طرز کار ژنراتور چگونه است؟

ما در‌این مقاله ‌‌می‌‌‌خواهیم شما رو با ژنراتور و اجزای اون و سپس با طرز کار ژنراتور آشنا کنیم. بحث مفصله، یک لیوان آب نوش‌ جان کنید و سپس در ادامه مقاله همراه ما باشید.

اصلا ژنراتور چیه؟

 به عبارت ساده؛ ژنراتورها وسیله‌ای برای تا‌‌مین‌‌ برق هستند. ماشینی که انرژی الکتریکی رو به انرژی مکانیکی تبدیل کند، موتور و دستگاهی که انرژی مکانیکی رو به الکتریکی تبدیل کند ژنراتور یا در اصطلاح، آلترناتور یا دینام نام دارد. این دستگاه‌ها وسیله‌ای مفید هستند که از قطع برق در فعالیت‌های روزانه یا اختلال در کار جلوگیری می‌کنند. در واقع دیزل ژنراتور برق تولید نمی‌‌‌کند؛ بلکه با استفاده از انرژی مکانیکی بدست‌آمده از منبع و با ‌ایجاد حرکت و تولید بار در سیم‌پیچ‌ها، برق و انرژی الکتریکی رو به عنوان خروجی توزیع می‌کند. اگر بخواهیم با مثال توضیح بدهیم، مکانیزم آن مثل پمپ آب است. پمپ آب باعث جریان آب ‌‌می‌‌شود ولی خودش آبی تولید نمی‌‌کند. آنها از تا‌‌مین برق اضطراری در حد کوتاه تا ‌تامین برق سالن‌ها یا کشتی و قطار را انجام ‌‌می‌‌دهند.

ساخت اولین ژنراتور به انتهای قرن 19 باز‌‌می‌‌گردد. در راستای احداث اولین خط بلند انتقال سه فاز، از لافن به آلمان، یک هیدروژنراتور 210 کیلووات در کانون ‌این اتفاق قرار گرفته ‌بود. ژنراتورها در سه نوع کلی “DC”، سنکرون”AC” و آسنکرون (القایی) وجود دارند اما به صورت گسترده امروزه از نوع سنکرون استفاده ‌‌می‌‌شود.

اجزای تشکیل دهنده؛

اجزای اصلی ژنراتور به شرح زیر است:

موتور :

انرژی مکانیکی رو جهت چرخش و حرکت ژنراتور ‌تامین ‌‌می‌‌کند. برای تهیه موتور به تولیدکننده ، نوع و نحوه کار موتور دقت کنید.

دینام :

انرژی مکانیکی رو به انرژی الکتریکی تبدیل ‌‌می‌‌کند. دینام مجموعه‌ای از قطعات ثابت و متحرکه که در یک محفظه روکش‌دار قرار گرفته‌اند. در انتخاب ژنراتور دقت کنید محفظه فلزی دوام بیشتری دارد.

روتور “Rotor” :

روتور یک جزء در حال حرکت است. با تحریک روتور یک ‌‌میدان مغناطیسی دوار در اطراف آن ‌ایجاد ‌‌می‌‌شود. روتور به برق DC متصل شده و در استاتور به دلیل القا، ولتاژ سه فاز “AC” بوجود می‌آورد.

روتور سه نوع دارد: القایی، توسط آهنرباهای دائمی، با استفاده از محرک. به سیم پیچی روتور، سیم پیچی تحریک و به جریان عبوری آن، جریان تحریک ‌‌می‌‌گویند.

استاتور "Stator" :

استاتور به صورت استوانه ساخته شده است و در سطح داخلی آن شیارهایی وجود دارد که سیم پیچی‌های سه‌فاز استاتور داخل آن قرار ‌‌می‌‌گیرند. استاتور یک جزء ثابت است. برای ‌ایجاد ولتاژ بالاتر در داخل سیم پیچی‌های استاتور، باید ‌‌میدان قوی‌تری اطراف روتور ‌ایجاد کرد که ‌اینکار با افزایش جریان روتور امکان‌پذیر است.

