دیزل ژنراتور دستگاهی است که انرژی مکانیکی به دست آمده از یک منبع خارجی را به انرژی الکتریکی قابل استفاده، تبدیل می‌نماید. دیزل ژنراتور جهت تأمین جریان الکتریکی کاربرد دارد که در هنگام قطع برق، برای جلوگیری از توقف فعالیت‌های روزانه و یا اخلال در فعالیت‌های کسب و کار، مورد استفاده قرار می‌گیرد. دیزل ژنراتور در پیکربندی‌های مختلف الکتریکی و فیزیکی برای به‌کارگیری در زمینه‌های مختلف قابل استفاده است. در این مطلب، به معرفی اجزای دیزل ژنراتور و نحوه عملکرد این قطعات خواهیم پرداخت.
اجزای دیزل ژنراتور
اجزای اصلی یک دیزل ژنراتور را می‌توان به صورت زیر تقسیم‌بندی کرد:
- موتور ژنراتور
- دینام (ژنراتور تک)
- سیستم سوخت‌رسانی (مخزن دیزل ژنراتور)
- رگولاتور ولتاژ
- سیستم خنک‌کننده و اگزوز
- سیستم روغنکاری
- شارژر باتری
- کنترل پنل
- چارچوب یا قاب (شاسی دیزل ژنراتور)
(۱) موتور ژنراتور
موتور ژنراتور منبع انرژی مکانیکی ورودی به دیزل ژنراتور است.
اندازه قدرت موتور دیزلی مستقیماً متناسب با حداکثر توان خروجی ژنراتور (دیزل ژنراتور) می‌تواند کوپله شود.
عوامل متعددی وجود دارد که بایستی در ذهن داشته باشیم تا یک موتور دیزلی خوب را برای دیزل ژنراتور خود انتخاب نماییم.
۲ نکته اساسی برای انتخاب یک موتور دیزلی مناسب جهت استفاده در دیزل ژنراتور:
- نوع سوخت مورد استفاده دیزل ژنراتور
- نوع سوپاپ‌های موتور دیزل ژنراتور
(۲) دینام (ژنراتور تک)
ژنراتور تک یا همان دینام (همچنین به عنوان “genhead” شناخته می‌شود) بخشی از دیزل ژنراتور است که خروجی برق حاصل از ورودی مکانیکی تأمین‌شده توسط موتور دیزل ژنراتور را تولید می‌کند.
ژنراتور شامل مجموعه‌ای از قطعات ثابت و متحرک است که در محفظه روکشی قرار گرفته‌اند. این قطعات با یکدیگر به صورت اتوماتیک در ارتباط هستند که منجر به ایجاد حرکت نسبی بین میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی می‌شوند. این امر به نوبه خود، در نهایت، منجر به تولید برق می‌گردد.
اجزای ژنراتور عبارتند از:
- (الف) استاتور — این جزء ثابت ژنراتور در دیزل ژنراتور بوده و شامل مجموعه‌ای از هادی‌های الکتریکی در سیم پیچ روی یک هسته آهنی است.
- (ب) روتر — این جزء متحرک ژنراتور است که یک میدان مغناطیسی دوار تولید می‌کند که یکی از سه نوع زیر است:
- ۱. با القاء: آلترناتورهای بدون جاروبک به این شکل عمل می‌کنند و معمولاً در ژنراتورهای دیزلی بزرگ کاربرد دارند.
- ۲. توسط آهنرباهای دائمی: این جزء مشترک در دستگاه‌های ژنراتور کوچک است.
- ۳. با استفاده از محرک: محرک کوچکی که به واسطه یک منبع جریان مستقیم (DC) عمل می‌کند.
روتور منجر به تولید میدان مغناطیسی در استاتور شده و این امر، بین سیم پیچ‌های استاتور اختلاف ولتاژ ایجاد می‌کند. در نهایت، به این طریق، جریان متناوب (AC) در خروجی دیزل ژنراتور ایجاد می‌گردد.
همچنین، هنگام انتخاب ژنراتور مناسب برای دیزل ژنراتور، باید به نکات زیر توجه داشته باشید:
- ۱. محفظه فلزی در مقابل محفظه پلاستیکی — طرح تمام فلزی دوام ژنراتور را تضمین می‌کند. بدنه پلاستیکی ژنراتور با قرارگیری در معرض قطعات متحرک، ممکن است با گذشت زمان، دچار افزایش ساییدگی و پارگی شود.
- ۲. طراحی بدون جاروبک یا با جاروبک — دینام دارای جاروبک، نیاز به عملیات نگهداری کمتری دارد و همچنین، توان تولید برق بهتری را ارائه می‌کند.
