شبکه حتی از طریق اعمال برای ۲۰۰ ساعت در سال مورد استفاده قرار گیرد.

کوپله دیزل ژنراتور

کار اتصال موتور دیزل و ژنراتور به هم و نصب آن بر روی شاسی فلزی و قراردادن یک تابلو و کنترل را در کنار آن اصطلاحا کوپله کردن گویند.

ساختمان و اساس کار ژنراتور سنکرون

در ژنراتور سنکرون میدان مغناطیسی روتور به دلیل با اعمال کردن یک جریان dc به سیم پیچ روتور به وجود می آید. بدین ترتیب به وسیله یک محرکه اصلی روتور مربوطه به ژنراتور می چرخد و یک میدان مغناطیسی دوار تولید می شود. میدان مغناطیسی تولید شده، در سیم پیچ های استاتور، ژانراتور ولتاژ سه فاز را القاء می کند.

سیم پیچ ها در ماشین به صورت سیم پیچ های میدان و دیگری سیم پیچ های آرمیچر استفاده می شوند. کار سیم پیچ های میدان تولید میدان مغناطیسی اصلی در ماشین است. سیم پیچ های آرمیچر نیز، وقتی به آن ها ولتاژ اصلی القاء می شود، سیم پیچ های میدان در روتور برای این ماشین است.

بهتر است بدانید که روتور ژنراتور در واقع یک آهن ربای بزرگ الکتریکی می باشد. که قطب های مغناطیسی آن از نوع برجسته و غیر برجسته است. شاید برای شما سوال باشد که کلمه برجسته در قطب های مغناطیسی روتور یعنی چه؟.

در واقع برجسته به معنی قطب مغناطیسی ای که از سطح روتور خارج شده باشد را می گویند. که با روتور هم سطح است و برای چهار قطب و بیشتر از آن به کار میرود. اما روتور غیر برجسته یا صاف برای مواردی به کار می رود که دو یا چهار قطبی است. برای این که در میدان مغناطیسی روتور متغیر است، آن را از لایه های نازکی درست می کنند تا تلفات کاهش یابد.

اعمال جریان ثابت به مدار میدان در روتور

دلیل اینکه به مدار میدان روتور جریانی ثابت اعمال گردد. این است که روتور برای چرخش، برای رساندن توان DC به سیم پیچ های میدان خود؛ به آرایش خاصی نیاز دارد. این کار با دو روش امکان پذیر است:

روش اول: از یک منبع بیرونی به روتور، رینگ های لغزان با شفت ماشین احاطه می شود.

روش دوم: فراهم کردن توان DC از یک منبع توان DC، که مستقیم روی شفت ژنراتور سنکرون نصب میگردد.

همانطور که گفتیم رینگ های لغزان شفت ماشین را احاطه کرده اما از آن جدا می باشند. به انتهای رینگ لغزان در شفت موتور ژنراتور سیم پیچ DC متصل بوده و روی هر رینگ لغزان یک جاروبک سُر می خورد. جاروبک در اصل بلوکی است از ترکیبات گرافیک مثل هسته که به راحتی الکتریسته را هدایت می کند.

اما اصطکاک کمی داشته و خوردگی در روی رینگ ها به وجود نمی آید. اگر در یک منبع ولتاژ DC، سر مثبت آن را به یک جاروبک و سر منفی را به یک جاروبک دیگری وصل شود. جدا از مکان و سرعت زاویه ای به سیم پیچ ولتاژ ثابتی؛ میدان در تمام مدت اعمال خواهد شد.

چندین مشکل برای سیم پیچ های میدان این ماشین به علت اعمال کردن ولتاژ DC توسط رینگ های لغزان و جاروبک به وجود می آید. یکی از مشکلات افزایش نگهداری در ماشین است چون جاروبک باید به طور مداوم از لحاظ ساییده شدن بررسی شود.