سیستم سوخت (تانک دیزل) :

سیستم سوخت معمولا ظرفیت حفظ کارکرد 6 تا 8 ساعت رو دارد. قسمت‌های رایج یک سیستم سوخت به شرح زیر است:

ارتباط لوله از مخزن سوخت به موتور، ارسال سوخت از تانک به موتور و برگشت مستقیم از موتور به تانک

ارتباط سر ریز از تانک به لوله تخلیه

پمپ سوخت

جداکننده سوخت (صافی بنزین)

انژکتور سوخت

تنظیم کننده ولتاژ (رگولاتور ولتاژ) :

‌این قسمت، ولتاژ خروجی موتور را تنظیم ‌‌می‌‌کند. زمانی که شما باری به دینام وارد ‌‌می‌‌کنید، ولتاژ خروجی مقداری کاهش می‌یابد. تنظیم‌کننده ولتاژ وارد عمل شده و سیکل تنظیم را شروع ‌‌می‌‌کند تا زمانی‌که خروجی ژنراتور تا ظرفیت کامل عملکرد افزایش یابد.

سیستم خنک کننده و اگزوز :

قطعات و اجزای ژنراتور در استفاده‌های مکرر داغ ‌‌می‌‌شوند، به همین دلیل نیاز است که سیستم خنک‌کننده یا تهویه‌ای در‌ این بین برای تعدیل گرمای تولیدشده وجود داشته‌ باشد. آب به عنوان یک خنک‌کننده برای دستگاه‌های کوچک یا واحدهای بسیار بزرگ شهری تا 2250 کیلووات استفاده ‌‌می‌‌شود.

از هیدروژن هم به‌عنوان خنک‌کننده برای سیم‌پیچ استاتور واحدهای بزرگ استفاده ‌‌می‌‌شود. هیدروژن بسیار موثرتر در جذب گرما نسبت به سایر خنک‌کننده‌ها است. ژنراتورهای بسیار عظیم و کارخانه‌ها معمولا برج‌های خنک‌کننده بزرگی در کنار خودشان دارند. سطوح خنک‌کنندگی بهتر است روزانه بررسی شوند.

سیستم سردکننده و پمپ آب، باید بعد از هر 600 ساعت و فیلتر هوایی باید بعد از هر 2400 ساعت کار دستگاه تمیز شوند.

دود اگزوز دارای موارد شیمیایی سمی است بنابراین لازم است که سیستم اگزوز مناسبی وصل شود تا گازهای اگزوز را مدیریت کند. لوله‌های اگزوز معمولا از جنس چدن یا آهن نرم هستند. این لوله‌ها باید از طریق در یا پنجره از ساختمان خارج شوند.

سیستم روغن‌کاری :

ژنراتور قطعات متحرک زیادی دارد، بنابراین نیاز است روغنکاری برای بهبود عملیات، افزایش طول عمر و کارکرد درست دستگاه استفاده شود. باید سطح روغنکاری هر 8 ساعت در کار بررسی شود.

شارژر باطری :

روش کار ژنراتور به زبان ساده ، باطری محور است. معمولا شارژر باطری از فولاد ضدزنگ برای جلوگیری از سوختگی ساخته ‌‌می‌‌شود. اگر ولتاژ شناور خیلی بالا باشد، عمر باطری کوتاه ‌‌می‌‌شود.

کنترل پنل :

کنترل پنل یک رابط کاربری است که شامل ابزارهای مدیریت مثل پریز برق و کنترل ولتاژ است.

چهارچوب اصلی (قاب) :

ژنراتور قابل حمل یا ثابت ‌‌می‌‌باشد. تما‌‌می ‌‌‌این تجهیزات روی سکو یا چهارچوب قرار ‌‌می‌‌گیرند.

