ژنراتور

ژنراتور برق چیست؟

با کمک ژنراتور برق و نیروی الکتریسیته برقرار می شود. ژنراتور از اختلال و یا قطع در عملیات روزانه جلوگیری کرده و جهت کاربردهای مختلف فیزیکی و الکتریکی به شکل های مختلف مورد توجه و استفاده می باشند.

ژنراتورها منبع ثانویه نیروی الکتریکی می باشند و در کاربردهای صنعتی و مسکونی مورد استفاده قرار می گیرند. ژنراتورها انرژی مکانیکی حاصل از منبع بیرونی را به عنوان خروجی به انرژی الکتریکی تبدیل می نمایند. در واقع ژنراتورها سبب خلق انرژی الکتریکی نمی شوند و توسط انرژی مکانیکی به وجود آمده با ایجلاد نمودن حرکت و بار الکتریکی که در سیم سیم پیچ های موجود در مدار الکتریکی تولید می کنند، سبب تولید برق در خروجی سیستم می گردند، این جریان به وجود آمده شارژ الکتریکی، جریان الکتریکی عرضه شده به وسیله ژنراتور می باشد. برای درک کامل مکانیسم موجود در ژنراتور، درک کار پمپ آب کافی می باشد که سبب جریان آب می گردد. ولی آب تولید نمی شود و تنها سبب جریان آب می شود. کار ژنراتورها در مبنای القای الکترومغناطیس می باشد. بالا بودن جریان بار الکتریکی قادر است به وسیله حرکت رسانای الکتریکی همچون سیمی که دارای بار الکتریکی در میدان مغناطیسی می باشد القا گردد. این عمل سبب ایجاد تفاوت ولتاژی در رسانای الکتریکی یا بین دو انتهای سیم می شود و سبب جریان بار الکتریکی می شود.

اجزاء ژنراتور

• موتور
• سیستم روغن کاری
• آلترناتور (دستگاهی که سبب تولید برق متناوب می شود.)
• تنظیم کننده ولتاژ
• اگزوز و سیستم سرد سازی
• سیستم سوخت
• چارچوب اصلی
• پنل کنترل
• شارژ باطری

موتور

ژنراتورها منبع ورود انرژی مکانیکی به موتور می باشند. متناسب با حداکثر توان خروجی اندازه موتور تعیین می گردد. سوخت موجود در ژنراتورها عبارتند از: گاز طبیعی، پروپان (گاز و یا در حالت مایع شده)، گازوئیل ودیزل. بطور معمول موتورهای کوچک توسط گازوئیل فعالیت می کنند و موتورهای بزرگ با سوخت هایی از قبیل: گاز طبیعی، دیزل، پروپان مایع و گاز پروپان فعالیت می نمایند. البته موتورهای اصلی دوگانه سوز نیز هستند و با گاز و دیزل فعالیت می نمایند. موتورهای OHV متمایز بودن خود را از سایر موتورها نشان داده اند. در سر سیلندر موتور، والو ورودی و خروجی قرار دارد که در مقابل بلوک موتوری که سوار شده، موتورهای با والو بالا سری نسبت به موتوئرهای دیگر دارای چندین مزیت می باشند، این مزیت ها عبارتند از:

1. دود کمی منتشر می کنند.
2. آسانی کار در عملیات هایی که دارند.
3. دارای دوام پذیری بالایی هستند.
4. مکانیسم موجود در کار آنها بسیار ساده است.
5. دارای طراحی جمع و جوری می باشند.

قالب آهن یا همان آستر (CIS)- CIS که در سیلندر موتور وجود دارد سبب کاهش پارگی و ساییدگی می شود و دوام موتور را بالا می برد. بیشتر موتورهایOHV مجهز به CIS می باشند ولی بررسی آن در موتور ژنراتور ضروری می باشد. به طور کلی نقش بزرگی در بالا بردن دوام موتور دارد به خصوص اگر ژنراتور در زمان بسیار طولانی مورد استفاده قرار گیرد.

سیستم روغن کاری

در ژنراتورها قطعلتا محرکی وجود دارد که لازم است جهت بالا بردن دوام و نرم شدن این قطعات حتما روغن کاری شوند. بطور کلی می بایست پس ازهر 8 ساعت کارکرد ژنراتور، سطح روغن کاری روغن بررسی گردد.

آلترناتور (دستگاهی که سبب تولید برق متناوب می شود.)

آلترناتور (genhead) بخشی از ژنراتور می باشد که سبب تولید خروجی الکتریکی از ورودی مکانیکی عرضه شده می شود که قطعات ثابت و متحرک روکشی شده را شامل می گردد. با فعالیت اجزا در کنار هم، بین میدان های الکتریکی و مغناطیسی، الکتریسیته تولید می گردد. استاتورها جز ثابتی می باشند و مجموعه ای از زخم رساناهای الکتریکی در کویل وجود در روی یک هسته آهنی را شامل می شوند. روتور/ آرماتور بخش متحرکی می باشند که سبب تولید میدان الکتریکی چرخشی به سه روش زیر می شوند.

• توسط محرک: یک محرک با منبع کوچک که از جریان مستقیم بوده و از راه مونتاژ حلقه های برش و لغزش می باشد.
• روتور سبب تولید میدان مغناطیسی متحرکی در اطراف استاتور می گردد که سبب القای تفاوت ولتاژ بین سیم پیچ های استاتور می شود. این خروجی سبب تولید جریان متناوبی از ژنراتور می شود.
• با استفاده از مغناطیس پایا: به طور معمول ، آلترناتوررا در واحدهای کوچک قرار می دهند.
• با استفاده از القا: معمولا در ژنراتورهای بزرگ مورد استفاده قرار می گیرند و آلترناتورهای بدون جاروبک معرفی می شوند.

برای ارزیابی آلترناتور ژنراتور ارزیابی موارد زیر مهم است:

1. طراحی بدون جاروبک: آلترناتوری که جاروبک را مورد استفاده قرار ندهد به تولید نیروی پاک تر و نگهداری کمتری نیاز دارد.
2. بلبرینگ در مقابل نیدل بیرینگ: بلبرینگ ها با دوام تر بوده و استفاده از آنها ترجیح داده می شود.
3. مکان فلزی در مقابل پلاستیک: دوام آلترناتور را طراحی تمام فلزی آن ضمانت می نماید. با گذشت زمان مکان پلاستیکی دچار تغییر شکل می شود و سبب بدون حفاظ شدن اجزای متحرک آلترناتور می گردند و این عامل بالا بردن پارگی و سایش می باشد و بسیار خطرناک است در صورتی که در کار مورد استفاده قرار گیرد.

تنظیم کننده ولتاژ

سبب تنظیم ولتاژ خروجی موتور ژنراتور می شود.

اگزوز و سیستم سرد سازی

به وسیله ژنراتور، گازهای اگزوز از هر نوع موتور گازوییلی و یا دیزلی خارج می گردند. این موارد شدیدا سمی می باشند و نیاز است به طور مناسبی مدیریت گردند بنابراین نیاز است سیستم به اگزوز مناسبی متصل شود تا به گازهای اگزوز ترتیب اثر داده شود. بطور معمول، لوله های اگزوز از فولاد، آهن نرم و چدن می باشند. به منظور جلوگیری از صدمه به سیستم خروجی ژنراتور و به حداقل رساندن لرزش از لوله های اگزوز استفاده می شود که این عمل را توسط متصل کننده های منعطف انجام می دهند. لوله اگزوز در پایان به فضای بیرون انتقال می یابند که بایستی توسط پنجره ها، درها و دیگر محل هایی که باز هستن خارج گردند. می بایست تضمین شود که سیستم اگزوز ژنراتور به تجهیزات دیگری ارتباط ندارد. در صورت استفاده از ژنراتورها به صورت پشت سر هم اجزای مختلف آن گرم شده و وجود سیستم تهویه و خنک کننده لازم و ضروری است تا با گرمای تولید شده مقابله کند. به عنوان خنک کننده ژنراتورها آب خام یا تازه مورد استفاده قرار می گیرد ولی در بیشتر مواقع محدود به موقعیت های خاصی می باشد. مانند واحد های بزرگ تا 2250 کیلووات و بالاتر و نیز ژنراتورهای کوچک کاربردهای شهری. در برخی مواقع از هیدروژن به عنوان خنک کننده جهت سیم پیچ استاتور واحدهای بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع با توجه به اینکه نسبت به هر خنک کننده ی دیگری در جذب گرما بسیار کاراتر است، مورد استفاده قرار می گیرد. هیدروژن توسط تبادل گر گرمایی در مدار خنک کنندگی ثانویه، گرما را از بین می برد همانند آب دمیرالیزه که به عنوان خنک کننده استفاده می شود. به طور کلی ژنراتورهای بزرگ و کارخانجات دارای نیروی کوچک معمولا در کنار خود دارای برج های سرد کننده بزرگی هستن. جهت تمامی کاربردهای صنعتی و مسکونی، بر روی ژنراتور رادیاتور فنی و استاندارد وصل شده است و به منظور سیستم خنک کننده اولیه مورد استفاده قرار می گیرد. سطوح خنک کنندگی ژنراتور بر پایه روزانه می بایست بررسی گردد.

سیستم سوخت

سیستم سوخت در ژنراتورهای گازسوز و دیزل ژنراتورها: بطور معمول تانک های سوخت برای حفظ کارکرد 6 تا 8 ساعت به طور متوسط دارای ظرفیت کافی می باشند. در خصوص واحدهای کوچک موتور ژنراتور، قسمتی از پایه ژنراتور تانک سوخت می باشد یا بر روی چارچوب ژنراتور سوار شده است. جهت کاربردهای تجاری امکان دارد لازم باشد به طور مستقیم و روی تانک سوخت خارجی نصب گردد.

بخش های گوناگون سیستم سوخت عبارتند از:

• انژکتور سوخت
• جدا کننده آب و سوخت
• پمپ سوخت
• ارتباط سرریز از تانک سوخت به لوله زه کش
• ارتباط لوله از مخزن سوخت به موتور

چار چوب اصلی

دیزل ژنراتور، ثابت یا قابل حمل می باشد. بطور کلی تمامی تجهیزات بالابر روی شاسی یا سکو قرار داده می شوند.

پنل کنترل

کنترل پنل رابط کاربر با ژنراتور می باشد و شامل خصوصیاتی برای پریز الکتریکی می باشد. کارخانجات گوناگون بخش های مختلفی در کنترل پنل قرار داده اند. بخشی از این موارد شامل موارد زیر است:

• روشن و خاموش الکتریکی: کنترل استارت اتوماتیک به طور خود به خود ژنراتور در طول برق می باشد که ناظر بر ژنراتور است در شرایطی که در حال کار می باشد و به صورت اتوماتیک خاموش می گردد.
• معیار موتور: معیارهای گوناگون در موتور نشان دهنده ی پارامترهای مهمی نظیر: دوره عملکرد، سرعت چرخش موتور، ولتاژ باطری، دمای هنک کننده و فشار روغن می باشد.
• معیار ژنراتور: در کنترل پنل معیارهایی وجود دارد که جهت اندازه گیری جریان خروجی، ولتاژ و فراوانی می باشد.
• کنترل های دیگر: کنترل موتور سوییچ، انتخاب سوییچ فرکانس و فاز سوئیچ در میان دیگران

شارژ باطری

شروع عملکرد ژنراتور باطری محور می باشد. شارژ باطری، باطری ژنراتور شارژ شده است که به وسیله عرضه نمودن آن با ولتاژ شناور دقیق می باشد. در صورت خیلی پایین بودن ولتاژ شناور، باطری زیر شارژ حفظ می گردد. در صورت بالا بودن ولتاژ شناور، عمر باطری کوتاه می شود. جهت جلوگیری از خوردگی بطور معمول شارژ باطری را از فولاد ضد زنگ می سازند.

مزایای دیزل ژنراتور

• خروجی برق: دیزل ژنراتورها می توانند بارهای بزرگتری را کنترل نمایند و قادر هستند نسبت به انواع دیگر ژنراتورهای موجود در مدت زمان طولانی تری فعالیت نمایند.
• منبع تغذیه مداوم: زمان خاموش شدن برق وجود یک دیزل ژنراتور قابل اطمینان و خوب زمان خرابی را به حداقل رسانده تا تسهیلات موجود سبب ضررهای مالی قابل توجهی نشوند.
• افزایش طول عمر: بطور معمول دیزل ژنراتورها از ژنراتورهای بنزین بیشتر می باشند. برخی از این مدل ها عمرشان سه برابر یک ژنراتور قابل مقایسه با گاز می باشد. در صورت تعمیر و نگهداری مناسب، دیژل ژنراتور پتانسیل بالایی جهت کار با چندین سال خدمت را دارد.
• ذخیره سازی ایمن: نسبت به انواع دیگر سوخت ها، ذخیره سوخت دیزل بسیار ایمن می باشد. به عنوان مثال: بنزین بسیار منفجره می باشد و در صورتی که بریزد به آسانی آتش خواهد گرفت. این در حالی است که گازوئیل خطر بسیار کمتری دارد.
• ماندگاری: موتورهای دیزلی در محیط کار بسیار سخت می باشند و در بسیاری از شرایط محیطی سایش زیادی را تحمل می نمایند.
• بهره وری سوخت: نسبت به نوع سوخت حساسیت کمی دارند و می توان از سوخت های ارزان قیمت مانند: مازوت، نفت و گازوئیل استفاده کرد. سوخت از موارد مهم برای هر فردی می باشد که ژنراتور را خریداری می نماید.
• تعمیر و نگهداری کم: مولد های دیزل نسبت به ژنراتورهای دیگری که در بازار وجود دارد به نگهداری و تعمیر کمی نیازمندند. در واقع موتور ژنراتور جهت راه اندازی به قطعات کمتری نیاز دارند. در این صورت جهت بازسازی کاربراتورها و تعویض نمودن شمع ها نگرانی وجود نخواهد داشت.

معایب دیزل ژنراتورها

• حجم: موتورهای دیزلی بسیار مقاومت بالایی دارند و تشکیل شده از اجزای سنگین و بزرگ می باشند که سبب گران شدن تعمیرات می شوند. با این وجود، این کار بطور معمول می تواند با نیازهای پایین نگهداری و بازده سوخت کاهش پیدا کند.
• آلایندگی: تولید اگزوزهای خطرناک، ذرات معلق، اکسید نیتروژن و دی اکسید کربن از عمده ترین اشکالات دیزل ژنراتور ها می باشد که در جو آزاد می باشند. افرادی که دغدغه ی پایداری محیط زیست دارند. یک ژنراتور تولید گاز طبیعی را گزینه ی بسیار مناسبی می دانند از آنجایی که سوخت پاک کننده ای می باشد.
• قابلیت دسترسی: در مواقع خاموشی این امکان وجود دارد که سوخت قابل دسترسی موجود نباشد. در صورتیکه دیزل شما منبع تغذیه نداشته باشد. به همین جهت برای جلوگیری از اختلال در عملکرد دیزل می بایست منبع سوخت دیزل را همیشه به همراه داشته باشید.
• هزینه ها: راه اندازی یک دیزل ژنراتور هزینه بیشتری نسبت به انواع دیگر ژنراتورها دارد. با توجه به کم بودن هزینه نگهداری و راه اندازی دیزل ژنراتور، به هنگام مقایسه با یک موتور گازسوز، تبدیل به گزینه اقتصادی تری در گذشت زمان می گردد.
• سروصدا: واحد های دیزلی قادرند سرو صدای بالایی را به همراه داشته باشند. بنابراین به طور معمول از مکان های کاری دور می باشند. البته با استفاده از موانع ضد صدا می توان صدا را در محل کار کاهش داد.