آموزشی: دیزل ژنراتور و اجزای آن

[h.l.a]

دیزل ژنراتور دستگاهی است که انرژی مکانیکی به دست آمده از یک منبع خارجی را به انرژی الکتریکی قابل استفاده ، تبدیل می نماید . دیزل ژنراتور جهت تامین جریان الکتریکی است ، که در هنگام قطع برق و جلوگیری از انقطاع از فعالیت های روزانه و یا اخلال در فعالیت های کسب و کار مورد استفاده قرار می گیرد .


دیزل ژنراتور در پیکربندی های مختلف الکتریکی و فیزیکی برای استفاده در زمینه های مختلف قابل استفاده می باشد. در این مطلب ما نحوه کارکرد یک دیزل ژنراتور ، اجزای اصلی یک دیزل ژنراتور و عمل یک دیزل ژنراتور به عنوان یک منبع ثانویه انرژی الکتریکی در زمینه های مسکونی و صنعتی بررسی می کنیم .


اجزای اصلی یک دیزل ژنراتور :

اجزای اصلی یک دیزل ژنراتور را می توان به صورت شکل زیر تقسیم بندی کرد:


دیزل ژنراتور
(1) موتور ژنراتور
(2) دینام ( ژنراتور )
(3) سیستم های سوخت (تانک دیزل ژنراتور)
(4) رگولاتور ولتاژ
(5) سیستم های خنک کننده و اگزوز
(6) سیستم های روانکاری
(7) شارژر باتری
(8) کنترل پنل
(9) مجمع اصلی / قاب (شاسی دیزل ژنراتور)


شرح اجزای اصلی یک دیزل ژنراتور در زیر آورده شده است:


(1) موتور ژنراتور


موتور ژنراتور منبع انرژی مکانیکی ورودی به دیزل ژنراتور می باشد.
اندازه قدرت موتور دیزلی به طور مستقیم متناسب با حداکثر توان خروجی ژنراتور ( دیزل ژنراتور ) می تواند کوپله شود.
عوامل متعددی وجود دارد که می بایست در ذهن داشته باشیم تا یک موتور دیزلی خوب را برای دیزل ژنراتور خود انتخاب نماییم.


از جمله تولید کننده موتور دیزل ژنراتور ، نوع و نحوه کار موتور دیزل ژنراتور و نهایتا نحوه نگهداری از موتور دیزلی بر روی دیزل ژنراتور را اشاره نمود.


ما دراین مطلب به 2 نکته اساسی درانتخاب یک موتور دیزلی برای استفاده در دیزل ژنراتور اشاره می نماییم.


A. نوع سوخت مورد استفاده دیزل ژنراتور


B. نوع سوپاپ های موتور دیزل ژنراتور


موتور دیزل ژنراتور با سرسوپاپ واقع در سر سیلندر (Overhead Valve - OHV)


موتور دیزل ژنراتور با سرسوپاپ واقع در بدنه موتور دیزل (Overhead Valve none -non-OHV)


در موتور دیزل ژنراتور با سرسوپاپ واقع در سر سیلندر از امتیازاتی نسبت به سایر انواع موتور ها دارا می باشد :


با این حال ، موتور دیزل ژنراتور OHV نیز گران تر از موتورهای دیگر است.


در حالت کلی از 2 حالت سوپاپ در موتور دیزل ژنراتور ها استفاده می شود


طراحی جمع و جور
عملیات مکانیزم ساده
دوام و کیفیت بالاتر
کاربر پسند در عملیات
سر و صدای کم در طول عملیات
سطح انتشار پایین




(2) دینام ( ژنراتور)


ژنراتور یا همان دینام ( همچنین به عنوان "genhead" شناخته می شود) بخشی از دیزل ژنراتور است که خروجی برق حاصل از ورودی مکانیکی عرضه شده توسط موتور دیزل ژنراتور را حاصل می نماید .
ژنراتور شامل مجموعه ای از قطعات ثابت و متحرک است که در محفظه روکشی قرار گرفته است . این قطعات با یکدیگر به صورت اتوماتیک در ارتباط می باشند که منجر به حرکت نسبی بین میدان های مغناطیسی و الکتریکی می شوند ، که به نوبه خود تولید برق می گردد.
اجزای ژنراتور عبارت است از :


(الف) استاتور -- این جزء ثابت ژنراتور در دیزل ژنراتور است. شامل مجموعه ای از هادی الکتریکی در سیم پیچ روی یک هسته ای آهنی.
(ب) روتر -- این جزء در حال حرکت است که تولید یک میدان مغناطیسی دوار حاصل می نماید که یکی از سه نوع زیر است :
1. با القاء : این روش به عنوان alternators بدون جاروبک شناخته شده هستند و معمولا در ژنراتور ها ی بزرگ استفاده می شود.
2. توسط آهنرباهای دائمی -- این جزء مشترک در واحدهای ژنراتور کوچک است.
3. با استفاده از محرک -- محرک کوچک از یک منبع جریان مستقیم (DC) .
روتور تولید یک میدان مغناطیسی در حال حرکت بر روی استاتور انجام می دهد، که موجب اختلاف ولتاژ بین سیم پیچ های استاتور می شود . این عمل منجر به تولید جریان متناوب (AC) در خروجی دیزل ژنراتور می گردد.
موارد زیر عواملی هستند که می بایست در انتخاب یک ژنراتور برای دبزل ژنراتور به یاد داشته باشید :


