ژنراتور برق چيست و انواع ژنراتور؟

ژنراتور برق دستگاهي است که نيروي الکتريسيته و برق توليد کرده و از قطع فعاليت هاي روزانه يا اختلال در عمليات کاري پيشگيري مي کند. ژنراتورها به شکل هاي فيزيکي و الکتريکي براي کاربردهاي مختلف در دسترس مي باشند. انتخاب بهترين ژنراتور برق مورد نياز کاري پيچيده بوده و نياز به عمليات محاسباتي دقيق دارد و مي بايست توسط کارشناس مربوطه صورت گيرد تا با صرف معقول ترين هزينه، بيشترين کارايي عايد مصرف کننده گردد. در ادامه به ارائه اطلاعات در مورد ژنراتور مي پردازيم تا با آشنايي کامل از اين محصول بهترين انتخاب را در اين زمينه داشته باشيد.

ژنراتور چگونه کار مي کند؟

ژنراتور برق وسيله اي است که انرژي مکانيکي به دست آمده از منبع بيروني را به انرژي الکتريکي به عنوان خروجي تبديل مي کند. بايد بدانيم که ژنراتور انرژي الکتريکي توليد نمي کند. در عوض، با استفاده از انرژي مکانيکي عرضه شده و با ايجاد حرکت و توليد بار الکتريکي در سيم پيچ ها در مدار الکتريکي، برق را به عنوان خروجي سيستم توليد مي کند. اين جريان، شارژ الکتريکي جريان الکتريکي عرضه شده توسط ژنراتور است. مکانيسم ژنراتور را مي توان با درک کار پمپ آب فهميد که باعث جريان آب مي شود اما واقعا آبي ايجاد نمي کند و فقط آب جريان مي يابد.

ژنراتورهاي برق از دو قسمت تشکيل شده اند:

قسمت متحرک را روتور و قسمت ساکن آن را استاتور مي گويند. روتورها نيز از نظر ساختمان دو دسته اند: ماشين هاي قطب صاف و ماشين هاي قطب برجسته.
اين دستگاه ها به طور قرار دادي بر اساس توان برق بر حسب کيلووات آمپر (KVA يا کاوا) و يا کيلو وات (KW) تقسيم بندي مي شوند. در واقع هم موتور بايد توان توليد اين نيرو را (که بر حسب اسب بخار نيز عنوان مي شود) داشته باشد و هم ژنراتور بايد بتواند با نيروي محرک هايي که موتور توليد مي کند اين خروجي را بدهد.

انواع موتور ژنراتور از لحاظ سوخت مصرفي

• موتور ژنراتورهاي گازوئيل سوز (Diesel Gensets)
• موتور ژنراتورهاي گازسوز (Gas Gensets)
• موتور ژنراتورهاي دوگانه سوز (Dual Fuel Gensets)

اجزاي اصلي ژنراتور الکتريکي به صورت زير تقسيم بندي مي شود:

1. موتور
2. ژنراتور
3. سيستم سوخت
4. تنظيم کننده ولتاژ
5. سيستم خنک سازي و اگزوز
6. سيستم روغنکاري
7. شارژ باطري
8. پنل کنترل
9. چارچوب اصلي

1. موتور

اين قسمت حياتي ترين بخش ديزل ژنراتور است و تمام توان مکانيکي که ژنراتور براي حرکت مي خواهد تامين مي کند. موتور در ديزل ژنراتور بايد بسيار دقيق انتخاب شود. زيرا توان مکانيکي که يک موتور تامين مي کند، مي تواند توان الکتريکي خروجي ژنراتور را مشخص کند و به اين وسيله قدرت الکتريکي براي استفاده از ديزل ژنراتور بدست مي آيد.

در انتخاب موتور ديزل ژنراتور موارد ديگري همانند ميزان صداي توليدي ژنراتور و ميزان حجم محفظه سوخت نيز مهم هستند که بايد به آن ها توجه نمود.
موتورهاي ديزلي براي راه اندازي و توليد توان، نياز به توان الکتريکي دارند. از اين رو در اکثر موارد از منبع تغذيه که ولتاژ مستقيمي (DC) در حدود 12 تا 24 ولت را توليد مي کند، براي راه اندازي موتور استفاده مي شود. اين منبع تغذيه مي تواند خود موتور الکتريکي يا تعداد باتري باشد که اين ميزان ولتاژ را تامين مي کند.

