اجزای دیزل ژنراتور
دستگاه ژنراتور دیزل، یک تجهیز مکانیکی است که توان مکانیکی حاصل از یک منبع خارجی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. این وسیله عمدتاً برای تأمین جریان الکتریکی در شرایط قطعی برق و جلوگیری از انقطاع در فعالیت‌های روزانه یا تخلیه در فعالیت‌های تجاری به‌کار می‌رود. ژنراتورهای دیزل در تنوع‌های مختلف الکتریکی و فیزیکی قابل استفاده هستند و می‌توانند در حوزه‌های گوناگون مورد استفاده قرار گیرند. در این مقاله، به بررسی روش عملکرد ژنراتور دیزل، اجزاء اصلی و نحوه عمل آن به‌عنوان یک منبع ثانویه انرژی الکتریکی در کاربردهای مسکونی و صنعتی پرداخته‌ایم. جهت اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید
اجزای اصلی دیزل ژنراتور
بخش‌های اصلی یک دیزل ژنراتور را می‌توان به صورت زیر دسته‌بندی کرد:
- موتور ژنراتور
- دینام (ژنراتور تک)
- سیستم های سوخت (تانک دیزل ژنراتور)
- رگولاتور ولتاژ
- سیستم های خنک کننده و اگزوز
- سیستم های روانکاری
- شارژر باتری
- کنترل پنل
- مجمع اصلی / قاب (شاسی دیزل ژنراتور)
توضیح اجزای اصلی دیزل ژنراتور به‌صورت جزئی و کامل در ادامه ارائه شده است.
۱) موتور ژنراتور
موتور ژنراتور به عنوان منبع انرژی مکانیکی وارد شونده به دیزل ژنراتور عمل می‌کند. اندازه قدرت موتور دیزلی مستقیماً با حداکثر توان خروجی ژنراتور (دیزل ژنراتور) که می‌تواند تولید کند، متناسب است. در انتخاب موتور دیزلی برای دیزل ژنراتور، باید به فاکتورهای متعددی توجه داشته باشیم.
فاکتورهای اساسی در انتخاب موتور دیزلی:
– نوع سوخت مورد استفاده در دیزل ژنراتور.
– نوع سوپاپ‌های موتور دیزل ژنراتور.
نوع سوخت مورد استفاده در دیزل ژنراتور:
نوع سوخت مستقیماً تأثیرگذار بر عملکرد و کارایی دیزل ژنراتور دارد. انتخاب سوخت مناسب با توجه به نیازهای انرژی و شرایط محیطی اهمیت زیادی دارد.
نوع سوپاپ‌های موتور دیزل ژنراتور:
نوع سوپاپ‌های استفاده شده در موتور نیز بر توانایی احتراق و انتقال گازها تأثیر می‌گذارد. انتخاب صحیح سوپاپ‌ها برای دیزل ژنراتور به بهبود عملکرد و کاهش مصرف سوخت کمک می‌کند.
ژنراتور تک یا دینام (genhead):
ژنراتور تک یا دینام، بخش مهمی از دیزل ژنراتور است که خروجی برق حاصل از ورودی مکانیکی که توسط موتور دیزل ژنراتور فراهم می‌شود را تولید می‌کند. این دستگاه شامل مجموعه‌ای از قطعات ثابت و متحرک است که در یک محفظه روکشی قرار دارند. این قطعات با یکدیگر در ارتباط مستقیم هستند و حرکت نسبی بین میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی را ایجاد می‌کنند، که به تولید برق منجر می‌شود.
اجزای ژنراتور:
(الف) استاتور:
استاتور بخشی ثابت از ژنراتور است که شامل مجموعه‌ای از هادی الکتریکی در سیم پیچ روی یک هسته آهنی است.
(ب) روتور:
روتور بخشی متحرک است که یک میدان مغناطیسی دوار تولید می‌کند. این روتور می‌تواند به سه شکل زیر باشد:
۱. با القاء: معمولاً در ژنراتورهای بدون جاروبک (alternators) بزرگ استفاده می‌شود.
۲. توسط آهنرباهای دائمی: در واحدهای کوچکتر معمول است.
۳. توسط محرک: از یک منبع جریان مستقیم (DC) تغذیه می‌شود.
روتور با حرکت در روی استاتور، میدان مغناطیسی ایجاد کرده و باعث اختلاف ولتاژ بین سیم پیچ‌های استاتور می‌شود. این فرآیند به تولید جریان متناوب (AC) در خروجی دیزل ژنراتور منجر می‌شود.
