مقالات

ژنراتور برق و انواع آن

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 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

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 کیلووات 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 موتور 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 اصلی ژنراتور

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

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.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

17 − هفت =