2. ژنراتور

ژنراتور برق قلب تپنده توليد توان الکتريکي ديزل ژنراتور است که انرژي اوليه خود را از موتور گرفته و توليد برق مي کند. نوع ژنراتور بر حسب نياز ما تعيين مي شود. براي مثال براي توليد توان بالا نياز به ژنراتور القايي داريم. ساختمان ژنراتور اعم ازنوع سيم پيچي روتور و استاتور و جريان تحريک آن، تعيين کننده نحوه عملکرد ديزل ژنراتور است.

3. سيستم سوخت

تانک سوخت معمولا ظرفيت کافي براي حفظ کارکرد 6 تا 8 ساعت را بطور متوسط دارد. در مورد واحدهاي کوچک موتور ژنراتور، تانک سوخت قسمتي از پايه ژنراتور شده است. براي کاربردهاي تجاري، ممکن است لازم باشد تا بطور مستقيم باشد و روي تانک سوخت خارجي نصب شده باشد.

قسمت هاي معمول سيستم سوخت

• ارتباط لوله از مخزن سوخت به موتور
• عرضه مستقيم سوخت از تانک به موتور و برگشت مستقيم از موتور به تانک
• ارتباط سرريز از تانک سوخت به لوله زهکش
• پمپ سوخت
• سوخت را از تانک ذخيره اصلي به تانک روز منتقل مي کند. پمپ سوخت نوعا بطور الکتريکي کار مي کند.
• جداکننده آب و سوخت، آب و ماده خارجي را از سوخت مايع براي پشتيباني از اجزاي ديگر ژنراتور در مقابل خوردگي و آلودگي جدا مي کند.
• انژکتور سوخت، سوخت مايع را اتميزه کرده و در مورد نياز سوخت در اتاقک احتراق موتور اسپري مي شود.

4. رگولاتور ولتاژ

رگولاتور ولتاژ وظيفه تنظيم ولتاژ خروجي ژنراتور را دارد که اين کار با عملکرد اجزايي مانند رگولاتور، سيم پيچي تحريک کننده و روتور يکسو کننده انجام مي پذيرد.

5. سيستم خنک کننده

در ديزل ژنراتورها خنک کردن اجزاي ولتاژ بسيار مهم است چرا که داغ شدن زياد و طولاني مدت آن باعث خراب شدن قطعات مي شود که به عملکرد دستگاه ضربه مي زند. در برخي از ديزل ژنراتورها از مايع و در برخي ديگر از گاز هيدروژن براي خنک سازي استفاده مي شود.

6. سيستم روغنکاري

در ديزل ژنراتور اجزاي مکانيکي بسياري وجود دارد که دائما در حال کار و حرکت مي باشند. لذا براي کارايي بهتر نياز است که اجزا روغن کاري شوند. معمولا هر 10 ساعت کار با ديزل ژنراتور، بايد سطح روغن آن را کنترل کرد و هر 500 ساعت روغن بايد تعويض شود.

7. شارژر باتري

شروع عملکرد ژنراتور باطري محور است. اين قسمت علاوه بر شارژ باتري، ميزان شارژ را نشان مي دهد. توان اين شارژ با توان خروجي ژنراتور متناسب است.

8. کنترل پنل

اين قسمت وظيفه کنترل الکتريکي کل سيستم را دارد. قسمت هايي که لازم است کنترل شوند به شرح ذيل است:
• کنترل ژنراتور، شامل کنترل تمامي پارامترهاي دخيل در ژنراتور است که شامل ولتاژ، جريان و فرکانس است.
• کنترل موتور، در قسمت کنترل موتور بايد پارامترهاي سرعت، ميزان روشن بودن، فشار روغن، ميزان حرارت سيال خنک کننده و غيره اندازه گيري شود.
• پنل خاموش و روشن، سيستم روشن و خاموش کردن اتوماتيک که در بعضي از ديزل ژنراتورها وجود دارد.

9. چارچوب/شاسي موتور ژنراتور

ديزل ژنراتور قابل حمل يا ثابت مي باشد. در حالت کلي تمامي تجهيزات بالا بر روي سکو يا همان شاسي قرار مي گيرد.