عوامل انتخاب ژنراتور برای دیزل ژنراتور:
۱. محفظه فلزی در مقابل محفظه پلاستیکی:
طراحی تمام فلزی، دوام ژنراتور را تضمین می‌کند. بدنه پلاستیکی ممکن است باعث سایش و پارگی شود، بنابراین طراحی فلزی انتخاب ایده‌آلی است.
۲. طراحی بدون جاروبک:
دینامهایی که از جاروبک استفاده نمی‌کنند، نیاز به نگهداری کمتر دارند و علاوه بر این، تولید برق بهتری نیز دارند.
سیستم سوخت دیزل ژنراتور
معمولاً مخزن سوخت دیزل ژنراتور برخاسته به ظرفیت کافی برای اشتعال و حفظ عملکرد ژنراتور برای مدت ۶ تا ۸ ساعت در متوسط می‌باشد. در دیزل ژنراتورهای کوچک، مخزن سوخت به عنوان بخشی از پایه شاسی یا در بالای قاب دیزل ژنراتور نصب می‌شود. برای استفاده در محیط‌های تجاری، ممکن است نیاز به احداث و نصب یک مخزن سوخت خارجی در کنار دیزل ژنراتور وجود داشته باشد.
ویژگی‌های مشترک سیستم سوخت دیزل ژنراتور
– اتصال لوله به موتور:
این سیستم شامل خطوط انتقال سوخت از مخزن به موتور و خطوط بازگشت سوخت از موتور به مخزن می‌باشد.
– لوله تهویه برای مخزن سوخت:
مخزن سوخت دارای لوله تهویه است که در زمان پرکردن و تخلیه تانکر، از فشار یا خلاء جلوگیری می‌کند.
– اتصال سرریز از مخزن سوخت به لوله تخلیه:
این اتصال جلوگیری از سرریز سوخت و ایمنی سیستم را تضمین می‌کند.
– پمپ سوخت:
پمپ سوخت الکتریکی به کار می‌رود تا سوخت را از مخزن اصلی به مخزن فعلی منتقل کند.
– جداساز سوخت/صافی بنزین:
این فیلتر سوخت مایع را تصفیه کرده و از آلودگی و خوردگی قطعات دیگر دیزل ژنراتور جلوگیری می‌کند.
– تزریق‌کننده سوخت:
این بخش تنظیم کننده سوخت مایع و مقدار اسپری مورد نیاز به محفظه احتراق موتور است.
– هشدار:
رگولاتور ولتاژ
رگولاتور ولتاژ یکی از اجزای اساسی در دیزل ژنراتور است که برای تنظیم ولتاژ خروجی به کار می‌رود. هر یک از مولفه‌ها در این فرآیند تنظیم ولتاژ نقش حیاتی ایفا می‌کنند.
– رگولاتور ولتاژ:
این تنظیم کننده ولتاژ مسئول تبدیل ولتاژ AC به جریان DC است. آن وظیفه دارد یک بخش کوچک از خروجی ژنراتور (ولتاژ AC) را تصحیح و به جریان DC تبدیل کند.
– سیم پیچ تحریک (Exciter Windings):
این بخش جریان DC را به جریان AC تبدیل می‌کند و نقشی مشابه با سیم پیچ‌های استاتور اصلی و کوچک را ایفا می‌کند. سیم پیچ تحریک به یکسوکننده دوار متصل می‌شود.
– یکسوکننده دوار (Rotating Rectifier):
این بخش جریان AC را که توسط سیم پیچ‌های تحریک تولید شده است، به جریان DC تبدیل و آن را به روتور/آرماتور می‌فرستد. این جریان DC به روتور/آرماتور گردانده می‌شود و یک میدان الکترومغناطیسی دوار در روتور/آرماتور ایجاد می‌کند.
– روتور/آرماتور:
این بخش جریان DC را به ولتاژ AC تبدیل کرده و ولتاژ AC را در سراسر سیم‌پیچ‌های استاتور ژنراتور افزایش می‌دهد. این به عنوان یک افزایش‌دهنده ولتاژ خروجی AC عمل می‌کند.
سیستم های خنک کننده و اگزوز در دیزل ژنراتور
سیستم خنک کننده
استفاده پایدار از دیزل ژنراتور منجر به افزایش دما در اجزای آن می‌شود. این موجب نیاز به یک سیستم خنک کننده قوی می‌شود تا گرمای تولید شده را به‌طور موثر به محیط خارج از دستگاه منتقل کند.