طرز کار ژنراتور برق چگونه است؟

هرکسی که از ژنراتور استفاده ‌‌می‌‌کند باید در مورد طرز کار ژنراتور ساده و ‌ایمنی آن اطلاع داشته باشد.

طرز کار ژنراتور سنکرون “AC”، این است که بر اساس القای الکترومغناطیسی عمل ‌‌می‌‌کند. موتور دیزلی و ژنراتور، دو بخش اصلی آن هستند. موتور سوخت، دیزل را برای ‌ایجاد حرکت ژنراتور ‌‌می‌‌سوزاند و بعد از آن، ژنراتور حرکت را توسط نیروی الکترومغناطیس به جریان الکتریکی تبدیل ‌‌می‌‌کند. ‌این دو بخش توسط میل‌لنگ به هم وصل هستند و ازین‌رو حرکت تولیدشده توسط موتور به آهنربای ژنراتور منتقل ‌‌می‌‌شود. موتور دیزلی با یک احتراق کوچک روشن ‌‌می‌‌شود.

در موتور، دریچه‌ای قرارداده شده که سوخت و سرعت موتور دیزلی رو کنترل ‌‌می‌‌کند. همزمان با چرخش ‌‌میل‌لنگ توسط موتور دیزلی، محور اصلی ژنراتور در درون محفظه آلترناتور ‌‌می‌‌چرخد و باعث چرخش آهنربا درون سیم‌پیچ ‌‌می‌‌شود. سپس با استفاده از القای الکتریکی، الکتریسیته تولید ‌‌می‌کند‌. کلید گاورنر (هدایت‌گر)، به موتور اجازه ‌‌می‌‌دهد در صورت افزایش مصرف برق با بالابردن سرعت، الکتریسیته مورد نیاز رو ‌تامین کند تا مصرف‌کنندگان دچار اختلال نشوند.

ژنراتورهای القایی یا آسنکرون، به‌دلیل اینکه نیاز به تغییرات ندارند و نسبتا ساده هستند، معمولا در توربین‌های باد، سازه‌های آبی میکرو، سیستم‌های بازیابی گرما یا کاهش فشار گاز بالا استفاده می‌شوند. طرز کار ژنراتور القایی اینگونه است که نیاز به یک منبع خارجی برای تولید نیروی مغناطیسی دارد. منبع خارجی می‌تواند از شبکه الکتریکی یا خود دستگاه تامین شود. گرداننده خارجی، روتور موتور القایی رو با سرعت بالایی بیشتر از سرعت سنکرون به حرکت در می‌آورد که در این حالت لغزش ماشین منفی شده و موتور القایی به عنوان ژنراتور عمل می‌کند. موتور القایی باید برای تامین انرژی، همواره به یک سیستم قدرت متصل باشد و توانایی بلک استارت در یک سیستم بدون توان رو ندارد.

نکات ایمنی

 دیزل ژنراتورها ‌‌می‌‌توانند ساعت‌های طولانی کار کنند، ازین‌رو نیاز به نگهداری و مراقبت دارند. موتور دیزلی که با گازوییل کار کند، از تزریق مستقیم سوخت استفاده ‌‌می‌‌کند و نگرانی بابت آتش‌سوزی مستقیم وجود ندارد. ذخیره سازی سوخت، کاری نسبتا ساده اما خطرناک است چراکه کمترین درجه آتش‌گیری رو دارد. عمر گازوییل از بقیه سوخت‌ها بیشتر و در تما‌‌می‌‌ پمپ بنزین‌ها در دسترس است. ژنراتورهایی که نکات ‌ایمنی در مورد آنها رعایت شود به راحتی تا مدت 3 سال کار ‌‌می‌‌کنند. برای افزایش طول عمر دستگاه باید فشار کنترل شود چراکه فشار بالا دینام را از کار ‌‌می‌‌اندازد.