بر اثر افت فشار جاروب نیز تلفات توان قابل توجهی را به همراه جریان های میدان به دنبال خواهد داشت. همچنین رینگ های لغزان برای ماشین های کوچک ماشین مذکور به کار رفته راه اقتصادی تری برای اعمال جریان میدان موجود نمی باشد.

استفاده از محرک های بی جاروبک در ژنراتور سنکرون بزرگ

در ژنراتورهای بزرگ برای رساندن جریان میدان DC به ماشبن از محرک های بی جاروبک استفاده می شود. این نوع محرک یک ژنراتور AC کوچک بوده که مدار میدان آن روی استاتور و مدار آرمیچر بر روی روتور نصب شده است. جریان مستقیم که به خاطر یک مدار یکسو ساز سه فاز روی شفت ژنراتور وصل است. با خروجی سه فاز ژنراتور محرک یک سو می شود. و بر مدار میدان DC اصلی به طور مستقیم اعمال می شود.

بدون استفاده کردن از رینگ های لغزان و جاروبک ها می توان جریان میدان را روی ماشین اصلی تنظیم کرد. به شرطی که با کنترل جریان میدان DC کوچک از ژنراتور محرک روی استاتور نصب شود. بدین ترتیب بین روتور و استاتور اتصال مکانیکی به وجود نیامده. و جاروبک نسبت به نوع حلقه های لغزان، نیاز کمتری به نگهداری دارد. بیشتر اوقات در سیستم یک محرک پیلوت لحاظ می شود تا تحریک ژنراتور مستقل از منابع تحریک کننده بیرونی باشد.

بر روی شفت روتور یک ژنراتور AC کوچک با آهن ربای دائمی و محرک پیلوت نصب شده و یک سیم پیچ بر روی استاتور قرار دارد. محرک انرژی را در میدان محرک ایجاد کرده و به نوبه خود، مدار میدان ماشین اصلی را کنترل می کند. بدین ترتیب اگر بر روی شفت ژنراتور محرک پیلوت نصب شود، برای راندمان ژنراتور هیچ کونه توان الکتریکی لازم نیست.

ساختار دو لایه ای استاتور

اکثر ژانراتورها حاوی محرک‌های بی جاروبک بوده نیز رینگ‌های لغزان و جاروبک هم می‌باشند. برای همین داشتن یک منبع اضافی از جریان میدان DC برای موارد اضطراری در اختیار قراردارد. استاتور این ژانراتورها در دو لایه ساخته می‌شود:

خود سیم پیچ و گام‌های کوچک. زیرا مولفه‌های هارمونیکی ولتاژها و جریان‌های خروجی با این لایه‌ها کاهش می‌یابد. رتور با سرعتی برابر با سرعت میدان مغناطیسی چرخیده و توان الکتریکی با مقدار فرکانس ۵۰ یا ۶۰ هرتز تولید می‌کند. برای مثال: در ماشین ۴ قطبی برای تولید توان ۵۰ هرتز باید روتور با سرعت ۱۵۰۰ دور در دقیقه بچرخد.

برای اندازه گیری سرعت یک فرکانس از معادله زیر استفاده می‌شود:

Fe: فرکانس
= سرعت مکانیکی
P = تعداد قطب ها

ولتاژ القایی در استاتور به شار در ماشین به فرکانس یا همان سرعت چرخش و ساختمان ماشین بستگی دارد. ولتاژ داخلی که تولید می‌شود مستقیم و متناسب با سرعت و شار بوده. و خود شار نیز به جریان جاری در مدار میدان رتور نیازمند است.

ولتاژ درونی برابر با ولتاژ خروجی نبوده و چندین مشخصه عامل اختلاف بین این دو مورد است که به شرح زیر می‌باشد:

  • عکس العمل آرمیچر یا پیچیدگی و انحنا در میدان مغناطیسی در فاصله هوا به علت جریان جاری در استاتور رخ می‌دهد.
  • خود القایی بوبین های آرمیچر.
  • شکل قطب ها ی برجسته روتور تاثیر دارد.
  • بوبین‌های آرمیچر مقاومت دارند.

