نحوه کار دیزل ژنراتور؛ طرز کار اجزای ژنراتور دیزلی با عکس و فیلم

چکیده مطلب

دیزل ژنراتورها می‌توانند جریان برق را برای مصارف متعددی از جمله منازل مسکونی، ساختمان‌ها، کسب و کارها و ... تأمین کنند.
آیا به سرمایه گذاری برای یک ژنراتور دیزلی فکر کرده‌اید؟
در این مقاله نگاهی دقیق‌تر به طرز کار ژنراتور و اینکه چگونه می‌توانند برای شما سودمند باشند، خواهیم انداخت. پس با دشت نور همراه باشید.

استفاده از ژنراتور برای چه مصارفی می‌باشد؟

ژنراتورهای الکتریکی برای استفاده شخصی و تجاری ساخته می‌شوند. آنها معمولاً به عنوان منبع تغذیه پشتیبان در موارد خاموشی یا قطع برق استفاده شده، اما می‌توانند به عنوان منبع برق اولیه برای ساختمان‌ها یا سایت‌های ساخت و ساز خارج از شبکه برق نیز عمل کنند.
ژنراتورهای آماده به کار بیشترین استفاده را برای برق پشتیبان در منازل، ادارات و مراکز پزشکی دارند. این ژنراتورها به سیستم برق ساختمان متصل شده و با قطع برق به طور خودکار راه اندازی می‌شوند. مخازن سوخت آنها معمولاً به اندازه کافی بزرگ هستند که برای چندین روز قبل از نیاز به پر کردن مجدد، برق را تامین کنند.
ژنراتورهای قابل حمل نسبت به مدل‌های آماده به کار کوچک‌تر و راحت‌تر جابجا می‌شوند و برای برق رسانی به وسایل برقی، تجهیزات مسافرتی و تجهیزات ساخت و ساز در کارگاه‌ها گزینه مناسبی می‌باشند.
ژنراتورهای قابل حمل کوچک‌تر ممکن است تنها قادر به تامین انرژی یک یا دو ابزار در یک زمان باشند، در حالی که بزرگ‌ترین مدل‌ها می‌توانند انرژی کل ساختمان‌ها را تامین کنند.

چگونه برق در دیزل ژنراتور تولید می‌شود؟

ژنراتور دیزلی از موتوری تشکیل شده است که با سوخت دیزل کار می‌کند. در طی فرایند احتراق، انرژی شیمیایی سوخت به انرژی مکانیکی تبدیل شده و سپس انرژی مکانیکی ایجاد شده به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود که در صورت قطع برق می‌توان از آن استفاده کرد.
هنگامی که ژنراتور دیزلی راه اندازی می‌شود، موتور چهار فرایند احتراق خود را طی می‌کند. یعنی:
مکش، فشرده سازی، قدرت و اگزوز.
در نتیجه انرژی شیمیایی سوخت به انرژی مکانیکی تبدیل شده که ما به عنوان خروجی در شفت موتور دریافت می‌کنیم.
اکنون از این شفت دوار برای چرخاندن روتور دینام استفاده می‌شود. روتور و استاتور دینام اجزایی هستند که انرژی تولید می‌کنند.
روتور، یک عنصر استوانه‌ای است که توسط آهنربا احاطه شده است، در داخل استاتور می‌چرخد که دارای آرایش ثابتی از سیم کشی مسی است. حرکت آهنرباها در سراسر سیم کشی چیزی است که در پایان الکتریسیته تولید می‌کند.

به طور کلی نحوه کار دیزل ژنراتور را می توان در مراحل زیر بیان نمود:

• مکش:

  در این مرحله شیر ورودی باز شده و با جابه‌جا شدن پیستون از مرکز، هوا به طرف سیلندر کشیده می‌شود. بعد از وارد شدن هوا با فشار به اندازه کافی، شیر مکش بسته می‌گردد.

• احتراق:

  در مرحله احتراق، سوخت وارد هوای متراکم و داغ شده و شروع به سوختن می‌کند تا زمانی که به مرکز فوقانی برسد که در این حالت تأمین سوخت متوقف می‌گردد.
  تا آخر مرحله مکش و رسیدن به نقطه قطع، تزریق سوخت ادامه داشته که در این شرایط، شیر ورودی و تخلیه در حالت بسته قرار دارند.
  در ادامه گازهای هوا فشرده شده و در سیلندر پخش می‌گردند و باعث می‌شوند تا پیستون به طرف پایین حرکت نماید.