1. محفظه فلزی در مقابل محفظه پلاستیکی -- طرح تمام فلزی تضمین دوام ژنراتو.ر است . بدنه پلاستیکی ژنراتور در معرض قطعات متحرک دینام می باشد که با گذشت زمان و باعث افزایش ساییدگی و پارگی می شود. این موضوع بسیار خطرناک است.
2. طراحی بدون جاروبک -- دینام که جاروبک استفاده می کند، نیاز به نگهداری کمتر و همچنین تولید برق بهتری نیز دارد


(3) سیستم سوخت دیزل ژنراتور


مخزن سوخت معمولا دارای ظرفیت کافی برای روشن نگه داشتن دیزل ژنراتور برای 6 تا 8 ساعت به طور متوسط است. در مورددیزل ژنراتور کوچک ، مخزن سوخت ، بخشی از پایه شاسی دیزل ژنراتور است یا در بالای قاب دیزل ژنراتور نصب شده است. برای استفاده از دیزل ژنراتور در زمینه تجاری، ممکن است به احداث و نصب یک مخزن سوخت خارجی در کنار دیزل ژنراتور منجر گرد.


ویژگی های مشترک از سیستم سوخت دیزل ژنراتور شامل موارد زیر است :


اتصال به لوله از مخزن سوخت به موتور دیزل ژنراتور -- خط عرضه هدایت سوخت از مخزن به موتور و خط بازگشت هدایت سوخت از موتور به مخزن.
لوله تهویه برای مخزن سوخت -- مخزن سوخت دارای لوله تهویه است که در هنگام پر کردن مجدد و زه کشی از تانکر برای جلوگیری از فشار یا خلاء می باشد .
اتصال سرریز از مخزن سوخت به لوله تخلیه
پمپ سوخت --جهت نقل و انتقال سوخت از مخزن اصلی به مخزن فعلی به کار برده می شود .پمپ سوخت به طور معمول الکتریکی اداره می شود.
جداساز سوخت / صافی بنزین -- این ***** سوخت مایع برای حفاظت از اجزای دیگر دیزل ژنراتور از خوردگی و آلودگی است.
تزریق کننده سوخت -- این بخش تنظیم کننده سوخت مایع و مقدار اسپری مورد نیاز به محفظه احتراق موتور می باشد .
هشدار : هنگام پر کردن مخزن سوخت ، از تماس بین نازل و مخزن سوخت اطمینان حاصل نمایید که مانع از جرقه شود.
(4) رگولاتور ولتاژ


همانطور که از نام این بخش پیداست، جهت تنظیم ولتاژ خروجی دیزل ژنراتور است. مکانیسم زیر برای هر یک از مولفه ها نقش موثری در روند تنظیم ولتاژ را دارا می باشد.


(1) رگولاتور ولتاژ : تبدیل ولتاژ AC به جریان DC -- تنظیم کننده ولتاژ جهت اینکه یک بخش کوچک از خروجی ژنراتور ولتاژ AC و تبدیل آن را به جریان DC تبدیل نماید .
(2) سیم پیچ تحریک (Exciter Windings) : تبدیل جریان DC به AC کنونی -- سیم پیچ تحریک در حال حاضر عملکرد شبیه به سیم پیچ های استاتور اولیه و کوچک، در تولید جریان AC نقش دارد .سیم پیچ تحریک به واحدهای شناخته شده به یکسو کننده دوار متصل شده است.
(3) دوار یکسو کننده ها : تبدیل کنونی به جریان AC به DC -- جریان AC تولید شده توسط سیم پیچ های تحریک و تبدیل آن به جریان DC را اصلاح می نماید . این جریان DC تغذیه روتور / آرماتور گشته که به ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوارد بر روتور / آرماتور می گردد .
(4) روتور / آرماتور : تبدیل جریان DC به ولتاژ AC -- روتور / آرماتور در حال حاضر باعث افزایش ولتاژ AC در سراسر سیم پیچ های استاتور ژنراتور می شود که در حال حاضر به عنوان یک افزایش دهنده ولتاژ خروجی AC می باشد.