زمانی که ژنراتور کارکرده و بارهای سیستم را تغذیه می‌نماید بوسیله ژانراتور که توان مستقیم رآکتیو تولید گردیده است. برابر با مقدار توان خواسته‌شده بار متصل به آن می‌باشد. از طرفی فرکانس کار سیستم قدرت را نقاط تنظیم گاورنر کنترل می‌کند. و ولتاژ پایانه قدرت را جریان میدان با نقاط تنظیم رگولاتور میدان به کنترل خود در می‌آورد. این مسائل از جمله وضعیت‌هایی است که در ژنراتور سنکرون جدا و به فواصل دور از هم اتفاق می‌افتد.

اجزای تشکیل دهنده ژنراتور سنکرون

هر وسیله ای حتی بدن موجودات نیز از اجزای خاصی تشکیل شده است. ژانراتور نیز برای حود اجزایی دارد که به شرح آن ها خواهیم پرداخت و کار هر کدام را بررسی خواهیم نمود.

موتور

جهت چرخش و حرکت ژانراتور و انرژی مکانیکی آن را موتور تامین می نماید.

دینام

این قطعه دارای مجموعه ای از قطعات ثابت و متحرک است که در یک محفظه دارای روکش قرار گرفته است. دینام انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند و بدین صورت ژنراتور کار می کند.

روتور

قطعه ای است که در حال حرکت بوده و یک میدان مغناطیسی دوار در طرافش ایجاد می شود. روتور به برق DC متصل می شود و با روش القاء ولتاژ سه فاز AC به وجود می آید.

استاتور

سطح داخلی استاتور دارای شیارهایی بوده که سیم پیچ های سه فاز در داخل آن قرار می گیرد. طراحی استاتور به صورت استوانه ای بوده و یک جزء ثابت به شمار می رود. برای ایجاد کردن ولتاژ زیاد در داخل سیم پیچ استاتور، میدان قوی تری باید در طراف روتور ایجاد شود.

سیستم سوخت

ظرفیت حفظ کارکرد تانک دیزل یا سیستم سوخت، ۶ تا ۸ ساعت است. قسمت های مختلف این سیستم عبارت است از:

  • ارسال سوخت از تانک به موتور و برگشت آن به صورت برعکس.
  • ارتباط داشتن سرریز از تانک به لوله تخلیه
  • پمپ سوخت
  • صافی بنزین یا جدا کننده سوخت
  • انژکتور سوخت

رگولاتور ولتاژ

این بخش نیز به عنوان تنظیم کننده ولتاژ است که ولتاِژ خروجی را تنظیم می نماید. هنگامی که بار به دینام وارد می شود ولتاژ خروجی کم می شود. برای همین رگولاتور ولتاژ وارد عمل می شود و کار تنظیم را تا زمانی که خروجی ژنراتور ظرفیت کامل نرسیده انجام می دهد

سیستم خنک کننده

به علت داغ شدن قطعات ژنراتور به دلیل استفاده های زیاد و پیاپی، نیاز به یک سیستم خنک کننده یا تهویه برای تعدیل گرمای تولید شده دارد. برای همین از آب به عنوان یک خنک کننده برای دستگاه های کوچک یا واحدهای شهری تا ۲۲۵۰ کیلووات انرژی به کار می گیرند.

هیدروژن نیز برای واحدهای بزرگ به عنوان یک خنک کننده سیم پیچ های استاتور به کار گرفته می شود. چون هیدروژن نسبت به آب، گرما را بهتر جذب می کند از آن استفاده می کنند. ژنراتورهایی که بسیار بزرگ و عظیم هستند و همچنین کارخانه ها برای خنک کردن قسمت های مختلفی از دستگاه های خود یک برج خنک کننده دارند. نا گفته نماند که برای جلوگیری از بروز مشکلات احتمالی سطوح خنک کنندگی را هر روز باید بررسی نمود.