• تخلیه:

  در این مرحله به طور مجدد پیستون به سمت بالا رفته و سبب می‌شود تا شیرهای تخلیه باز و شیر سوخت بسته گردد.
  به دلیل انبساط گازهای سوختی که محترق شده‌اند، با حرکت پیستون به سمت بالا فرار کرده و در نهایت گازهایی که باقی‌مانده‌اند، با کمک دریچه اگزوز به طرف بیرون می‌روند.
  زمانی که این مرحله پایان می‌یابد، شیرهای تخلیه بسته شده و این چرخه کامل می‌گردد.

دیزل ژنراتور برای تأمین برق از چه سوختی استفاده می‌کند؟

یک دیزل ژنراتور آماده به کار از دیزل به عنوان منبع سوخت خود استفاده می‌کند. دیزل در دمای بسیار بالاتری نسبت به سایر منابع سوخت می‌سوزد و باعث کارآمدتر و قدرتمندتر شدن آن می‌شود.

حال به نظر شما با کمک این سوخت، دستگاه چگونه کار می‌کند؟

موتور سوخت را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و این انرژی با چرخاندن روتور دینام که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند، دینام را تغذیه می‌کند.
دینام علاوه بر روتور شامل یک استاتور و یک میدان مغناطیسی در بین این دو است. روتور از طریق این میدان مغناطیسی می‌چرخد تا از طریق القای الکترومغناطیسی بر روی استاتور ولتاژ ایجاد کند. هنگامی که به یک بار متصل می‌شود، ولتاژ استاتور به صورت جریان الکتریکی جریان می‌یابد که به ژنراتور اجازه می‌دهد تا برق را تأمین کند.
در کل ژنراتور دیزلی به صورت زیر عمل می‌کند:

• هوا به ژنراتور می‌دمد تا فشرده شود و سپس گازوئیل تزریق می‌شود.
• ترکیب هوای فشرده و سوخت دیزل باعث احتراق هوا و راه اندازی ژنراتور می‌شود.
• گرمای موتور به انرژی مکانیکی تبدیل شده و از آنجا وارد دینام می‌شود و انرژی را به الکتریسیته تبدیل می‌کند.

یک دیزل ژنراتور می‌تواند ساعت‌ها، روزها و حتی هفته‌ها با نگهداری و تأمین سوخت مناسب کار کند.

طرز کار دینام در ژنراتور دیزلی

دینام قسمتی است که انرژی مکانیکی (چرخش شفت) را از طریق القا به نیروی الکتریکی تبدیل می‌کند.
ژنراتورهای مدرن با قرار دادن چندین آهنربا بزرگ و قدرتمند در یک خوشه در اطراف یک محور مرکزی و چرخان کار می‌کنند که به آنها روتور یا آماتور گفته می‌شود.
آهنرباها ممکن است آهنرباهای دائمی یا الکترومغناطیس باشند، اما نکته اینجاست که میدان مغناطیسی تولید می‌کنند که موتور باعث چرخش آن می‌شود.
جزء مهم دیگر دینام استاتور است که اساساً مجموعه‌ای از سیم‌پیچ‌های محکم بسته‌بندی شده است که همگی در اطراف روتور بسته شده‌اند. هنگامی که یک نیروی خارجی (مانند یک موتور دیزل) شفت مرکزی را می‌چرخاند، روتور به طور مداوم قطب‌های شمال و جنوب میدان مغناطیسی خود را در میان بسته‌های سیمی که آنها را احاطه کرده است حرکت می‌دهد. این باعث می‌شود که جریان الکتریکی زیادی از طریق سیم‌ها به جلو و عقب جریان یابد. چیزی که ما آن را جریان متناوب یا برق اصلی AC می‌نامیم.

کنترل پنل روی دیزل ژنراتور چه می‌کند؟

پنل کنترل جایی است که ژنراتور در آن کار می‌کند. کنترل‌ها و خروجی‌های معمولی که در اکثر پنل‌های کنترل وجود دارند عبارت‌اند از:

• کنترل‌های شروع/خاموش (دستی، خودکار یا هر دو)
• کلید انتخاب فاز
• سوئیچ فرکانس
• سوئیچ حالت موتور
• سوخت موتور
• روغن موتور
• سرعت موتور
• دمای مایع خنک کننده
• شارژ باتری
• ولتاژ خروجی ژنراتور
• جریان خروجی ژنراتور
• خروجی ژنراتور بر حسب کیلو ولت آمپر
• فرکانس برق AC

سیستم خنک کننده در دیزل ژنراتور چه می‌کند؟

یکی از سیستم‌های بسیار مهم و پرکاربرد در این دستگاه‌ها، سیستم خنک کننده دیزل ژنراتور است که به منظور خارج کردن گرمای اضافی در این دستگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در این نوع سیستم‌ها معمولاً از آب استفاده شده، اما مایعات دیگری نیز می‌توانند به جذب گرمای بالا در ژنراتورهای دیزلی کمک کنند. بدین منظور از داغ شدن بیش از حد دستگاه و خراب شدن آن جلوگیری می‌شود.