(5) سیستم های خنک کننده و اگزوز


( الف) سیستم خنک کننده


استفاده مداوم از دیزل ژنراتور باعث می شود اجزای مختلف آن داغ شود. ضروری است که خنک کننده و سیستم تهویه ، گرمای حاصل دیزل ژنراتور را به خارج هدایت نماید .
آب گاهی اوقات به عنوان مایع خنک کننده برای دیزل ژنراتور استفاده می شود ، اما این عمدتا محدود به شرایط خاص است مانند دیزل ژنراتور های کوچک در کاربرد های کم ظرفیت و یا واحد بسیار بزرگ بیش از 2250 کیلو وات و بالاتر. گاهی اوقات از هیدروژن به عنوان خنک کننده سیم پیچ های استاتور برای دیزل ژنراتور های بزرگتر استفاده می شود . هیدروژن در جذب گرما بهتر از سایر ماده های سرد کننده عمل می نماید.
بررسی سطح مایع خنک کننده برای دیزل ژنراتور به صورت روزانه ضروری است.سیستم خنک کننده و پمپ آب باید بعد از هر 600 ساعت و ***** هوایی باید پس هر 2400 ساعت کار دیزل ژنراتور تمیز گردد. دیزل ژنراتور باید در یک فضای باز و دارای تهویه نگهداری شود. فضای استاندارد حداقل 3 فوت از همه طرف دیزل ژنراتور با در نظر گرفتن جریان آزاد هوا.


(ب) سیستم اگزوز


دود اگزوز ساطع شده از یک دیزل ژنراتور حاوی مواد بسیار سمی است و باید به درستی مدیریت شود. از این رو، ضروری است که نصب یک سیستم اگزوز کافی برای گازهای خروجی از اگزوز ترتیب داد .
لوله های اگزوز معمولا از چدن، آهن نرم بدست می آوردند، و یا فولاد ساخته شده است. لوله های اگزوز معمولا به موتور دیزل با یک اتصال دهنده انعطاف پذیر وصل گشته و انتها اگزوز دیزل ژنراتور در خارج از منزل امتداد می یابد . شما باید اطمینان داشته باشید که سیستم اگزوز دیزل ژنراتور خود را به تجهیزات دیگر متصل نیست.





(6) سیستم های روانکاری دیزل ژنراتور


دیزل ژنراتور شامل بسیار زیادی از قطعات متحرک است ، جهت افزایش طول عمر قطعات و اطمینان از عمل صحیح دیزل زنراتور از سیستم روانکاو مراقبت نمود. باید سطح روغن در مخزن روانکاو هر 8 ساعت از کار دیزل ژنراتور چک شود. شما همچنین باید مراقب هر نشتی از روان کننده ها باشید و همچنین تعویض روغن هر 500 ساعت عملیات دیزل ژنراتور می باشد .





(7) شارژر باتری


شارژ باتری توسط دیزل ژنراتور می بایست با دقت بسیار بالا و متناسب با ولتاژ آن صورت پذیرد. اگر عقربه ولتاژ بسیار پایین است ، باتری ها تحت شارژ می باشند . اگر عقربه ولتاژ شناور بسیار زیاد باشد ، عمر باتری را کوتاه میکند. شارژرهای باتری معمولا از فولاد ضد زنگ جهت جلوگیری از خوردگی ساخته شده است.ولتاژ DC خروجی شارژر باتری در 2.33 ولت برای هر سلول است ، که ولتاژ سنج دقیق برای باتری های اسید سرب است . شارژر باتری جدا DC با ولتاژ خروجی دیزل ژنراتور در ارتباط است.





(8) کنترل پنل دیزل ژتراتور


این رابط کاربری دیزل ژنراتور است و شامل ابزار های مدیریت و کنترل از جمله پریز برق و کنترل ولتاژ است. تولید کنندگان مختلف دیزل ژنراتور پانل کنترل های متنوع برای کنترل آسان دیزل ژنراتور تولید می کنند که برخی از این موارد در زیر ذکر شده است.





(الف) تنظیمات روشن و خاموش دیزل ژنراتور -- پانل های کنترل خودکار شروع به طور خودکار دیزل ژنراتور را در هنگام قطع برق فعال می سازد.
(ب) موتور سنج -- ابزار های اندازه گیری پارامتر های موتور دیزلی را نشان می دهد. پارامترهای مهم از قبیل فشار روغن، درجه حرارت مایع خنک کننده، ولتاژ باتری، سرعت چرخش موتور دیزل، و مدت زمان روشن بودن . اندازه گیری ثابت و نظارت بر این پارامترها به شما این امکان را می دهد هنگام عبور از سطح استاندار دیزل ژنراتور خاموش شود.
(ج) ژنراتور سنج -- همچنین دارای کنترل پنل ژنراتور برای اندازه گیری جریان خروجی و ولتاژ و فرکانس دیزل ژنراتور.
(د) کنترل های دیگر -- فاز سوئیچ انتخابگر، سوئیچ فرکانس و کنترل موتور سوئیچ ( حالت خودکار) .
(9) شاسی دیزل ژنراتور


دیزل ژنراتور ، قابل حمل یا ثابت می باشد ، در حالت کلی تمامی تجهیزات بالا بر روی سکو یا همان شاسی قرار می گیرد .