اجزای اصلی دیزل ژنراتور
شامل موتور دیزلی (Diesel Engine)، آلترناتور یا ژنراتور تک (Alternator)، سیستمهای سوخت یا تانک (Fuel System)، رگولاتور یا تنظیمکننده ولتاژ (Voltage Regulator)، سیستمهای خنککننده و اگزوز (Cooling And Exhaust System)، سیستم روانکاری (Lubrication System)، شارژر باتری (Battery Charger)، کنترل پنل (Control Panel)، مجمع اصلی/ قاب (شاسی دیزل ژنراتور) (Main Assembly/ Frame) میباشد که در ادامه به شرح آنها میپردازیم.
موتور
موتور منبع انرژی مکانیکی ورودی به دیزل ژنراتور میباشد.
اندازه قدرت موتور دیزلی به طور مستقیم متناسب با حداکثر توان خروجی ژنراتور (دیزل ژنراتور) میتواند کوپله شود.
۲ نکته اساسی در انتخاب یک موتور دیزلی برای استفاده در دیزل ژنراتور:
1. نوع سوخت مورد استفاده دیزل ژنراتور
2. نوع سوپاپهای موتور دیزل ژنراتور
آلترناتور (ژنراتور تک)
ژنراتور تک یا همان آلترناتور (كه همچنین به عنوان genhead شناخته میشود) بخشی از دیزل ژنراتور است که خروجی برق حاصل از ورودی مکانیکی عرضه شده توسط موتور دیزل ژنراتور را حاصل مینماید.
ژنراتور شامل مجموعهای از قطعات ثابت و متحرک است که در محفظه روکشی قرار گرفته است. این قطعات با یکدیگر به صورت اتوماتیک در ارتباط میباشند که منجر به حرکت نسبی بین میدانهای مغناطیسی و الکتریکی میشوند، که به نوبه خود مسبب تولید برق میشود. اجزای ژنراتور عبارت است از:
استاتور
این جز ثابت ژنراتور در دیزل ژنراتور است. شامل مجموعهای از هادی الکتریکی در سیمپیچ روی یک هستهی آهنی.
روتور
این جز در حال حرکت است که یک میدان مغناطیسی دوار تولید میکند که یکی از سه نوع زیر است:
القا: این روش به عنوان1. alternators بدون جاروبک شناخته شده است و معمولا در ژنراتورهای بزرگ استفاده میشود.
آهنرباهای دائمی: این جز مشترک در واحدهای ژنراتور کوچک است1. .
محرک: محرک کوچک از یک منبع جریان مستقیم3. . (DC)
روتور یک میدان مغناطیسی در حال حرکت بر روی استاتور تولید میکند، که باعث اختلاف ولتاژ بین سیمپیچهای استاتور میشود. این عمل منجر به تولید جریان متناوب (AC) در خروجی دیزل ژنراتور میگردد.
موارد زیر عواملی هستند که میبایست در انتخاب یک ژنراتور برای دیزل ژنراتور به یاد داشته باشید:
محفظه فلزی در مقابل محفظه پلاستیکی: طرح تمام فلزی تضمین دوام ژنراتور است. بدنه پلاستیکی ژنراتور1. در معرض قطعات متحرک آلترناتور میباشد که با گذشت زمان باعث افزایش ساییدگی و پارگی میشود. این موضوع بسیار خطرناک است.
طراحی بدون جاروبک: آلترناتور که جاروبک استفاده میکند که نیاز به نگهداری کمتر و همچنین تولید برق بهتری2. نیز دارد.
سیستم سوخت دیزل ژنراتور
مخزن سوخت معمولا دارای ظرفیت کافی برای روشن نگه داشتن دیزل ژنراتور برای 6 تا 8 ساعت به طور متوسط است. در مورد دیزل ژنراتور کوچک، مخزن سوخت، بخشی از پایه شاسی دیزل ژنراتور است که در بالای قاب دیزل ژنراتور نصب شده است. برای استفاده از دیزل ژنراتور در زمینه تجاری، ممکن است به احداث و نصب یک مخزن سوخت خارجی در کنار دیزل ژنراتور باشد.
ویژگیهای مشترک سیستم سوخت دیزل ژنراتور شامل موارد زیر است:
- اتصال به لوله از مخزن سوخت به موتور دیزل ژنراتور: خط عرضه هدایت سوخت از مخزن به موتور و خط بازگشت هدایت 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 تانکر، برای جلوگیری از فشار یا خلاء میباشد.
- اتصال سرریز از مخزن سوخت به لوله تخلیه
- پمپ سوخت: جهت نقل و انتقال سوخت از مخزن اصلی به مخزن فعلی به کار برده میشود. پمپ سوخت به طور معمول الکتریکی اداره میشود.
- جداساز سوخت/ صافی بنزین: این فیلتر سوخت، مایع برای حفاظت از اجزای دیگر دیزل ژنراتور از خوردگی و آلودگی است.
- تزریقکننده سوخت: این بخش تنظیمکننده سوخت مایع و مقدار اسپری مورد نیاز به محفظه احتراق موتور میباشد.