نحوه کار سیستم اگزوز در ژنراتور دیزلی

وظیفه این سیستم خارج کردن دود حاصل از سوخت دیزل می‌باشد. باید این را بدانید که دود تولید شده توسط ژنراتورهای دیزلی بسیار خطرناک و سمی هستند، بنابراین در سیستم اگزوز از فیلترهایی برای جلوگیری از ورود آلودگی به محیط استفاده شده است.

طرز کار اجزای اصلی ژنراتور

به طور کلی نحوه کارکرد اجزای اصلی در یک ژنراتور عبارت‌اند از:

1. موتور موتور

   به طور کلی موتور منبع ورودی به ژنراتور می‌باشد که اندازه آن متناسب با حداکثر توان خروجی تامین شده توسط ژنراتور است.

2. دینام

   دینام قسمتی از ژنراتور می‌باشد که سبب تولید خروجی الکتریکی از طریق وردوی مکانیکی که موتور تامین کرده است، می‌پردازد.
   دینام که به نام ژنراتور نیز شناخته می‌شود، بخشی از ژنراتور است که خروجی الکتریکی را از ورودی مکانیکی تامین شده توسط موتور تولید می‌کند. این شامل مجموعه‌ای از قطعات ثابت و متحرک بوده که در یک محفظه محصور شده اند. اجزاء با هم کار می‌کنند تا حرکت نسبی بین میدان مغناطیسی و الکتریکی ایجاد کنند که به نوبه خود الکتریسیته تولید می‌کند. اجزای دینام عبارت‌اند از:

   • استاتور

     این جزء ثابت است و شامل مجموعه‌ای از هادی‌های الکتریکی بوده که در سیم پیچ‌هایی روی یک هسته آهنی پیچیده شده‌اند.

   • روتور یا آرماتور

     روتور به تولید نوعی میدان مغناطیسی متحرک در اطراف استاتور پرداخته که سبب اختلاف ولتاژ در بین سیم پیچ‌های آن می‌گردد. این جریان متناوب سبب تولید خروجی ژنراتور می‌گردد.
     این جزء متحرک بوده که یک میدان مغناطیسی دوار را به یکی از سه روش زیر تولید می‌کند:
     1. توسط القایی: به عنوان آلترناتورهای بدون جاروبک شناخته شده و معمولاً در ژنراتورهای بزرگ استفاده می‌شوند.
     2. توسط آهنرباهای دائمی: این مورد در واحدهای دینام کوچک رایج است.
     3. با استفاده از یک محرک: یک محرک منبع کوچکی از جریان مستقیم (DC) است که از طریق مجموعه‌ای از حلقه‌های لغزشی و برس‌ها به روتور انرژی می‌دهد.

3. سیستم سوخت

   مخزن سوخت معمولاً ظرفیت کافی برای کار کردن ژنراتور را به طور متوسط بین 6 تا 8 ساعت دارد. در مورد واحدهای کوچک ژنراتور، مخزن سوخت بخشی از پایه لغزش ژنراتور است یا در بالای قاب ژنراتور نصب می شود.
   ویژگی‌های مشترک سیستم سوخت رسانی شامل موارد زیر می‌باشند:

   • اتصال لوله از مخزن سوخت به موتور: خط تامین سوخت را از باک به موتور خط برگشت سوخت را از موتور به باک هدایت می‌کند.
   • لوله تهویه مخزن سوخت: مخزن سوخت دارای یک لوله تهویه برای جلوگیری از ایجاد فشار یا خلاء در هنگام پر کردن و تخلیه مخزن است. هنگامی که باک سوخت را دوباره پر می‌کنید، از تماس فلز به فلز اطمینان حاصل کنید تا از ایجاد جرقه جلوگیری شود.
   • اتصال سرریز از مخزن سوخت به لوله تخلیه: این مورد لازم است تا مانع از هرگونه سر ریز شدن در زمان پر کردن مجدد مخزن شود.
   • پمپ سوخت: این پمپ، سوخت را از مخزن ذخیره اصلی به مخزن روزانه منتقل می‌کند. کارکرد پمپ بنزین معمولاً به صورت الکتریکی می‌باشد.
   • جداکننده آب سوخت / فیلتر سوخت: این فیلتر آب و مواد خارجی را از سوخت مایع جدا می‌کند تا از دیگر اجزای ژنراتور در برابر خوردگی و آلودگی محافظت کند.
   • انژکتور سوخت: مقدار مورد نیاز سوخت را به داخل محفظه احتراق موتور می‌پاشد.