گاهی از آب به عنوان مایع خنک کننده در دیزل ژنراتور استفاده می‌شود، اما این مورد اغلب محدود به شرایط خاص می‌شود، به‌خصوص در دیزل ژنراتورهای کوچک با کاربردهای کم ظرفیت یا واحدهای بسیار بزرگ با توان بیش از ۲۲۵۰ کیلووات و بالاتر. هیدروژن نیز در دیزل ژنراتورهای بزرگتر به‌عنوان خنک کننده برای سیم‌پیچ‌های استاتور استفاده می‌شود؛ زیرا این گاز بهترین جذب گرما را ارائه می‌دهد.
بررسی میزان مایع خنک کننده در دیزل ژنراتور به‌طور دوره‌ای ضروری است. سیستم خنک کننده و پمپ آب باید هر ۶۰۰ ساعت یکبار و فیلتر هوایی باید پس از هر ۲۴۰۰ ساعت عملکرد دیزل ژنراتور تمیز شوند. همچنین، دیزل ژنراتور باید در یک فضای باز قرار گیرد و دارای تهویه مناسب باشد، به‌ویژه با توجه به جریان آزاد هوا که حداقل ۳ فوت از هر طرف دیزل ژنراتور نیاز دارد.
سیستم اگزوز
دود اگزوز حاصل از یک دیزل ژنراتور مواد بسیار سمی را در خود جای داده و نیاز به مدیریت صحیح دارد. بنابراین، نصب یک سیستم اگزوز مناسب برای گازهای خروجی از اگزوز ضروری است.
لوله‌های اگزوز معمولاً از جنس چدن، آهن نرم، یا فولاد ساخته می‌شوند. این لوله‌ها معمولاً به موتور دیزل با یک اتصال انعطاف‌پذیر وصل شده و انتهای اگزوز دیزل ژنراتور به‌طور خارجی از محل نصب ادامه می‌یابد. اطمینان حاصل شود که سیستم اگزوز دیزل ژنراتور به تجهیزات دیگر متصل نشده و به‌طور صحیح مدیریت شده است.
سیستم روانکاری در دیزل ژنراتور
دیزل ژنراتور، یک دستگاه پیچیده با بسیاری از اجزا متحرک است که نیازمند مراقبت دقیق برای افزایش عمر مفید و اطمینان از عملکرد بهینه آن است. برای حفظ سلامت و کارایی دیزل ژنراتور، سیستم روانکاری بسیار اهمیت دارد.
یکی از نکات مهم در سیستم روانکاری دیزل ژنراتور، چک کردن سطح روغن در مخزن روانکاری است که باید هر ۸ ساعت یکبار انجام شود. این کار به حفظ سطح روغن به حداقل مجاز و جلوگیری از خطرات ناشی از کاهش روانکاری کمک می‌کند.
علاوه بر این، باید نشتی‌های ممکن از روانکننده‌ها را با دقت مشاهده کرد تا از احتمال وارد آمدن مشکلات به دیزل ژنراتور جلوگیری شود. همچنین، تعویض روغن به مدت هر ۵۰۰ ساعت عملکرد دیزل ژنراتور، اقدامی ضروری است تا کارکرد بهینه و بدون مشکلات ادامه یابد.
شاسی دیزل ژنراتور
در دنیای ژنراتورهای برق، شاسی دیزل ژنراتور به عنوان اسکله اصلی عمل می‌کند که تمامی تجهیزات و واحدهای برقی ژنراتور را به خود متصل می‌کند. این شاسی، نقطه تقاطع اصلی است که دیزل ژنراتور را تحت کنترل دارد، سهولت حمل و نقل آن را فراهم می‌سازد و به سیستم سازگار و مقاوم در برابر شرایط مختلف محیطی تبدیل می‌کند.
با اینکه دیزل ژنراتور ممکن است به عنوان یک واحد سیار و یا یک سیستم ثابت استفاده شود، شاسی آن همواره نقش حیاتی در ایجاد پایه‌ای پایدار برای عملکرد اثرگذار ژنراتور دارد.
در این مقاله، به بررسی جزئیات و عملکرد دیزل ژنراتور پرداختیم. اجزای اصلی مانند موتور ژنراتور، دینام، سیستم سوخت، رگولاتور ولتاژ، سیستم‌های خنک‌کننده و اگزوز، سیستم‌های روانکاری، شارژر باتری، کنترل پنل، و شاسی دیزل ژنراتور به‌طور دقیق مورد بررسی قرار گرفت. هر جزء و عملکرد آن با توضیحاتی کامل و منسجم معرفی شد تا خواننده با دقت بیشتری به علم دیزل ژنراتور و کاربردهای آن آشنا شود.