ژنراتور برق چیست و انواع ژنراتور؟
ژنراتور برق دستگاهی است که نیروی الکتریسیته و برق تولید کرده و از قطع فعالیت های روزانه یا اختلال در عملیات کاری پیشگیری می کند. ژنراتورها به شکل های فیزیکی و الکتریکی برای کاربردهای مختلف در دسترس می باشند. انتخاب بهترین ژنراتور برق مورد نیاز کاری پیچیده بوده و نیاز به عملیات محاسباتی دقیق دارد و می بایست توسط کارشناس مربوطه صورت گیرد تا با صرف معقول ترین هزینه، بیشترین کارایی عاید مصرف کننده گردد. در ادامه به ارائه اطلاعات در مورد ژنراتور می پردازیم تا با آشنایی کامل از این محصول بهترین انتخاب را در این زمینه داشته باشید.
ژنراتور چگونه کار می کند؟
ژنراتور برق وسیله ای است که انرژی مکانیکی به دست آمده از منبع بیرونی را به انرژی الکتریکی به عنوان خروجی تبدیل می کند. باید بدانیم که ژنراتور انرژی الکتریکی تولید نمی کند. در عوض، 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. این جریان، شارژ الکتریکی جریان الکتریکی عرضه شده توسط ژنراتور است. مکانیسم ژنراتور را می توان با درک کار پمپ آب فهمید که باعث جریان آب می شود اما واقعا آبی ایجاد نمی کند و فقط آب جریان می یابد.
ژنراتورهای برق از دو قسمت تشکیل شده اند: قسمت متحرک را روتور و قسمت ساکن آن را استاتور می گویند. روتورها نیز از نظر ساختمان دو دسته اند: ماشین های قطب صاف و ماشین های قطب برجسته.
این دستگاه ها به طور قرار دادی بر اساس توان برق بر حسب کیلووات آمپر (KVA یا کاوا) و یا کیلو وات (KW) تقسیم بندی می شوند. در واقع هم موتور باید توان تولید این نیرو را (که بر حسب اسب بخار نیز عنوان می شود) داشته باشد و هم ژنراتور باید بتواند با نیروی محرک هایی که موتور تولید می کند این خروجی را بدهد.
انواع موتور ژنراتور از لحاظ سوخت مصرفی
- موتور ژنراتورهای گازوئیل سوز (Diesel Gensets)
- موتور ژنراتورهای گازسوز (Gas Gensets)
- موتور ژنراتورهای دوگانه سوز (Dual Fuel Gensets)
- اجزاء اصلی ژنراتور
- اجزای اصلی ژنراتور الکتریکی به صورت زیر تقسیم بندی می شود:
اجزای ژنراتور
- موتور
- ژنراتور
- سیستم سوخت
- تنظیم کننده ولتاژ
- سیستم خنک سازی و اگزوز
- سیستم روغنکاری
- شارژ باطری
- پنل کنترل
- چارچوب اصلی
1. موتور
این قسمت حیاتی ترین بخش دیزل ژنراتور است و تمام توان مکانیکی که ژنراتور برای حرکت می خواهد تامین می کند. موتور در دیزل ژنراتور باید بسیار دقیق انتخاب شود. زیرا توان مکانیکی که یک موتور تامین می کند، می تواند توان الکتریکی خروجی ژنراتور را مشخص کند و به این وسیله قدرت الکتریکی برای استفاده از دیزل ژنراتور بدست می آید. در انتخاب موتور دیزل ژنراتور موارد دیگری همانند میزان صدای تولیدی ژنراتور و میزان حجم محفظه سوخت نیز مهم هستند که باید به آن ها توجه نمود.
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 (DC) در حدود 12 تا 24 ولت را تولید می کند، برای راه اندازی موتور استفاده می شود. این منبع تغذیه می تواند خود موتور الکتریکی یا تعداد باتری باشد که این میزان ولتاژ را تامین می کند.
2. ژنراتور
ژنراتور برق قلب تپنده تولید توان الکتریکی دیزل ژنراتور است که انرژی اولیه خود را از موتور گرفته و تولید برق می کند. نوع ژنراتور بر حسب نیاز ما تعیین می شود. برای مثال برای تولید توان بالا نیاز به ژنراتور القایی داریم. ساختمان ژنراتور اعم ازنوع سیم پیچی روتور و استاتور و جریان تحریک آن، تعیین کننده نحوه عملکرد دیزل ژنراتور است.
3. سیستم سوخت
تانک سوخت معمولا ظرفیت کافی برای حفظ کارکرد 6 تا 8 ساعت را بطور متوسط دارد. در مورد واحدهای کوچک موتور ژنراتور، تانک سوخت قسمتی از پایه ژنراتور شده است. برای کاربردهای تجاری، ممکن است لازم باشد تا بطور مستقیم باشد و روی تانک سوخت خارجی نصب شده باشد.
قسمت های معمول سیستم سوخت
ارتباط لوله از مخزن سوخت به موتور
عرضه مستقیم سوخت از تانک به موتور و برگشت مستقیم از موتور به تانک
ارتباط سرریز از تانک سوخت به لوله زهکش
پمپ سوخت
سوخت را از تانک ذخیره اصلی به تانک روز منتقل می کند. پمپ سوخت نوعا بطور الکتریکی کار می کند.
جداکننده آب و سوخت، آب و ماده خارجی را از سوخت مایع برای پشتیبانی از اجزای دیگر ژنراتور در مقابل خوردگی و آلودگی جدا می کند.