4. تنظیم کننده ولتاژ

   همانطور که از نام آن مشخص است، این قطعه ولتاژ خروجی ژنراتور را تنظیم می‌کند. در ادامه مکانیزم هر جزء که در فرآیند چرخه‌ای تنظیم ولتاژ نقش دارند، توضیح داده شده است:

   • تبدیل ولتاژ AC به جریان DC

     تنظیم کننده ولتاژ بخش کوچکی از خروجی ولتاژ AC ژنراتور را می‌گیرد و آن را به جریان DC تبدیل می‌کند. سپس این جریان DC را به مجموعه ای از سیم پیچ‌های ثانویه در استاتور که به عنوان سیم پیچ‌های تحریک کننده معروف هستند، می‌فرستد.

   • سیم‌پیچ‌های محرک (تبدیل جریان DC به جریان متناوب)

     سیم‌پیچ‌های محرک اکنون مشابه سیم‌پیچ‌های استاتور اولیه عمل می‌کنند و جریان متناوب کمی تولید می‌کنند. سیم پیچ‌های تحریک کننده به واحدهایی به نام یکسو کننده های دوار متصل می‌شوند.

   • یکسو کننده های دوار (تبدیل جریان AC به جریان DC)

     این یکسو کننده‌ها جریان AC تولید شده توسط سیم پیچ‌های تحریک کننده را تصحیح می‌کنند و آن را به جریان DC تبدیل می‌کنند. این جریان DC به روتور یا آرمیچر تغذیه شده تا علاوه بر میدان مغناطیسی چرخشی روتور، یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد کند.

   • روتور یا آرمیچر (تبدیل جریان DC به ولتاژ AC روتور)

     آرمیچر اکنون ولتاژ AC بزرگتری را در سیم پیچ‌های استاتور القا می‌کند که اکنون ژنراتور به عنوان ولتاژ AC خروجی بزرگ‌تر تولید می‌کند.
     این چرخه تا زمانی ادامه می‌یابد که ژنراتور شروع به تولید ولتاژ خروجی معادل ظرفیت عملیاتی کامل خود کند. با افزایش خروجی ژنراتور، تنظیم کننده ولتاژ، جریان DC کمتری تولید می‌کند.
     در زمانی که ژنراتور به ظرفیت کامل خود رسید، یعنی تنظیم کننده ولتاژ به حالت تعادل خود رسیده و جریان DC کافی را برای خروجی دستگاه تولید می‌کند و

5. سیستم خنک کننده

   استفاده کردن مکرر و مداوم از دستگاه سبب بالا رفتن دمای اجزای متفاوت آن می گردد. داشتن یک سیستم خنک کننده و تهویه برای برداشت گرمای تولید شده در این فرآیند ضروری است.
   در برخی مواقع از آب شیرین به عنوان خنک کننده برای دستگاه استفاده می‌گردد، اما به طور معمول استفاده از آن محدود برای موقعیت‌های خاصی از جمله دستگاه‌های کوچک و یا در واحدهای بزرگ بیشتر از 2250 کیلووات می‌باشد.
   هیدروژن گاهی اوقات به عنوان خنک کننده برای سیم پیچ‌های استاتور واحدهای بزرگ ژنراتور استفاده می‌شود، زیرا در جذب گرما نسبت به سایر خنک کننده‌ها کارآمدتر است. هیدروژن گرما را از ژنراتور حذف کرده و آن را از طریق یک مبدل حرارتی به مدار خنک کننده ثانویه منتقل می‌کند که حاوی آب غیر معدنی به عنوان خنک کننده می‌باشد.
   به همین دلیل است که ژنراتورهای بسیار بزرگ و نیروگاه های کوچک اغلب برج‌های خنک کننده بزرگی در کنار خود دارند.
   برای همه کاربردهای رایج دیگر، اعم از مسکونی و صنعتی، یک رادیاتور و فن استاندارد روی ژنراتور نصب شده و به عنوان سیستم خنک کننده اولیه کار می‌کند.