(۳) سیستم سوخت دیزل ژنراتور
مخزن سوخت معمولاً دارای ظرفیت کافی برای روشن نگه داشتن دیزل ژنراتور برای ۶ تا ۸ ساعت به طور متوسط است. در مورد دیزل ژنراتور کوچک، مخزن سوخت بخشی از پایه شاسی دیزل ژنراتور است یا در بالای قاب دیزل ژنراتور نصب می‌شود. برای استفاده از دیزل ژنراتور در مصارف تجاری و صنعتی، ممکن است به نصب یک مخزن سوخت خارجی در کنار دیزل ژنراتور نیاز داشته باشید.
سیستم سوخت‌رسانی دیزل ژنراتور اساساً شامل اجزای زیر است:
- اتصال لوله‌ای از مخزن سوخت به موتور دیزل ژنراتور: لاین تأمین سوخت از مخزن به موتور و لاین بازگشت سوخت از موتور به مخزن.
- لوله تهویه برای مخزن سوخت: مخزن سوخت دارای لوله تهویه است که در هنگام پر کردن مجدد و زهکشی از مخزن برای جلوگیری از فشار یا خلاء به کار می‌رود.
- اتصال سرریز از مخزن سوخت به لوله تخلیه
- پمپ سوخت: جهت انتقال سوخت از مخزن اصلی به موتور دیزلی به کار برده می‌شود. پمپ سوخت به طور معمول به شکل الکتریکی کنترل می‌شود.
- جداساز سوخت / صافی بنزین: فیلتر سوخت مایع برای حفاظت از اجزای دیگر دیزل ژنراتور در مقابل خوردگی و آلودگی است.
- تزریق‌کننده یا انژکتور سوخت: این بخش تنظیم‌کننده سوخت مایع است و مقدار سوخت مورد نیاز را به محفظه احتراق موتور تزریق می‌کند.
(۴) رگولاتور ولتاژ
همانطور که از نام آن پیداست، رگولاتور ولتاژ یا AVR، ولتاژ خروجی دیزل ژنراتور را تنظیم می‌کند. هر یک از مؤلفه‌های زیر نقش مؤثری را در روند تنظیم ولتاژ ژنراتور دارند:
- رگولاتور ولتاژ: تبدیل ولتاژ AC به جریان DC.
- سیم پیچ تحریک یا اکسایتر (Exciter Windings): تبدیل جریان DC به AC — سیم پیچ تحریک عملکردی شبیه به سیم پیچ‌های استاتور اولیه دارد .سیم پیچ تحریک به یکسوساز دوار متصل شده است.
- یکسوساز دوار: جریان AC تولیدشده توسط سیم پیچ‌های تحریک و تبدیل آن به جریان DC را اصلاح می‌نماید.
- روتور: روتور باعث افزایش ولتاژ AC در سراسر سیم پیچ‌های استاتور ژنراتور می‌شود که به عنوان یک افزایش‌دهنده ولتاژ خروجی AC عمل می‌کند.
(۵) سیستم خنک‌کننده و اگزوز
- سیستم خنک‌کننده: استفاده مداوم از دیزل ژنراتور باعث می‌شود اجزای مختلف آن داغ شوند. از همین رو، ضروری است که سیستم خنک‌کننده و تهویه، گرمای حاصل از فعالیت دیزل ژنراتور را به خارج هدایت نماید.
آب گاهی اوقات به عنوان مایع خنک‌کننده برای دیزل ژنراتور استفاده می‌شود، اما این عمدتاً محدود به شرایط خاص است، مانند دیزل ژنراتورهای کوچک در کاربردهای کم‌ظرفیت و یا واحدهای بسیار بزرگ ۲۲۵۰ کیلو وات و بالاتر. گاهی اوقات، از هیدروژن به عنوان خنک‌کننده سیم پیچ‌های استاتور در ژنراتورهای بزرگتر استفاده می‌شود. هیدروژن در جذب گرما بهتر از سایر مواد خنک‌کننده عمل می‌کند.