همچنین سیستم خنک کننده و پمپ آب، باید بعد از ۶۰۰ ساعت کار کردن و فیلتر هوایی بعد از ۲۴۰۰ ساعت کار دستگاه بهتر است تمیز گردند. دودهای اگزوز دارای مواد شیمیایی و سمی می باشد که برای مدیریت این گازها بهتر است سیستم اگزوز مناسب و خوبی تعبیه شود. لوله های اگزوز باید از پنجره یا در ساختمان خارج شود. جنس این لوله ها از چدن یا آهن نرم می باشند.

سیستم روغن کاری ژنراتور سنکرون

به علت داشتن قطعات محرک زیاد نیاز است تا روغن کاری برای افزایش طول عمر و کارکرد درست دستگاه استفاده گردد. بدین ترتیب بخش های مختلف دستگاه ساییده یا پوسیده نشده و زنگ نمیزند.

شارژر باطری

عملکرد و اساس کار ژنراتور به صورت باطری محور است. شارژرهای باطری از فولاد ضد زنگ بوده و در برابر سوختگی نیز مقاوم است. عمر باطری با بالا رفتن ولتاژ شناور کم می شود.

کنترل پنل

این قطعه نیز یک رابط کاربری می باشد که دارای ابزارهای مدیریت مانند پریز برق و کنترل کردن ولتاژ می باشد.

چهارچوب اصلی یا قاب

ژانراتورهایی که قابل حمل یا ثابت هستند، تمامی تجهیزات آن ها بر روی سکو یا چهارچوب قرار گرفته می شود.

مقایسه ژنراتور های گاز سوز و دیزل برای ماینر ها

اگر ماینر دارید و می خواهید تا با آن بیت کوین استخراج کنید به برق نیاز دارید. برق نیز به ژنراتور وابسته بوده و باید با آن تامین شود. خود ژنراتور نیز به تنهایی برق را تولید نمی کند بلکه به گاز یا گازوئیل و … نیازمند است. در این قسمت می خواهیم دو سوخت گاز و دیزل را برای ژنراتور مقایسه کنیم که کدام یک به صرفه تر و بهتر است.

ژنراتورهای گازسوز بسیار مقرون به صرفه تر از ژنراتورهای دیزل و گازوئیل است. زیرا ژنراتورهای گازسوزی که برای ماینرها استفاده می شود سوخت کمتری مصرف کرده و به کارگیری آن آسان تر است. چون ژنراتور برای ماینر باید در طول شبانه روز ۲۴ ساعت روشن باشد و اصلا خاموش نشود. اگر مصرف سوخت ژنراتور به صورت دیزلی یا گازوئیلی باشد. دردسرهای زیادی از جمله رسیدگی به سوخت ژنراتور، احتمال خاموش شدن ماینر در صورت عدم سوخت رسانی، خرید سوخت و … را به دنبال خواهد داشت. بنابراین بهترین راه استفاده از ژنراتورهای گازسوز است که به صرفه بوده و استفاده از آن نیز راحت می باشد. از طرفی ژنراتور گازی استهلاک پایینی داشته و عمر زیادی نسبت به ژنراتور دیزلی دارد.

ژنراتور با ولتاژ بالا

این نوع ژنراتور یکی از اختراعات جدید شرکت ABB بر اساس تکنولوژی جدید است که بدون نیاز به ترانسفورماتور ها می تواند به طور کاملا مستقیم به شبکه قدرت وصل شود. در این وسیله، از کابل به جای سیم پیچ استفاده شده که باعث می شود. ژنراتور با ولتاژ بالایی برای به کارگیری در نیروگاه های حرارتی و آبی راندمان بالایی داشته باشد. مزیت مهمی که این ژنراتور دارد راندمان و کارایی بالای آن، همچنین مقرون به صرفه بودن و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری است. همچنین آسیبی به محیط زیست نزده و تلفات انرژی را کاهش می دهد.

مقایسه ژنراتور ولتاژ بالا و معمولی

به علت استفاده از تکنولوژی کابل به جای سیم پیچ در این ژنراتور، جریان پایین است و ماکزیمم ولتاژ خروجی قابلیت این را دارد که محدود شود. با توجه به طراحی و استفاده از روش های نو و جدید در ساخت کابل این ژنراتور وجود دارد. ولتاژ آنها را می توان تا۴۰۰ وات نیز تولید نمود.