6. سیستم اگزوز

   دود اگزوز ساطع شده از یک ژنراتور درست مانند اگزوز هر موتور دیزلی یا بنزینی دیگر است و حاوی مواد شیمیایی بسیار سمی بوده که باید به درستی مدیریت شوند. از این رو، نصب یک سیستم اگزوز کافی برای دفع گازهای خروجی ضروری است.
   لوله‌های اگزوز معمولا از چدن، فرفورژه یا فولاد ساخته می‌شوند که باید مستقل باشند و نباید توسط موتور ژنراتور پشتیبانی گردند. لوله‌های اگزوز معمولا با استفاده از اتصال دهنده‌های انعطاف پذیر به موتور متصل شده تا لرزش‌ها را به حداقل برسانند و از آسیب به سیستم اگزوز ژنراتور جلوگیری نمایند. لوله اگزوز به بیرون ختم شده و از درها، پنجره‌ها و دیگر منافذ به خانه یا ساختمان منتهی می‌شود.
   توجه داشته باشید که باید از متصل نبودن اگزوز ژنراتور به تجهیزات دیگر مطمئن شوید.

7. سیستم روانکاری

   از آنجایی که ژنراتور شامل قطعات متحرک در موتور خود است، برای اطمینان از دوام و عملکرد روان برای مدت طولانی، نیاز به روغن کاری دارد. موتور ژنراتور توسط روغن ذخیره شده در پمپ، روغن کاری می‌شود. شما باید سطح روغن روانکار را هر 8 ساعت کارکرد ژنراتور و همچنین نشتی روان کننده را بررسی کنید و هر 500 ساعت کارکرد ژنراتور روغن روان کننده را تعویض نمایید.

8. شارژر باتری

   استارت دستگاه با استفاده از باتری کار می‌کند. شارژر باتری، باتری ژنراتور را با تامین ولتاژ شناور دقیق، شارژ نگه می‌دارد.
   اگر ولتاژ شناور بسیار کم باشد، باتری کم شارژ باقی می‌ماند.
   اگر بسیار بالا باشد، عمر باتری را کاهش می‌دهد.
   شارژرهای باتری معمولا از فولاد ضد زنگ برای جلوگیری از خوردگی ساخته می‌شوند. آنها همچنین کاملاً خودکار هستند و نیازی به تنظیمات یا تغییر تنظیمات ندارند.

9. صفحه کنترل

   این رابط کاربری ژنراتور است و حاوی مقرراتی برای پریزهای برق و کنترل می‌باشد. سازندگان مختلف ویژگی‌های متفاوتی را در کنترل پنل واحدهای خود ارائه می دهند که در زیر به برخی از این موارد اشاره شده است:

   • راه اندازی و خاموش شدن برقی

     پنل های کنترل استارت در زمان قطع برق و همچنین در شرایط عدم نیاز به برق، یه صورت خودکار روشن و قطع می شوند.

   • گیج های موتور

     گیج های مختلف پارامترهای مهمی مانند فشار روغن، دمای مایع خنک کننده، ولتاژ باتری، سرعت چرخش موتور و مدت زمان کارکرد را نشان می دهند. اندازه‌گیری و پایش مداوم این پارامترها باعث می‌شود تا زمانی که هر یک از این پارامترها از سطح آستانه مربوطه خود عبور کنند، ژنراتور را خاموش کند.

   • دورسنج های ژنراتور

     صفحه کنترل همچنین دارای امکاناتی برای اندازه گیری جریان و ولتاژ خروجی و فرکانس است.

10. مونتاژ یا قاب اصلی

    همه ژنراتورها، قابل حمل یا ثابت، دارای محفظه های سفارشی هستند که یک پایه ساختاری را ارائه می دهند. این قاب همچنین اجازه می دهد تا برای ایمنی محصول تولید شده به زمین متصل شود.

انواع حالت‌های کارکرد ژنراتورهای دیزلی

به طور کلی 4 حالت را می‌توان در رابطه با اساس کار ژنراتور در نظر گرفت:

1. مستقل

   منظور از این حالت، این است که ژنراتور به هیچ نوع سیستم و یا برنامه دیگری متصل نبوده و در واقع به عنوان یک واحد جدا سبب تأمین تمام بار متصل به زمین می‌گردد. در واقع این دستگاه‌ها تنها منبع تغذیه موجود می‌باشند.
   در این مورد می‌توان به ژنراتورهای قابل حمل و یا ژنراتورهای اضطراری اشاره داشت.

2. موازی

   از ژنراتورهای به موازات شبکه می‌توان در مواردی که منبع ورودی از شبکه به میزان کافی برای تأمین تقاضای بار وجود ندارد، استفاده کرد.
   این دستگاه‌ها معمولاً به عنوان ژنراتورهای آماده به کار مورد استفاده قرار می‌گیرند.
   برای درک بهتر می‌توان مثالی زد. فرض کنید که نوعی ژنراتور صنعتی برای تولید هم‌زمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این شرایط نباید فرکانس دچار تغییر شود، اما ولتاژ ترمینال ژنراتور تا حدودی می‌تواند تغییر کند.