انژکتور سوخت، سوخت مایع را اتمیزه کرده و در مورد نیاز سوخت در اتاقک احتراق موتور اسپری می شود.
4. رگولاتور ولتاژ
رگولاتور ولتاژ وظیفه تنظیم ولتاژ خروجی ژنراتور را دارد که این کار با عملکرد اجزایی مانند رگولاتور، سیم پیچی تحریک کننده و روتور یکسو کننده انجام می پذیرد.
5. 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 می شود که به عملکرد دستگاه ضربه می زند. در برخی از دیزل ژنراتورها از مایع و در برخی دیگر از گاز هیدروژن برای خنک سازی استفاده می شود.
6. سیستم روغنکاری
در دیزل ژنراتور اجزای مکانیکی بسیاری وجود دارد که دائما در حال کار و حرکت می باشند. لذا برای کارایی بهتر نیاز است که اجزا روغن کاری شوند. معمولا هر 10 ساعت کار با دیزل ژنراتور، باید سطح روغن آن را کنترل کرد و هر 500 ساعت روغن باید تعویض شود.
7. شارژر باتری
شروع عملکرد ژنراتور باطری محور است. این قسمت علاوه بر شارژ باتری، میزان شارژ را نشان می دهد. توان این شارژ با توان خروجی ژنراتور متناسب است.
8. کنترل پنل
این قسمت وظیفه کنترل الکتریکی کل سیستم را دارد. قسمت هایی 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.
9. چارچوب/شاسی موتور ژنراتور
دیزل ژنراتور قابل حمل یا ثابت می باشد. در حالت کلی تمامی تجهیزات بالا بر روی سکو یا همان شاسی قرار می گیرد.
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 قسمت ها موجود باشد. به همین منظور این سیستم در قسمت خروجی موتور قرار دارد. دیزل ژنراتورها، بسته به نیاز، دارای تجهیزات جانبی هستند که می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- برد کنترل با قابلیت استارت اتوماتیک به هنگام قطع برق شهر
- سیستم پیش گرمکن آب (Jacket Water Heater)
- رادیاتور Tropical (مخصوص مناطق گرمسیری)
- باتری و باتری شارژر اتوماتیک
- ضربه گیرهای الاستیک بین موتور و شاسی و نیز ژنراتور و شاسی
- کانوپی (اتاقک) صداگیر و عایق ضد آب
انواع مولد
برحسب کاربرد، کارخانجات سازنده چهار نوع را پیشنهاد می دهند:
- اضطراری (Standby)
- پایه (Prime)
- دائم (Continuous)
- چندمنظوره
- مولد اضطراری (Standby)
این مولد در حالت قطع برق شهری به صورت خودکار اقدام به تامین برق مشترکین می کند. یک مدل از ژنراتور بصورت استندبای ممکن است لازم باشد تا چند ساعت در ماه عمل کند، اما مدل های دیگری از ژنراتورهای پرایم (Prime) هستند که باید پیوسته کار کنند. زمانی که یک ژنراتور جایگزین راه می افتد، ممکن است با شرایط بخصوص عمل کند، مانند 10% بار اضافه (Over Load).
موارد کاربرد، تامین برق اضطراری بیمارستان، کارخانجات، ادارات و غیره بدون اتصال به شبکه می باشد.
مولد پایه (Prime)
معمولا در اماکنی که موقتا به برق نیاز است، مورد استفاده قرار می گیرد؛ مانند اردوگاه ها، نمایشگاه ها، اکتشاف معادن و کمپ ها. این مولد نباید در کاربردهای ساخت نیروگاه استفاده شود. خروجی با بارهای مختلف در زمان های نامحدود قابل تامین می باشد. این ژنراتورها عموما قادر به تامین پیک تقاضای 100% ظرفیت اولیه ekW بوده و با 10% ظرفیت اضافه بار برای مدت زمان محدود نیز در دسترس می باشند (توان اولیه مطابق با ISO8528 و توان اضافی مطابق با BS5514 ،DIN6271 ،ISO3046 و AS2789).
این دسته بندی (Rating) برای تمامی مدل های ژنراتور قابل استفاده نیست. کاربردهای عمومی آن که فقط ژنراتور مرجع توان بوده و برای ارتباط راه دور با معادن، سایت های ساختمانی، زمین برگزاری نمایشگاه و فستیوال و غیره است.
مولد دائم (Continuous)
مولد دائم برای امور نیروگاهی یا برق سراسری مورد استفاده قرار می گیرد 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. برای انتخاب دسته صحیح با توزیع کننده های مجاز مشورت فرمایید (مطابق با ISO8528 ،BS5514 ،DIN6271 ،ISO3046 ،AS2789)
این رتبه بندی برای تمامی مدل های ژنراتورها قابل استفاده نمی باشد. کاربردهای عمومی برای ژنراتورهایی که بار یکسان پیوسته را تامین می کنند یا به صورت موازی با فیدر توان اصلی و دائم شبکه برای ماکزیمم سطح مجاز 8760 ساعت در سال. همچنین ممکن است برای پشتیبانی / پیک شبکه (حتی از طریق اعمال برای 200 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 (Coupling) گویند.
شرکت مهندسی برق روان پاسارگاد بهترین شرکت مهندسی برق اصفهان
جهت ارتباط و تماس با شرکت به بخش تماس با ما سایت مراجعه نمایید.
بیشتر بخوانید :
ژنراتور گازی چیست و چگونه کار می‌کند ؟