از طرفی با توجه به هادی هایی که در ژنراتور ولتاژ بالا به کار رفته است به شکل دوار بوده ولی اما در ژنراتورهای معمولی همه ی هادی ها به شکل مثلثی شکل می باشد. برای همین در ژنراتورهای ولتاژ بالا میدان الکتریکی به شکل یکنواخت حرکت می کنند. در  ژنراتور معمولی برای طراحی ابعاد سیم پیچ از ولتاژ سیستم و ماکزیمم قدرت ژنراتور استفاده می شود.

نا گفته نماند که برای خنک کردن روتور و سیم پیچ های انتهایی آن از دستگاه خنک کننده استفاده می گردد.

ژنراتور القایی یا (آسنکرون)

با متصل شدن موتورهای القایی به برق سه فاز یا یک منبع نیرو، میدان دواری در استاتور موتور القایی به وجود می آید که چرخش آن با سرعت سنکرون است. این سرعت در فرکانس ۵۰ هرتز برابر ۱۵۰۰ دور بر دقیقه و در فرکانس ۶۰ هرتز برابر ۱۸۰۰ دور بر دقیقه است. اما شاید برای شما سوال باشد که سرعت چرخش سنکرون به چه معنی است؟

در واقع منظور از چرخش سنکرون، همان چرخش میدان مغناطیسی می باشد که در محیط استاتور به وجود می آید. به علت اینکه میدان مغناطیسی در حین چرخش، روتور را قطع می کند، جریانی حاصل از یک میدان دوار، پدید می آید. این جریان میدان استاتور را با سرعتی کم دنبال می کند و در نتیجه سرعت میدان مغناطیسی استاتور از سرعت چرخش روتور بیشتر است.

اگر با یک موتور دیزلی و یا توربین بادی یا آبی که محرک خارجی می باشند، روتور را به چرخش در آوریم، سرعت چرخش روتور از استاتور بیشتر خواهد شد. یعنی به اصطلاح لغزش منفی شده و روتور در استاتور جریان القا خواهد کرد بدون اینکه استاتور در روتور جریان القا نماید. در نتیجه موتور به یک ژنراتور تبدیل می گردد.

به علت اینکه نیاز ژنراتور القایی به توان راکتیور زیاد است، اگر منبعی برای تامین این توان در ژنرانور وجود نداشته باشد؛ راه اندازی ژنراتور القایی غیر ممکن می باشد.

مزیت های ژنراتور آسنکرون نسبت به ژنراتور سنکرون

  • نیازی به تحریک ندارد. ساختمانی ساده داشته و تعمیر و نگهداری آن آسان است.
  • بهره برداری و استفاده از آن راحت بوده و به تنظیم تحریک یا سنکرونیزاسیون نیازی نیست.
  • هنگام پس زده شدن بار، جریان تحریک و ولتاژ قطع  می گردد. برای همین صدمه و آسیبی در صورت صرف نظر کردن از میزان زیاد شدن سرعت، به عایق دستگاه از طرف ولتاژ اضافی وارد نمی شود.
  • جریان اتصال کوتاه کمی داشته و زمان کاهش کوتاه تری نسبت به ماشین های سنکرون دارد.
  • جریان تحریک خود به خود وقتی ولتاژ سیستم افت می کند کاهش می یابد.
  • گاورنر سرعت حتی وقتی به شبکه وصل است استفاده نمی شود. بنابراین تا حدی که سرعتش بیشتر از سرعت مجاز توربین هیدرولیکی نشده باشد، انرژی را تولید می کند.
  • هنگام اختلال سیستم این ژنراتور می تواند به طور ناپایداری و بدون اینکه قطع شود؛ کار خود را انجام دهد.