هشدار: هنگام پر کردن مخزن سوخت، از تماس بین نازل و مخزن سوخت اطمینان حاصل نمایید که مانع از جرقه شود.
رگولاتور ولتاژ
این بخش جهت تنظیم ولتاژ خروجی دیزل ژنراتور است. مکانیسم زیر برای هر یک از مؤلفهها نقش موثری در روند تنظیم ولتاژ را دارا میباشد.
رگولاتور ولتاژ: تبدیل ولتاژ AC به جریان DC. تنظیمکننده ولتاژ جهت این که یک بخش کوچک از خروجی ژنراتور ولتاژ AC را به جریان DC تبدیل نماید.
سیمپیچ تحریک (Exciter Windings): تبدیل جریان DC به AC کنونی. سیمپیچ تحریک کنونی عملکردی شبیه به سیمپیچهای استاتور اولیه و کوچک، در تولید جریان AC دارد. سیمپیچ تحریک به واحدهای شناخته شده به یکسوکننده دوار متصل شده است.
دوار یکسوکنندهها: تبدیل AC کنونی به جریان DC. جریان AC تولید شده توسط سیمپیچهای تحریک و تبدیل آن به جریان DC را اصلاح میکند. این جریان DC تغذیه روتور/آرماتور گشته که به ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوار بر روتور/آرماتور میگردد .
روتور/ آرماتور: تبدیل جریان DC به ولتاژ AC. امروزه روتور/آرماتور باعث افزایش ولتاژ AC در سراسر سیمپیچهای استاتور ژنراتور میشود که در حال حاضر به عنوان یک افزایشدهنده ولتاژ خروجی AC میباشد.
سیستمهای خنککننده و اگزوز
- سیستم خنککننده: استفاده مداوم ازدیزل ژنراتور باعث داغ شدن اجزای مختلف آن میشود. ضروری است که خنککننده و سیستم تهویه، گرمای حاصل دیزل ژنراتور را به خارج هدایت نماید.
آب گاهی اوقات به عنوان مایع خنککننده برای دیزل ژنراتور استفاده میشود، اما این عمدتا محدود به شرایط خاصی مانند دیزل ژنراتورهای کوچک در کاربردهای کم ظرفیت و یا واحد بسیار بزرگ بیش از 2250 kW و بالاتر است. گاهی اوقات از هیدروژن به عنوان خنککننده سیمپیچهای استاتور برای دیزل ژنراتورهای بزرگتر استفاده میشود. هیدروژن در جذب گرما بهتر از سایر مادههای سردکننده عمل مینماید.
بررسی سطح مایع خنککننده برای دیزل ژنراتور به صورت روزانه ضروری است. سیستم خنککننده و پمپ آب باید بعد از هر 600 ساعت و فیلتر هوایی باید پس از هر 2400 ساعت کار دیزل ژنراتور تمیز گردد. دیزل ژنراتور باید در یک فضای باز و دارای تهویه نگهداری شود. فضای استاندارد حداقل 3 فوت از همه طرف دیزل ژنراتور با در نظر گرفتن جریان آزاد هوا باشد.
- سیستم اگزوز: ضمن کاهش صدای حاصل از احتراق، گازهای خروجی از سیلندرها را به سرعت به خارج از محیط نصب هدایت میکند. طراحی مسیر لولهها بسیار حائز اهمیت است؛ زیرا هر گونه مقاومتی در مسیر خروج این گازها سبب ایجاد فشار منفی شده و این به نوبه خود سبب کاهش توان خروجی موتور و افزایش حرارت میگردد. گازهای خروجی توسط مانیفولد اگزوز از هر سیلندر جمعآوری شده و در نهایت به یک لوله واحد هدایت میشوند. طراحی مانیفولدها به گونهای است که هدایت دود در آنها با حداقل اغتشاش و عدم ایجاد فشار منفی انجام میشود. در انواع دیزلها عمدتا از مانیفولدهای خشک استفاده میشود ولی در بعضی کاربردهای خاص از لولههای دو جداره که با لایهای از آب خنک میشود و یا سه جداره که با لایهای از آب و لایهای از هوا خنک میشود استفاده میشود. این تجهیزات اضافی هیچ گونه تاثیری در انتقال حرارت نداشته و فقط جهت حفاظت فیزیکی اپراتور در مقابل لمس قطعات داغ به کار میروند. موقعیت اتاق و چیدمان تجهیزات در داخل اتاق نصب، تعیینکننده مسیر اگزوز دستگاه میباشد. در نتیحهی آن در طراحی مسیر، موارد زیر باید لحاظ گردد:
- افت فشار ایجاد شده در طول مسیر نباید بیش از 7 kPa باشد که مقدار آن به عواملی نظیر طول لوله، تعداد زانوهای به کار رفته، زاویه زانوها، ساختمان منبع اگزوز، لوله فلاکسیبل و درب آببندی انتهای اگزوز بستگی دارد.