3. جزیره

   در این حالت، یک ژنراتور با دیگر ژنراتورها متصل بوده که در واقع ژنراتور به عنوان نوعی سیستم جدا شده می‌تواند تمام برق بار متصل را تأمین نماید.
   برای این حالت می‌توان به مواردی از جمله تأمین برق سیستم‌های قدرتمندی در سکوهای دریایی و یا کشتی‌ها اشاره داشت.

4. آماده به کار

   این حالت به عنوان یک پشتیبان از منبع تغذیه کار کرده و در شرایطی که شبکه خراب باشد، ژنراتور در زمان بسیار کوتاه شروع به کار می‌کند.

ژنراتورهای تجاری چگونه کار می‌کنند؟

ژنراتورهای تجاری می‌توانند با استفاده از سوخت‌های مختلف کار کنند.
کاربردهای تجاری متداول، تأمین نیروی آماده به کار در بخش‌های مراقبت‌های بهداشتی و مرکز داده است.
بیمارستان‌ها به تولید برق پشتیبان قابل اعتماد نیاز دارند، زیرا هر گونه از دست دادن نیرو می‌تواند به معنای از دست دادن جان انسان باشد، زیرا سیستم‌های پشتیبانی زندگی و اتاق‌های عمل به برق مداوم نیاز دارند.
دیتاسنترها همچنین به منبع تغذیه قابل اعتماد نیاز دارند، زیرا قطع برق می‌تواند داده‌های مهم دولتی و تجاری را به خطر بیندازد. بسیاری از بخش‌های تجاری دیگر وجود دارند که ژنراتورها را به عنوان برق آماده‌ به ‌کار نصب می‌کنند، از هتل‌ها گرفته تا مدارس و بلوک‌های اداری تجاری.
ژنراتورها همچنین برای تامین برق پیوسته در تنظیمات تجاری و سازمانی، به عنوان مثال در طرح‌های ترکیبی حرارت و برق، برای تولید همزمان استفاده می‌شوند.
در جایی که یک ساختمان یا محوطه بزرگ به گرما و همچنین برق نیاز دارد، استفاده از ژنراتور منطقی است. این به این دلیل است که وقتی انرژی سوخت در یک ژنراتور یا در واقع در یک نیروگاه به الکتریسیته تبدیل می‌شود، حدود نیمی از آن به عنوان گرما از دست می‌رود. به جای هدر دادن این گرما، طرح‌های تولید هم‌زمان از آن برای گرم نگه داشتن ساختمان و در کنار تولید برق استفاده می‌کنند.

ژنراتورهای صنعتی چگونه کار می‌کنند؟

ژنراتورهای صنعتی به همان روشی که در بالا توضیح داده شد کار می‌کنند، اما معمولاً به‌ گونه‌ای طراحی می‌شوند که قوی‌تر باشند تا بتوانند در محیط‌های ناهموار کار کنند.
ژنراتورهای مورد استفاده در کاربردهای معدنی، برای مثال، ممکن است در معرض شرایط گردوغبار زیاد قرار گیرند، بنابراین به قطعات فیلتر هوا و سوخت پیشرفته نیاز دارند.
ژنراتورهای مورد استفاده در تأسیسات شیمیایی و پتروشیمی ممکن است در محیط‌های خورنده یا انفجاری کار کنند و بنابراین نیاز به ویژگی‌های ایمنی مناسب دارند.
علاوه بر این، ژنراتورهای صنعتی ممکن است الزامات قابلیت اطمینان بیشتری داشته باشند. برای مثال، عملیات حفاری نفت و گاز، در صورت در دسترس نبودن برق در محل، می‌تواند ده‌ها یا صدها هزار دلار ضرر در یک روز ایجاد کند.
در عملیات معدن، از دست دادن نیرو می‌تواند به معنای از بین رفتن تهویه در معدن باشد که جان کارگران زیرزمینی را به خطر می‌اندازد. ژنراتورهای صنعتی باید به گونه‌ای پیکربندی شوند که ترکیبی از توان مورد نیاز، توان اولیه و توان مداوم را برای اطمینان از عملکرد ایمن و کارآمد فراهم کنند.

مراحل تولید برق توسط ژنراتور

ژنراتورها در واقع برق تولید نمی‌کنند، بلکه انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. در ادامه به بررسی نحوه عملکرد دیزل ژنراتور می‌پردازیم:

1. مرحله 1

   موتور از بنزین، سوخت دیزل، پروپان، گاز طبیعی یا یک منبع انرژی تجدید پذیر برای ایجاد انرژی مکانیکی استفاده می‌کند.

2. مرحله 2

   انرژی مکانیکی که توسط موتور تولید شده، توسط دینام برای فشار بارهای الکتریکی در سیم کشی ژنراتور مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3. مرحله 3

   حرکت بین میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی حرکت ایجاد می‌کند. در طی این فرآیند، روتور در اطراف استاتور نوعی میدان مغناطیسی متحرک تولید کرده که حاوی هادی‌های الکتریکی ثابت می‌باشد.

4. مرحله 4

   در این مرحله، تبدیل جریان DC به خروجی AC توسط روتور صورت می‌گیرد.

5. مرحله 5

   ژنراتور این جریان الکتریکی را برای وسایل، ابزارها یا سیستم الکتریکی ساختمان تامین می‌کند.

از بین دیزل ژنراتورهای تجاری، صنعتی و کاربردی، کدام بهتر کار می‌کنند؟

گاهی اوقات تمایز بین استفاده تجاری، صنعتی و کاربردی مبهم می‌شود. به‌ عنوان ‌مثال، برخی از پایگاه‌های نظامی، ژنراتورهایی دارند که در صورت قطع شدن خدمات الکتریکی از خارج، برق را تضمین می‌کنند، اما در زمان‌های عادی نیز برق را به شبکه صادر می‌کنند و عملاً به‌عنوان نیروگاهی برای شرکت برق عمل می‌کنند.
به همین ترتیب، برخی از دیتاسنترها از ژنراتورهای آماده به کار خود به عنوان نیروگاه‌های کوچک برای سرویس دهی به شبکه محلی خود در مواقعی که مرکز داده به آنها نیاز ندارند، استفاده می‌کنند.

سؤالات متداول

1. دیزل ژنراتورها چگونه استفاده می‌شوند؟

   موتور دیزل دینام را می‌چرخاند و جریان الکتریکی AC ایجاد می‌کند که این برای تغذیه تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شود. می‌توان از آنها برای تأمین طیف وسیعی از برنامه‌ها مانند مدارس، بیمارستان‌ها، کارخانه‌ها و خانه‌ها استفاده کرد.
   می‌توان از آنها به عنوان منبع اصلی برق و یا در صورت قطع برق استفاده کرد. ژنراتورها بر اساس برنامه رتبه‌بندی‌های مختلفی دارند:
   • حالت آماده به کار یا اضطراری (ESP)
   • توان زمان محدود (LTP) برای برنامه‌های آماده به کار
   • برق مستمر (COP)
   • توان رتبه اول (PRP) زمانی که به عنوان منبع اصلی برق استفاده می‌شود.

2. آیا دیزل ژنراتورها به نگهداری و تعمیر نیاز دارند؟

   تعمیر و نگهداری ژنراتور دیزلی باید در فواصل زمانی منظم و دقیق انجام شود. این موضوع بستگی به سازنده و نوع دستگاه دارد، اما مهم‌ترین موردی که معمولاً باید سرویس شود موتور است.
   موتورها معمولاً بعد از 250 یا 500 ساعت نیاز به سرویس دارند، اما فاصله سرویس توسط سازنده موتور تعیین می‌شود. اگر این را به خودرویی ربط دهید که با سرعت 50 یا 80 کیلومتر در ساعت و با سرعت 500 ساعت رانندگی می‌کند، مسافتی معادل 25000 مایل یا 40000 کیلومتر است!
   معمولاً در یک سرویس معمولی، یک بررسی کامل انجام می‌دهید، فیلتر هوا، فیلتر روغن و فیلتر سوخت، روغن و برخی از تسمه‌ها مانند تسمه فن رادیاتور و تسمه دینام شارژ را تعویض می‌کنید.

3. ژنراتور پروپان چیست و چگونه کار می‌کند؟

   پروپان یکی دیگر از گزینه‌های عالی برای سوخت یک ژنراتور است. موتورهای پروپان بسیار شبیه موتورهای بنزینی هستند که هر دوبر اساس اصل جرقه زنی کار می‌کنند. موتورهای پروپان ترکیبی از هوا و سوخت را به سیلندرهای موتور تزریق می‌کنند، جایی که یک شمع جرقه مخلوط را مشتعل می‌کند.
   پروپان دارای چندین مزیت است که ژنراتورهای پروپان را برای کاربردهای برق پشتیبان مسکونی مناسب می‌سازد. بنزین و گازوئیل هر دو ممکن است بعد از چند سال خراب شوند و نگه داشتن یک قوطی از هر دو سوخت در خانه می‌تواند بخار ایجاد کند. بنزین و گازوئیل نیز ممکن است ریخته شوند که منجر به پاک‌سازی دشوار می‌شود. در مقابل، پروپان را می‌توان به طور نامحدود و بدون خطر ریزش نگهداری کرد. مهم‌تر از همه، بسیاری از صاحبان خانه در حال حاضر یک سیلندر پروپان در دست دارند که نیاز به نگه داشتن یک کپسول سوخت اضافی در خانه را از بین می‌برد.

4. ژنراتور گاز طبیعی چیست و چگونه کار می‌کند؟

   ژنراتورهای گاز طبیعی بسیار شبیه به ژنراتورهای پروپان هستند. هر دو نیاز به شمع دارند و هر دو دارای مشخصات آلایندگی تمیز هستند. استفاده از گاز طبیعی معمولاً فقط در مکان‌هایی عملی است که توسط شبکه توزیع گاز طبیعی سرویس دهی می‌شود، ذخیره سازی خود به ندرت یک گزینه است. در مناطق روستایی همیشه این‌طور نیست.
   ژنراتورهای گاز طبیعی برای کاربردهای تجاری و صنعتی که در آن منبع مطمئن گاز طبیعی وجود دارد، مناسب هستند. به طور کل گاز طبیعی بسیار مقرون به صرفه و به طور گسترده در دسترس است.
   در کاربردهای مقیاس بزرگ که در آن مقادیر زیادی سوخت استفاده می‌شود، عدم نیاز به ذخیره سوخت در محل یک مزیت عمده است. علاوه بر این، از آنجایی که گاز طبیعی بسیار تمیز می‌سوزد، مقررات زیست محیطی برای ژنراتور گاز طبیعی نسبت به ژنراتورهای سوخت مایع به طور قابل توجهی محدودتر است و در نتیجه، گاهی اوقات می‌توان از آنها به روشی انعطاف‌پذیرتر از دیزل یا گازوئیل استفاده کرد.

5. در زمان ارزیابی دینام ژنراتور باید به چه مواردی توجه داشت؟

   موارد زیر عواملی هستند که باید به آنها توجه کنید:

   • محفظه فلزی در مقابل پلاستیک

     طراحی تمام فلزی، دوام دینام را تضمین می‌کند. محفظه‌های پلاستیکی با گذشت زمان تغییر شکل داده و باعث می‌شوند که قسمت‌های متحرک دینام در معرض دید قرار گیرند. این اتفاق سایش و پارگی را افزایش داده و مهم‌تر از آن اینکه می‌تواند برای کاربر خطرناک باشد.

   • بلبرینگ در مقابل بلبرینگ سوزنی

     بلبرینگ ترجیح داده می‌شود و دوام بیشتری دارد.

   • طراحی بدون جاروبک

     دینامی که از برس استفاده نمی‌کند، نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارد و همچنین قدرت بهتری تولید می‌کند.

6. چرا بعد از اضافه کردن بار به ژنراتور، ولتاژ خروجی کاهش پیدا می کند؟

   هنگامی که باری را به یک ژنراتور اضافه می‌کنید، ولتاژ خروجی آن کمی کاهش می‌یابد. این باعث می‌شود که تنظیم کننده ولتاژ وارد عمل شده و چرخه کار شروع شود. این چرخه تا زمانی ادامه می‌یابد که خروجی ژنراتور به ظرفیت کامل اصلی خود برسد.

7. چه زمانی باید سطح خنک کننده ژنراتور را بررسی کرد؟

   بررسی سطح مایع خنک کننده ژنراتور به صورت روزانه ضروری است. سیستم خنک کننده و پمپ آب باید پس از هر 600 ساعت شستشو و مبدل حرارتی پس از هر 2400 ساعت کارکرد ژنراتور تمیز شود.

8. یک ژنراتور چه نوع جریانی تولید می کند؟

   برخی انرژی مکانیکی را به جریان متناوب (AC) تبدیل می کنند، در حالی که برخی دیگر به جریان مستقیم (DC) تبدیل می‌شوند.
   یک ژنراتور AC از آهنرباها برای ایجاد الکتریسیته استفاده می‌کنند. نحوه کار ژنراتورهای DC کمی متفاوت است. آنها از روتور برای تبدیل جریان به ولتاژ AC استفاده می‌کنند.
   ژنراتورهای DC معمولاً برای تغذیه موتورهای بسیار بزرگ مانند راه آهن استفاده می شوند. ژنراتورهای AC برای تامین برق لوازم خانگی ایده آل هستند.