معایب ژنراتور آسنکرون نسبت به ژنراتور سنکرون

  • ناتوانی در تولید برق به علت موازی نشدن با ماشین سنکرون. تنها در موازی شدن با ماشین سنکرون است که می تواند مانند یک ژنراتور عمل کند.
  • مطابقت ضریب قدرت پیش فاز ژنراتور سنکرون، با جریان اولیه در ارتباط با ولتاژ خروجی.
  • تعیین شدن ضریب قدرت به صورت قدرت ذاتی ژنراتور نه به عنوان ضریب قدرت جریان بار.
  • تحت تاثیر قرار گرفتن ولتاژ سیستم به علت جریان هجومی بالا در بهره برداری موازی.
  • داشتن قطعی های زیاد و سرعت پایین در ماشین های القایی نسبت به ماشین های سنکرون.
  • از لحاظ ضریب قدرت و ابعاد ماشین، ماشین های القایی نسبت به ماشین یا ژنراتور سنکرون مرغوبیت کمی دارد.

تفاوت سنکرون و آسنکرون چیست ؟

در حالت کلی موتورهای الکتریکی به دو دسته الکتروموتور آسنکرون و سنکرون طبقه بندی می شوند. اگر شما نیز بعد از خواندن این مقاله به این نتیجه رسیده اید. که تفاوت میان سنکرون و آسنکرون را بدانید که چه چیزی است ادامه مقاله را از دست ندهید. در واقع ژنراتورهای آسنکرون و سنکرون کارکردی متضاد هم دارند. یعنی آسنکرون برای تبدیل کردن انرژی الکتریکی به مکانیکی کاربرد دارد اما سنکرون برای تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی است. هدف کاری هر دو ژنراتور مخالف هم دیگر است و تفاوت های زیادی نیز باهم دارند. از مهم ترین این فرق ها که تفاوت فاحشی نیز است تبدیلات انرژی می باشد.

سوالات متداول

اگر جاروبک افت فشار کند چه اتفاقی می افتد؟

بر اثر افت فشار جاروب نیز تلفات توان قابل توجهی را به همراه جریان های میدان به دنبال خواهد داشت. همچنین رینگ های لغزان برای ماشین های کوچک ماشین مذکور به کار رفته، راه اقتصادی تری برای اعمال جریان میدان موجود نمی باشد.

در ژنراتورهای بزرگ برای رساندن جریان میدان DC به ماشبن از چه محرکی استفاده می شود؟

از محرک های بی جاروبک استفاده می شود. این نوع محرک یک ژنراتور AC کوچک بوده که مدار میدان آن روی استاتور و مدار آرمیچر بر روی روتور نصب شده است.

اندازه گیری سرعت یک فرکانس با چه فرمولی می باشد؟

Fe: فرکانس / = سرعت مکانیکی/ P = تعداد قطب ها

وقتی قطعات ژنراتور به خاطر استفاده های زیاد داغ کند باید چه کرد؟

نیاز به یک سیستم خنک کننده یا تهویه برای تعدیل گرمای تولید شده دارد.

برای راه اندازی ماینر ژنراتور گاز سوز خوب است یا دیزلی؟

ژنراتور گاز سوز بهتر از دیزلی بوده و مزایای زیادی نیز از جمله، کاهش هزینه، خطرات کم و … دارد.

مهم ترین مزیت ژنراتور با ولتاژ بالا چیست؟

راندمان و کارایی بالا همچنین مقرون به صرفه بودن از مهمترین مزیت های آن به شمار می رود.

چرخش سنکرون در ژنراتور سنکرون به چه معناست؟

منظور از چرخش سنکرون، همان چرخش میدان مغناطیسی می باشد که در محیط استاتور به وجود می آید.

اصلی ترین و مهم ترین تفاوت سنکرون و آسنکرون در چیست؟

این دو ژنراتور در تبدیل کردن انرژی ها به هم دیگر متضاد عمل می کنند. یعنی وظیفه آسنکرون تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی و سنکرون تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی است.

0 0 رای ها
امتیازدهی به مقاله
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها