بابا برقي

سلام به خوانندگان عزيز برقيار. ما در‌اين مقاله ‌‌مي‌‌‌خواهيم شما رو با ژنراتور و اجزاي اون و سپس با طرز كار ژنراتور آشنا كنيم. بحث مفصله، يك ليوان آب نوش‌ جان كنيد و سپس در ادامه مقاله همراه ما باشيد.

اصلا ژنراتور چيه؟

به عبارت ساده؛ ژنراتورها وسيله‌اي براي تا‌‌مين‌‌ برق هستند. ماشيني كه انرژي الكتريكي رو به انرژي مكانيكي تبديل كند، موتور و دستگاهي كه انرژي مكانيكي رو به الكتريكي تبديل كند ژنراتور يا در اصطلاح، آلترناتور يا دينام نام دارد. اين دستگاه‌ها وسيله‌اي مفيد هستند كه از قطع برق در فعاليت‌هاي روزانه يا اختلال در كار جلوگيري مي‌كنند. در واقع ديزل ژنراتور برق توليد نمي‌‌‌كند؛ بلكه با استفاده از انرژي مكانيكي بدست‌آمده از منبع و با ‌ايجاد حركت و توليد بار در سيم‌پيچ‌ها، برق و انرژي الكتريكي رو به عنوان خروجي توزيع مي‌كند. اگر بخواهيم با مثال توضيح بدهيم، مكانيزم آن مثل پمپ آب است. پمپ آب باعث جريان آب ‌‌مي‌‌شود ولي خودش آبي توليد نمي‌‌كند. آنها از تا‌‌مين برق اضطراري در حد كوتاه تا ‌تامين برق سالن‌ها يا كشتي و قطار را انجام ‌‌مي‌‌دهند.

ساخت اولين ژنراتور به انتهاي قرن 19 باز‌‌مي‌‌گردد. در راستاي احداث اولين خط بلند انتقال سه فاز، از لافن به آلمان، يك هيدروژنراتور 210 كيلووات در كانون ‌اين اتفاق قرار گرفته ‌بود. ژنراتورها در سه نوع كلي “DC”، سنكرون”AC” و آسنكرون (القايي) وجود دارند اما به صورت گسترده امروزه از نوع سنكرون استفاده ‌‌مي‌‌شود.

اجزاي تشكيل دهنده؛

اجزاي اصلي ژنراتور به شرح زير است:

• موتور :

انرژي مكانيكي رو جهت چرخش و حركت ژنراتور ‌تامين ‌‌مي‌‌كند. براي تهيه موتور به توليدكننده ، نوع و نحوه كار موتور دقت كنيد.

• دينام :

انرژي مكانيكي رو به انرژي الكتريكي تبديل ‌‌مي‌‌كند. دينام مجموعه‌اي از قطعات ثابت و متحركه كه در يك محفظه روكش‌دار قرار گرفته‌اند. در انتخاب ژنراتور دقت كنيد محفظه فلزي دوام بيشتري دارد.

• روتور “Rotor” :

روتور يك جزء در حال حركت است. با تحريك روتور يك ‌‌ميدان مغناطيسي دوار در اطراف آن ‌ايجاد ‌‌مي‌‌شود. روتور به برق DC متصل شده و در استاتور به دليل القا، ولتاژ سه فاز “AC” بوجود مي‌آورد.

روتور سه نوع دارد: القايي، توسط آهنرباهاي دائمي، با استفاده از محرك. به سيم پيچي روتور، سيم پيچي تحريك و به جريان عبوري آن، جريان تحريك ‌‌مي‌‌گويند.

• استاتور "Stator" :

استاتور به صورت استوانه ساخته شده است و در سطح داخلي آن شيارهايي وجود دارد كه سيم پيچي‌هاي سه‌فاز استاتور داخل آن قرار ‌‌مي‌‌گيرند. استاتور يك جزء ثابت است. براي ‌ايجاد ولتاژ بالاتر در داخل سيم پيچي‌هاي استاتور، بايد ‌‌ميدان قوي‌تري اطراف روتور ‌ايجاد كرد كه ‌اينكار با افزايش جريان روتور امكان‌پذير است.

• سيستم سوخت (تانك ديزل) :

سيستم سوخت معمولا ظرفيت حفظ كاركرد 6 تا 8 ساعت رو دارد. قسمت‌هاي رايج يك سيستم سوخت به شرح زير است:

• ارتباط لوله از مخزن سوخت به موتور، ارسال سوخت از تانك به موتور و برگشت مستقيم از موتور به تانك
• ارتباط سر ريز از تانك به لوله تخليه
• پمپ سوخت
• جداكننده سوخت (صافي بنزين)
• انژكتور سوخت

• تنظيم كننده ولتاژ (رگولاتور ولتاژ) :

‌اين قسمت، ولتاژ خروجي موتور را تنظيم ‌‌مي‌‌كند. زماني كه شما باري به دينام وارد ‌‌مي‌‌كنيد، ولتاژ خروجي مقداري كاهش مي‌يابد. تنظيم‌كننده ولتاژ وارد عمل شده و سيكل تنظيم را شروع ‌‌مي‌‌كند تا زماني‌كه خروجي ژنراتور تا ظرفيت كامل عملكرد افزايش يابد.

• سيستم خنك كننده و اگزوز :

قطعات و اجزاي ژنراتور در استفاده‌هاي مكرر داغ ‌‌مي‌‌شوند، به همين دليل نياز است كه سيستم خنك‌كننده يا تهويه‌اي در‌ اين بين براي تعديل گرماي توليدشده وجود داشته‌ باشد. آب به عنوان يك خنك‌كننده براي دستگاه‌هاي كوچك يا واحدهاي بسيار بزرگ شهري تا 2250 كيلووات استفاده ‌‌مي‌‌شود.

از هيدروژن هم به‌عنوان خنك‌كننده براي سيم‌پيچ استاتور واحدهاي بزرگ استفاده ‌‌مي‌‌شود. هيدروژن بسيار موثرتر در جذب گرما نسبت به ساير خنك‌كننده‌ها است. ژنراتورهاي بسيار عظيم و كارخانه‌ها معمولا برج‌هاي خنك‌كننده بزرگي در كنار خودشان دارند. سطوح خنك‌كنندگي بهتر است روزانه بررسي شوند.

سيستم سردكننده و پمپ آب، بايد بعد از هر 600 ساعت و فيلتر هوايي بايد بعد از هر 2400 ساعت كار دستگاه تميز شوند.

دود اگزوز داراي موارد شيميايي سمي است بنابراين لازم است كه سيستم اگزوز مناسبي وصل شود تا گازهاي اگزوز را مديريت كند. لوله‌هاي اگزوز معمولا از جنس چدن يا آهن نرم هستند. اين لوله‌ها بايد از طريق در يا پنجره از ساختمان خارج شوند.

• سيستم روغن‌كاري :

ژنراتور قطعات متحرك زيادي دارد، بنابراين نياز است روغنكاري براي بهبود عمليات، افزايش طول عمر و كاركرد درست دستگاه استفاده شود. بايد سطح روغنكاري هر 8 ساعت در كار بررسي شود.

• شارژر باطري :

روش كار ژنراتور به زبان ساده ، باطري محور است. معمولا شارژر باطري از فولاد ضدزنگ براي جلوگيري از سوختگي ساخته ‌‌مي‌‌شود. اگر ولتاژ شناور خيلي بالا باشد، عمر باطري كوتاه ‌‌مي‌‌شود.

• كنترل پنل :

كنترل پنل يك رابط كاربري است كه شامل ابزارهاي مديريت مثل پريز برق و كنترل ولتاژ است.

• چهارچوب اصلي (قاب) :

ژنراتور قابل حمل يا ثابت ‌‌مي‌‌باشد. تما‌‌مي ‌‌‌اين تجهيزات روي سكو يا چهارچوب قرار ‌‌مي‌‌گيرند.

طرز كار ژنراتور برق چگونه است؟

هركسي كه از ژنراتور استفاده ‌‌مي‌‌كند بايد در مورد طرز كار ژنراتور ساده و ‌ايمني آن اطلاع داشته باشد.

طرز كار ژنراتور سنكرون “AC”، اين است كه بر اساس القاي الكترومغناطيسي عمل ‌‌مي‌‌كند. موتور ديزلي و ژنراتور، دو بخش اصلي آن هستند. موتور سوخت، ديزل را براي ‌ايجاد حركت ژنراتور ‌‌مي‌‌سوزاند و بعد از آن، ژنراتور حركت را توسط نيروي الكترومغناطيس به جريان الكتريكي تبديل ‌‌مي‌‌كند. ‌اين دو بخش توسط ميل‌لنگ به هم وصل هستند و ازين‌رو حركت توليدشده توسط موتور به آهنرباي ژنراتور منتقل ‌‌مي‌‌شود. موتور ديزلي با يك احتراق كوچك روشن ‌‌مي‌‌شود.

در موتور، دريچه‌اي قرارداده شده كه سوخت و سرعت موتور ديزلي رو كنترل ‌‌مي‌‌كند. همزمان با چرخش ‌‌ميل‌لنگ توسط موتور ديزلي، محور اصلي ژنراتور در درون محفظه آلترناتور ‌‌مي‌‌چرخد و باعث چرخش آهنربا درون سيم‌پيچ ‌‌مي‌‌شود. سپس با استفاده از القاي الكتريكي، الكتريسيته توليد ‌‌مي‌كند‌. كليد گاورنر (هدايت‌گر)، به موتور اجازه ‌‌مي‌‌دهد در صورت افزايش مصرف برق با بالابردن سرعت، الكتريسيته مورد نياز رو ‌تامين كند تا مصرف‌كنندگان دچار اختلال نشوند.

ژنراتورهاي القايي يا آسنكرون، به‌دليل اينكه نياز به تغييرات ندارند و نسبتا ساده هستند، معمولا در توربين‌هاي باد، سازه‌هاي آبي ميكرو، سيستم‌هاي بازيابي گرما يا كاهش فشار گاز بالا استفاده مي‌شوند. طرز كار ژنراتور القايي اينگونه است كه نياز به يك منبع خارجي براي توليد نيروي مغناطيسي دارد. منبع خارجي مي‌تواند از شبكه الكتريكي يا خود دستگاه تامين شود. گرداننده خارجي، روتور موتور القايي رو با سرعت بالايي بيشتر از سرعت سنكرون به حركت در مي‌آورد كه در اين حالت لغزش ماشين منفي شده و موتور القايي به عنوان ژنراتور عمل مي‌كند. موتور القايي بايد براي تامين انرژي، همواره به يك سيستم قدرت متصل باشد و توانايي بلك استارت در يك سيستم بدون توان رو ندارد.

نكات ايمني

 ديزل ژنراتورها ‌‌مي‌‌توانند ساعت‌هاي طولاني كار كنند، ازين‌رو نياز به نگهداري و مراقبت دارند. موتور ديزلي كه با گازوييل كار كند، از تزريق مستقيم سوخت استفاده ‌‌مي‌‌كند و نگراني بابت آتش‌سوزي مستقيم وجود ندارد. ذخيره سازي سوخت، كاري نسبتا ساده اما خطرناك است چراكه كمترين درجه آتش‌گيري رو دارد. عمر گازوييل از بقيه سوخت‌ها بيشتر و در تما‌‌مي‌‌ پمپ بنزين‌ها در دسترس است. ژنراتورهايي كه نكات ‌ايمني در مورد آنها رعايت شود به راحتي تا مدت 3 سال كار ‌‌مي‌‌كنند. براي افزايش طول عمر دستگاه بايد فشار كنترل شود چراكه فشار بالا دينام را از كار ‌‌مي‌‌اندازد.