چگونه یک دیزل ژنراتور برق تولید می کند؟
دیزل ژنراتور، انرژی مکانیکی (حرکتی) را به برق تبدیل می کند و آن را از طریق کابل های برق هدایت می کند. جریان الکتریسیته از سیمها به همان شکلی که آب در لولهها جریان دارد، جریان پیدا می کند.
ژنراتور را می توان نوعی “پمپ الکتریکی” در نظر گرفت که باعث می شود الکتریسیته از طریق سیم ها جریان یابد. در واقع برقی را که در سیمها جریان پیدا می کنند، تولید نمیکند یا از بین نمیبرد مانند یک پمپ آب که آب جدید تولید نمیکند و فقط باعث حرکت آب در لوله ها می شود.
اجزای اصلی دیزل ژنراتور و معرفی آنها
1- موتور
یک موتور که معمولاً یک موتور دیزلی است (انواع گازسوز هم موجود است) که مانند هر دستگاه دیگری، هر چه منبع انرژی مکانیکی بزرگتر باشد، نیروی الکتریکی بیشتری می تواند تولی
د کند.
2- ژنراتور
این قسمتی است که انرژی مکانیکی (چرخش شفت) را از طریق القای مغناطیسی به نیروی الکتریکی تبدیل می کند.
عملکرد دینام یکی از جذاب ترین بخش های یک ژنراتور است.
فارادی در اوایل دهه 1830 فرآیند “القای الکترومغناطیسی” را کشف کرد (یا حداقل توصیف کرد). این اصل بر این باور است که اگر یک سیم (یا هر رسانای الکتریکی) را در یک میدان مغناطیسی حرکت دهید، جریان الکتریکی در سیم “القا” می شود. اگر سیم ثابت باشد و میدان مغناطیسی حرکت کند، این حرکت به سادگی در یک میدان مغناطیسی باعث می شود که الکترون ها در سیم جریان پیدا کنند. اگر سیم از شمال به جنوب حرکت کند، الکترون ها از یک طرف جریان می یابند و اگر به سمت جنوب به شمال حرکت کند، به سمت دیگر جریان می یابند. هرچه میدان قوی تر و سیم طولانی تر باشد، مقدار جریان القا شده بیشتر است. ژنراتورهای مدرن با قرار دادن چندین آهنربا بزرگ و قدرتمند در یک خوشه در اطراف یک محور مرکزی و چرخان کار می کنند. به این «روتور» یا «آرماتور» می گویند. آهنرباها ممکن است آهنرباهای دائمی یا الکترومغناطیس باشند، اما نکته اینجاست که میدان مغناطیسی که ایجاد می شود، از حرکت اولیه ی موتور شکل گرفته است.
یکی دیگر از اجزای 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 می چرخاند، روتور به طور مداوم قطب های شمال و جنوب میدان(های) مغناطیسی خود را در میان دسته های سیمی که آنها را احاطه کرده است حرکت می دهد. این باعث می شود که جریان الکتریکی زیادی از طریق سیم ها به جلو و عقب جریان یابد – چیزی که ما آن را “جریان متناوب” یا برق اصلی “AC” می نامیم.
3- سیستم سوخت
که معمولا منبع سوخت، دیزل (گازوییل) برای موتور است (انواع گازسوز هم موجود است). مخزن سوخت یا باک بر روی شاسی دستگاه واقه شده است که سوخت کافی برای حداقل 6-8 ساعت کارکرد را در خود نگه می دارد. این مخزن ممکن است داخل محفظه ژنراتور برای واحدهای کوچکتر یا قابل حمل باشد، یا ممکن است یک ساختار خارجی جداگانه برای واحدهای بزرگتر و دائماً نصب شده باشد. سایر بخشهای سیستم سوخت شامل لولهکشی برای رساندن سوخت به موتور، پمپ گازوییل مشابه آنچه در بیشتر خودروها وجود دارد، فیلتر سوخت و لوله یا سوپاپ تهویه مخزن سوخت است که از فشار بیش از حد یا خلاء داخل آن جلوگیری میکند. همچنین یک اتصال سرریز وجود خواهد داشت که اطمینان حاصل می کند که اگر مخزن بیش از حد پر شود، سوخت از کانال خارج می شود و به سادگی روی سطح موتور یا دینام پاشیده نمی شود.
4- رگلاتور ولتاژ
این یک جزء نسبتاً پیچیده اما مهم است. بدون آن، ولتاژ و آمپر جریان AC ارائه شده با توجه به سرعت موتور متفاوت است. از آنجایی که تجهیزات الکتریکی مدرن به یک منبع تغذیه بسیار ثابت متکی هستند، چیزی برای تراز کردن آن لازم است. عملکرد یک تنظیم کننده ولتاژ کاملاً هوشمندانه است که خودش نیازمند بررسی در یک مقاله ی مستقل می باشد. فعلاً در این حد که بدونیم چه کاری انجام می دهد، کافی است.