- تجهیزات به کار رفته در مسیر اگزوز باید به گونهای نصب گردند که هیچ گونه فشاری از آنها به دستگاه وارد نشود.
- حداقل فاصله سیستم اگزوز از مواد قابل اشتعال 25 سانتی متر میباشد.
- زاویه برش انتهای لوله 30 تا 40 درجه باشد که مانع از اغتشاش دود شده و موجب کاهش صدا میشود.
- در چند نقطه در پایینترین سطح، باید خروجی با درپوش برای تخلیه آب قرار داده شود.
- استفاده از لوله اگزوز مشترک با سایر دستگاهها مانند بویلر و همچنین سایر دیزل ژنراتورها سبب برگشت دود به سوی دستگاه خاموش میشود لذا هر دستگاه دیزل ژنراتور باید لوله اگزوز اختصاصی خود را داشته باشد.
سیستمهای روانکاری دیزل ژنراتور
دیزل ژنراتور شامل قطعات متحرک بسیار زیادی است. جهت افزایش طول عمر قطعات و اطمینان از عمل صحیح دیزل ژنراتور، باید از سیستم روانکاو مراقبت کرد. این کار شامل چک کردن سطح روغن در مخزن روانکاو هر 8 ساعت از کار دیزل ژنراتور، چک کردن هر نشتی از روانکنندهها و تعویض روغن هر 500 ساعت عملیات دیزل ژنراتور میباشد.
شارژر باتری
شارژ باتری توسط دیزل ژنراتور میبایست با دقت بسیار بالا و متناسب با ولتاژ آن صورت پذیرد. اگر عقربه ولتاژ بسیار پایین است، باتریها تحت شارژ میباشند. اگر عقربه ولتاژ بسیار شناور باشد، عمر باتری را کوتاه میکند. شارژرهای باتری معمولا از فولاد ضدزنگ جهت جلوگیری از خوردگی ساخته شده است. ولتاژ DC خروجی شارژر باتری در 2.33 V برای هر سلول است، که ولتاژسنج دقیق برای باتریهای اسید سرب است.
کنترل پنل
از نظر بصری، کنترل پنل مجموعهای از نمایشگرهاست که اندازهگیری پارامترهای مختلف مانند ولتاژ، جریان و فرکانس را از طریق گیجها و مترها نشان میدهد. این کنتورها و گیجها در بدنهای فلزی، معمولاً ضدخوردگی، برای محافظت در برابر تأثیر باران یا برف تنظیم میشوند. پنل ممکن است بر روی بدنه خود ژنراتور نصب شود که معمولاً در ژنراتورهای کوچک وجود دارد. اگر آنها بر روی ژنراتور نصب شده باشند، معمولا دارای پدهای ضدلرزش هستند که به جداسازی پانل کنترل از ضربه کمک میکند. پانلهای کنترل برای یک ژنراتور صنعتی بزرگتر میتوانند کاملاً از ژنراتور جدا باشند و معمولاً به اندازه کافی بزرگ هستند که بتوانند به تنهایی بایستند. این واحدها همچنین ممکن است به صورت قفسهای یا دیواری در کنار ژنراتور نصب شوند که در داخل یک محفظه یا برنامههای داخلی مانند مرکز داده رایج است.
پنلهای کنترل معمولاً دارای دکمهها یا کلیدهایی هستند که به عملکرد ژنراتور کمک میکنند، مانند دکمه خاموش یا کلید روشن. سوئیچها و گیجها معمولا بر اساس عملکرد گروهبندی میشوند. این پنل را برای استفاده مناسب و ایمن میکند؛ زیرا احتمال انتخاب یا اجرای تصادفی کنترل اشتباه توسط اپراتور را به حداقل میرساند؛ تصور کنید که میخواهید یک ژنراتور ارتعاشی را با یک اهرم فنری در نیمهشب خاموش کنید و متوجه خواهید شد که چرا یک برش ساده سوئیچ در صفحه کنترل منطقی است.
شاسی
دیزل ژنراتور، قابل حمل یا ثابت میباشد. در حالت کلی، تمامی تجهیزات بالا بر روی سکو یا همان شاسی در یک دستگاه ژنراتور برق قرار میگیرد.
اهمیت ویژه یک شاسی خوب
میدانیم که مجموع تجهیزات به کار گرفته شده در یک دستگاه ژنراتور برق بر روی یک شاسی یا استراکچر فلزی قرار میگیرد. این بخش مهم از ژنراتور محل قرارگیری موتور، آلترناتور، تابلو کنترل و مخزن سوخت است. مقاوم بودن شاسی در به کار گیری و جابجایی دستگاه بسیار مهم است و اساسا ضخامت فلز شاسی و تناسب آن با وزن دیزل ژنراتور از مهمترین نکاتی است که در خرید یک ژنراتور دیزلی باید مدنظر خریداران باشد.
توجه داشته باشید که قیمت پایین برخی اسمبلهای انجام شده برای سرهم کردن اجزای ژنراتور منجر به بروز عواقب عملکردی عدیدهای در کارکرد مورد انتظار از دستگاه خواهد شد.
