ژنراتور برق چیست؟

24 فروردین ژنراتور برق چیست؟

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. ژنراتور ها به شکل های فیزیکی و الکتریکی برای کاربرد های مختلف در دسترس می باشند. انتخاب بهترین ژنراتور برق اضطراری خانگی و صنعتی 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.

انواع ژنراتور

انواع موتور ژنراتور از لحاظ سوخت مصرفی

• موتورژنراتور دیزلی (Diesel Gensets)
• موتورژنراتور گازسوز (Gas Gensets)
• موتور ژنراتورهای دوگانه سوز (Dual Fuel Gensets)

همچنین این محصولات از لحاظ ساختاری در دو نوع کانوپی دار (سایلنت) و بدون کانوپی نیز عرضه می گردند.

ژنراتور چگونه کار می کند؟ یا طرز کار ژنراتور

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.

برق تولید شده توسط ژنراتور ها یا برق خروجی ژنراتور ها می تواند به صورت سه فاز و تک فاز باشد. برق تکفاز در مصارف کوچک به عنوان مثال خانگی مورد استفاده قرار می گیرد و نوع سه فاز که با نام ژنراتور سه فاز نیز شناخته می شود در مصارف کوچک، نیمه صنعتی، صنعتی و نیروگاهی مورد استفاده قرار می گیرد.

ژنراتور ها در دو نوع زغالی و اکسایتری تولید می شوند که امروز بیشتر مشتریان تمایل به استفاده از ژنراتور های اکسایتری یا همان غیر زغالی را دارند که آن هم به این دلیل است که در ژنراتورهای زغالی به دلیل تعویض دائم زغال مشتریان اقبال کمتری به آن دارند، در صورتی که در ژنراتور های اکسایتری یا براشلس زغال وجود ندارد و به واسطه القای ولتاژ تحریک می شوند 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.

ژنراتور ها در واقع در سه نوع دی سی، سنکرون و آسنکرون موجود می باشند که در ژنراتور های سنکرون سرعت میدان مغناطیسی بوجود آمده با سرعت روتور برابر است حتی در زیر بار که بیشتر برای تولید ژنراتور های سه فاز مورد استفاده قرار می گیرد در صورتی که در ژنراتور های آسنکرون سرعت میدان مغناطیسی بوجود آمده با سرعت گردش رتور برابر نیست در ساخت الکتروموتور ها این چنین است.

ژنراتور های برق از دو قسمت تشکیل شده اند: قسمت متحرک را روتور و قسمت ساکن آن را استاتور می گویند. روتور ها نیز از نظر ساختمان دو دسته اند: ماشین های قطب صاف و ماشین های قطب برجسته.

این دستگاه ها به طور قراردادی بر اساس توان برق بر حسب کیلووات آمپر (KVA یا کاوا) و یا کیلووات (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 ژنراتور نیرو گاهی

ژنراتور های نیروگاهی که در انواع مختلف با سوخت های متفاوت عرضه می شوند را می توان به شکل های زیر دسته بندی نمود.

• ژنراتور های سه فاز نیروگاه آبی
• ژنراتور های سه فاز نیروگاه بادی
• ژنراتو رهای سه فاز نیروگاه سوخت فسیلی (گازی یا گازوئیلی)

ژنراتور های نیروگاهی که در واقع به صورت ژنراتور های سه فاز می باشند از لحاظ ساختاری و فنی متغییر با ژنراتور های معمول مورد استفاده در صنعت، کارگاه ها و مجتمع ها می باشند. ژنراتورهای نیروگاهی با سوخت فسیلی رایج تر نسبت به دو نوع دیگر هستند و برای نوع سه فاز بیشتر به صورت گازی ارائه می شوند.

ژنراتورهای نیروگاهی معمولا ۱۰۰۰ یا ۷۰۰ دور می باشند که از لحاظ تعداد دور نسبت به ژنراتور های معمول در صنعت کمتر هستند که همین امر باعث شده تا ابعاد و اندازه بزرگ تری نسبت به ژنراتور هایی با تعداد دور ۱۵۰۰ داشته باشند. ژنراتور های نیروگاهی دائم کار هستند و فاصله تعمیر و نگه داری و همچنین بازدید دوره ای طولانی تری نسبت به ژنراتور های معمول دارند همین ویژگی ها موجب شده تا ژنراتور های نیروگاهی به صورت سفارشی تولید و وارد شوند.

ژنراتور ۲۲۰ ولت

ژنراتور های ۲۲۰ ولت به ژنراتور هایی اتلاق می شوند که به صورت تکفاز با برق ۲۲۰ ولت شهری مقایسه می شوند به طور کلی موتور برق هایی با توان کوچک از ۱ کیلووات تا نهایتا ۱۵ کیلووات که با سوخت هایی نظیر بنزین، گازوئیل یا گازی شهری و مایع کار می کنند موجود می باشند که به صورت ۲۲۰ ولت برق شهری خروجی جریان می دهند

این موتور برق ها معمولا مجهز به ای وی آر هستند که وظیفه آن تنظیم ولتاژ خروجی می باشد که اصطلاحا به آن تثبیت کننده ولتاژ یا رگولاتور ولتاژ می گویند.

اجزای ژنراتور

اجزای اصلی ژنراتور الکتریکی به صورت زیر تقسیم بندی می شود:

1. موتور
2. ژنراتور
3. سیستم سوخت
4. تنظیم کننده ولتاژ
5. سیستم خنک سازی و اگزوز
6. سیستم روغنکاری
7. شارژ باطری
8. پنل کنترل
9. چارچوب اصلی
10. 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 آنها توجه نمود.

موتور های 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 ۱۲ تا ۲۴ 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 ۶ تا ۸ ساعت را بطور متوسط دارد. در مورد واحد های کوچک موتور ژنراتور، تانک سوخت قسمتی از پایه ژنراتور شده است. برای کاربرد های 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 ژنراتور ها 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 ژنراتور ها 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 ۱۰ ساعت کار با دیزل ژنراتور، باید سطح روغن آن را کنترل کرد و هر ۵۰۰ 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 پارامتر های دخیل در ژنراتور است که شامل ولتاژ، جریان و فرکانس است.
• کنترل موتور، در قسمت کنترل موتور باید پارامتر های 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 ژنراتور ها 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 ژنراتور ها 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 ژنراتور ها، 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 گیر های الاستیک بین موتور و شاسی و نیز ژنراتور و شاسی
• کانوپی (اتاقک) صداگیر و عایق ضد آب

دینام مولد برق

وظیفه دینام مولد برق تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی است و جریان به وجود آمده که جریانی مستقیم است را به باتری می رساند. این دینام می تواند باتری خودرو یا ژنراتور باشد در واقع برق اولیه مورد نیاز در راه اندازی ژنراتور ها و خودرو ها را دینام بر عهده دارد.

این نکته لازم به ذکر است که در خودرو های جدید به جای استفاده از دینام از الترناتور استفاده می شود و دلیل آن هم این است که دینام های قدیمی برای خودرو ها در دور پایین مشکل ساز می شدند و توانایی لازم برای شارژ خودرو را نداشت از این رو در خودرو های جدید به جای دینام از آلترناتور استفاده می شود.