۵ – سیستم خنک کننده و اگزوز
درست مانند یک وسیله نقلیه، موتور علاوه بر انرژی مکانیکی، مقدار زیادی گرمای اضافی تولید می کند. نیرویی که از طریق دینام جریان می یابد نیز از طریق مقاومت الکتریکی خود در سیم ها گرما تولید می کند. دوباره، مانند ماشین شما، این گرما توسط یک مایع خنککننده جذب میشود، اغلب اما نه لزوماً آب، که سپس از طریق یک مبدل حرارتی میگذرد و گرمای خود را معمولاً به هوا یا گاهی اوقات به یک مایع خنککننده ثانویه میریزد.
همه موتورهای احتراق داخلی گازهای خروجی اگزوز تولید می کنند. اینها سمی هستند و باید از خود موتور و افراد مجاور دور شوند. گازهای خروجی معمولاً از طریق لوله ها هدایت می شوند و به هوای بیرون تخلیه می شوند. معمولاً مقررات ایمنی و بهداشتی در مورد نحوه و مکان سیستم های اگزوز وجود دارد، بنابراین قبل از نصب ژنراتور حتما استانداردهای مربوطه را در نظر بگیرید.
6- سیستم روغن کاری
هر موتوری نیاز به روغن کاری دارد و این کار توسط یک پمپ روغن و مخزن متصل به خود موتور انجام می شود.
۷- سیستم استارت و باطری ها
دوباره، درست مانند یک ماشین یا کامیون، موتور دیزل برای شروع به کار به یک موتور الکتریکی کوچک متکی است. این موتور برقی توسط یک باتری تغذیه می شود که توسط یک شارژر جداگانه یا خود خروجی ژنراتور شارژ می شود.
۸- کنترل پنل (کنتلر)
کنترل پنل جایی است که ژنراتور در آن کار می کند. کنترلها و خروجیهای معمولی که در اکثر پنلهای کنترل وجود دارد عبارتند از:
کنترل های روشن/خاموش (دستی، خودکار یا هر دو)
کلید انتخاب فاز
سوئیچ فرکانس
سوئیچ حالت موتور
سوخت موتور
روغن موتور
دور موتور
دمای مایع خنک کننده
شارژ باتری
ولتاژ خروجی ژنراتور
جریان خروجی ژنراتور (امپراژ)
خروجی ژنراتور بر حسب کیلو ولت آمپر
فرکانس برق AC
۹- تجهیزات جانبی
تابلو برق
مجموعه ژنراتور در یک محفظه مقاوم در برابر آب و هوا، یک قاب ساختاری باز یا یک واحد قابل حمل قرار خواهد گرفت. همه این عملکردها اجزای سازنده را به هم متصل می کنند. همچنین تضمین می کند که تمام اجزای الکتریکی به طور ایمن به زمین متصل شوند.
کانوپی (اتاق سایلنت)
یک دیزل ژنراتور همچنین میتواند در یک محفظه دارای آکوستیک پوشش داده شود که به طور چشمگیری سطح دسیبل صدای تولید شده موتور را کاهش میدهد، حتی از داخل یک متر فاصله، صدای موتور میتواند بسیار کم باشد. ژنراتور با عایق صوتی که سایر عناصر را می پوشاند اغلب به عنوان ژنراتور بی صدا (سایلنت) شناخته می شود.
سرویس و نگهداری دیزل ژنراتور
دیزل ژنراتورها در فواصل زمانی منظم نیاز به تعمیر و نگهداری دقیق دارند. این بستگی به نوع دیزل ژنراتور دارد، اما مهمترین موردی که معمولاً باید سرویس شود، موتور است. موتورها معمولاً بعد از 250 یا 120 ساعت نیاز به سرویس دارند، اما فاصله سرویس توسط سازنده موتور تعیین می شود. اگر این را به خودرویی ربط دهید که با سرعت 50 یا 80 کیلومتر در ساعت و با سرعت 500 ساعت رانندگی می کند، مسافتی معادل 40000 کیلومتر است!
معمولاً در یک سرویس معمولی، یک بررسی کامل انجام می دهید. فیلتر هوا، فیلتر روغن و فیلتر سوخت را تعویض می کنید. روغن و برخی از تسمه ها مانند تسمه پروانه رادیاتور و تسمه دینام شارژ را تعویض می کنید.
نگهداری از ژنراتور بخش خیلی مهمی است زیرا باید دستگاه همیشه آماده بهره برداری باشد تا در موقع نیاز بتوان از آن استفاده کرد!