انواع مولد

برحسب کاربرد، کارخانجات سازنده چهار نوع را پيشنهاد مي دهند:
1. اضطراري (Standby)
2. پايه (Prime)
3. دائم (Continuous)
4. چندمنظوره

مولد اضطراري (Standby)

اين مولد در حالت قطع برق شهري به صورت خودکار اقدام به تامين برق مشترکين مي کند. يک مدل از ژنراتور بصورت استندباي ممکن است لازم باشد تا چند ساعت در ماه عمل کند، اما مدل هاي ديگري از ژنراتورهاي پرايم (Prime) هستند که بايد پيوسته کار کنند. زماني که يک ژنراتور جايگزين راه مي افتد، ممکن است با شرايط بخصوص عمل کند، مانند 10% بار اضافه (Over Load).
موارد کاربرد، تامين برق اضطراري بيمارستان، کارخانجات، ادارات و غيره بدون اتصال به شبکه مي باشد.

مولد پايه (Prime)

معمولا در اماکني که موقتا به برق نياز است، مورد استفاده قرار مي گيرد؛ مانند اردوگاه ها، نمايشگاه ها، اکتشاف معادن و کمپ ها. اين مولد نبايد در کاربردهاي ساخت نيروگاه استفاده شود.

خروجي با بارهاي مختلف در زمان هاي نامحدود قابل تامين مي باشد. اين ژنراتورها عموما قادر به تامين پيک تقاضاي 100% ظرفيت اوليه ekW بوده و با 10% ظرفيت اضافه بار براي مدت زمان محدود نيز در دسترس مي باشند (توان اوليه مطابق با ISO8528 و توان اضافي مطابق با BS5514 ،DIN6271 ،ISO3046 و AS2789).
اين دسته بندي (Rating) براي تمامي مدل هاي ژنراتور قابل استفاده نيست. کاربردهاي عمومي آن که فقط ژنراتور مرجع توان بوده و براي ارتباط راه دور با معادن، سايت هاي ساختماني، زمين برگزاري نمايشگاه و فستيوال و غيره است.

مولد دائم (Continuous)

مولد دائم براي امور نيروگاهي يا برق سراسري مورد استفاده قرار مي گيرد و قابليت فراهم سازي توان پيوسته براي يک بار ثابت تا ظرفيت نامي خروجي براي زمان هاي نامحدود را دارد.

امکان جانشين شدن اضافه بار براي اين رتبه در دسترس نيست. براي انتخاب دسته صحيح با توزيع کننده هاي مجاز مشورت فرماييد (مطابق با ISO8528 ،BS5514 ،DIN6271 ،ISO3046 ،AS2789)
اين رتبه بندي براي تمامي مدل هاي ژنراتورها قابل استفاده نمي باشد. کاربردهاي عمومي براي ژنراتورهايي که بار يکسان پيوسته را تامين مي کنند يا به صورت موازي با فيدر توان اصلي و دائم شبکه براي ماکزيمم سطح مجاز 8760 ساعت در سال. همچنين ممکن است براي پشتيباني / پيک شبکه (حتي از طريق اعمال براي 200 ساعت در سال) مورد استفاده قرار گيرد.

کوپله ديزل ژنراتور

کار اتصال موتور ديزل و ژنراتور به هم و نصب آن بر روي شاسي فلزي و قراردادن يک تابلو و کنترل را در کنار آن اصطلاحا کوپله کردن (Coupling) گويند.

مقايسه ژنراتورهاي گاز سوز و ديزل براي ماينرها

مزاياي ژنراتور هاي گازي

• سوختي پاک
• دسترسي آسان
• هزينه ارزان سوخت
• عدم نياز به ذخيره سوخت
• نداشتن بوي تند نسبت به ساير سوخت ها

معايب ژنراتور هاي گازي

• چنانچه بلاياي طبيعي رخ دهد دسترسي به گاز کاهش ميابد.
• چنانچه انفجاري در خط لوله رخ دهد، دستگاه تهديدي جدي به شمار مي آيد.
• گاز طبيعي يک منبع تجديد ناپذير است.
• قيمت خود دستگاه بسيار زياد است.

منبع:famcocorp.com

ارتباط با همکاران:dgpromot.ir