بررسی سطح مایع خنک‌کننده برای دیزل ژنراتور به صورت روزانه ضروری است. سیستم خنک‌کننده و پمپ آب باید بعد از هر ۶۰۰ ساعت و فیلتر هوا باید پس از هر ۲۴۰۰ ساعت کارکرد دیزل ژنراتوز پاکسازی یا تعویض گردد. علاوه بر این، دیزل ژنراتور باید در یک فضای باز و دارای تهویه مناسب نگهداری شود. فاصله استاندارد باید حداقل حدود یک متر از همه طرف دیزل ژنراتور و با در نظر گرفتن جریان هوای آزاد باشد. - سیستم اگزوز: دود اگزوز ساطع شده از یک دیزل ژنراتور حاوی مواد بسیار سمی است و باید به درستی مدیریت شود. از این رو، ضروری است که نصب یک سیستم اگزوز مناسب برای تخلیه گازهای خروجی ترتیب داده شود. لوله‌های اگزوز معمولاً از چدن، آهن نرم و یا فولاد ساخته می‌شوند. لوله‌های اگزوز معمولاً به موتور دیزل با یک قطعه اتصال‌دهنده انعطاف‌پذیر وصل شده و انتهای لوله اگزوز به محیط بیرونی امتداد می‌یابد.
(۶) سیستم روغنکاری یا سیستم روانکاری دیزل ژنراتور
جهت افزایش طول عمر قطعات و اطمینان از عملکرد صحیح دیزل زنراتور، از سیستم روانکاری یا سیستم روغنکاری در دیزل ژنراتور استفاده می‌شود. باید سطح روغن مخزن پس از گذشت هر ۸ ساعت از کارکرد دیزل ژنراتور بررسی شود. شما همچنین باید مراقب هر گونه نشتی از سیستم روغنکاری باشید و به علاوه، فیلتر روغن پس از هر ۵۰۰ ساعت کارکرد دیزل ژنراتور نیاز به تعویض دارد.
(۷) شارژر باتری
شارژ باتری دیزل ژنراتور بایستی با دقت بسیار بالا و متناسب با ولتاژ آن صورت پذیرد. اگر اضافه ولتاژ به باتری وارد شود، تأثیر منفی بر عمر باتری خواهد داشت. شارژر باتری دیزل ژنراتور معمولاً از فولاد ضد زنگ جهت جلوگیری از خوردگی ساخته می‌شود. شارژر جریان ثابتی از انرژی را برای باتری دیزل ژنراتور فراهم می‌کند و به این ترتیب، شارژ تخلیه‌شده در نتیجه کارکرد ژنراتور را تأمین می‌نماید.
با گذشت زمان نیز مقداری از شارژ باتری تخلیه می‌شود. شارژر در این مواقع نیز وظیفه تأمین انرژی باتری را به عهده دارد. به طور کلی، شارژر با تأمین جریان ثابتی از انرژی، به افزایش طول عمر باتری کمک می‌کند و همچنین، عملکرد قابل اطمینان ژنراتور را در مواقع نیاز تضمین می‌کند.
(۸) کنترل پنل دیزل ژنراتور
کنترل پنل در واقع به عنوان رابط کاربری دیزل ژنراتور عمل می‌کند و شامل ابزار های مدیریت و کنترل مانند کنترل ولتاژ است. تولیدکنندگان مختلف دیزل ژنراتور کنترل پنل‌های متنوعی را برای کنترل آسان دیزل ژنراتور تولید می‌کنند. کنترل پنل دیزل ژنراتور به کنترل پارامترهای مختلف دیزل ژنراتور مانند آب، روغن، فرکانس، ولتاژ خروجی و تغییر عملکرد بین برق اصلی و برق اضطراری ژنراتور می‌پردازد.
پنل کنترل دیزل ژنراتور معمولاً توسط خود سازنده ژنراتور طراحی و تولید می‌شود. اگرچه اکثر ژنراتورها دارای کنترل پنل یکپارچه هستند، اما در برخی مواقع، با توجه به نیازهای مشتری، از کنترل پنل سفارشی استفاده می‌شود. در کل، از برخی قابلیت‌های کنترلی که در کنترل پنل‌های امروزی وجود دارند، می‌توانیم به خوانش‌های دیجیتال پیوسته، صفحه نمایش LCD، سنسور زمان کارکرد، سنسور فشار روغن، سنسور دمای آب و… اشاره کنیم.
(۹) شاسی دیزل ژنراتور
شاسی دیزل ژنراتور ساختار فلزی است که ژنراتور دیزلی پس از کوپله روی آن قرار می‌گیرد. شاسی دیزل ژنراتور به دو نوع ثابت و متحرک طبقه‌بندی می‌شود. شاسی‌کشی دیزل ژنراتور علاوه بر ایجاد استحکام و ثبات که می‌تواند پایداری ژنراتور را هنگام فعالیت افزایش داده و از لرزش دستگاه بکاهد، مانند یک قاب محافظ هم عمل می‌کند.
مقالات مرتبط:
