دیزل ژنراتور

دیزل ژنراتور چیست؟

دیزل ژنراتور ماشینی است که انرژی شیمیایی موجود در دیزل را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند که باعث تولید برق میشود، این کار را با استفاده از یک موتور دیزلی و یک دینام AC ، بهم پیوسته انجام می دهد. همچنین به طور معمول دارای مخزن سوخت ، صفحه کنترل و رادیاتور هستند.

دیزل ژنراتور چگونه کار میکند؟

دیزل ژنراتورها مقداری از انرژی شیمیایی موجود در سوخت دیزل را از طریق احتراق به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. این انرژی مکانیکی میل لنگ را می چرخاند تا برق تولید کند. با انتقال سیم از طریق یک میدان مغناطیسی، بارهای الکتریکی در سیم القا می شوند. در یک کاربرد ژنراتور الکتریکی، دو آهن ربا قطبی به طور معمول یک میدان مغناطیسی تولید می کنند. سپس یک سیم به طور مکرر در اطراف میل لنگ دیزل ژنراتور پیچیده می شود که بین آهنربا و در میدان مغناطیسی قرار می گیرد.

هنگامی که موتور دیزل میل لنگ را می چرخاند ، سیم ها از طریق میدان مغناطیسی عبور می کنند ، که می تواند بارهای الکتریکی را در مدار القا کند.

یک قاعده کلی این است که دیزل ژنراتور از 0.4 لیتر گازوئیل در هر کیلووات ساعت تولید شده استفاده خواهد کرد. موتور دیزلی مورد استفاده در اصل یک موتور احتراق داخلی است. برخلاف موتور بنزینی ، یک موتور دیزلی از گرمای فشرده سازی برای اشتعال و سوختن سوخت تزریق شده در محفظه تزریق استفاده می کند. به طور کلی ، موتورهای دیزلی بیشترین بازده حرارتی را نسبت به هر موتور احتراق داخلی دارند که به شما امکان می دهد درصد تقریبی بازده کارنو را بدست آورید.

موتورهای دیزلی می توانند با مشتقات بسیاری از روغن خام کار کنند. سوخت هایی که موتور دیزل ممکن است برای احتراق استفاده کند شامل گاز طبیعی ، الکل ها،بنزین ،گاز چوب و گازوئیل است.

سوزاندن دیزل یا سایر سوخت ها باعث ایجاد گازهای خروجی می شود. دیزل ژنراتورها دی اکسید کربن (CO2) ، اکسید نیتروژن (NOx) و ذرات معلق تولید می کنند. این ژنراتورها این را در جو آزاد می کنند و کیفیت هوا را در مناطق مجاور کاهش می دهند. هر لیتر سوخت 0.73 کیلوگرم کربن خالص ، 2.6 کیلوگرم دی اکسید کربن آزاد شده در هر لیتر سوخت دیزل دارد.

دیزل ژنراتور چگونه استفاده می شود؟

هنگامی که منبع تغذیه از کار افتاد ، اتصال یک ژنراتور بدون جدا کردن آن از شبکه منجر به تغذیه مجدد شبکه می شود و هنگام بازگشت برق به ژنراتور شما آسیب می رساند.وقتی به عنوان منبع اصلی تغذیه استفاده می شود (به عنوان مثال وقتی منبع تغذیه وجود ندارد یا شبکه برای استفاده از آن بسیار ضعیف است) از این به عنوان “حالت جزیره” یاد می شود. در مواردی که نیازهای بزرگتری برای برق وجود دارد ، می توان چندین واحد کوچکتر را به طور موازی با استفاده از فرایندی که به نام همگام سازی شناخته می شود به یکدیگر متصل کرد.

آیا دیزل ژنراتورها نیاز به نگهداری دارند؟

دیزل ژنراتورها در فواصل منظم به تعمیر و نگهداری معمول روتین احتیاج دارند.یکی از مهمترین مواردی که به طور معمول سرویس می شود موتور است. موتورها معمولاً پس از 250 یا 500 ساعت نیاز به سرویس دارند، اما فاصله سرویس توسط سازنده موتور مشخص می شود.

اگر این را به اتومبیل ربط دهید، با سرعت 80 کیلومتر در ساعت، در 500 ساعت رانندگی، 40،000 کیلومتر خواهد بود،به طور معمول در یک سرویس معمول، شما یک بررسی کامل انجام می دهید، فیلتر هوا، فیلتر روغن و فیلتر سوخت را عوض می کنید ، روغن و برخی از تسمه ها مانند تسمه فن رادیاتور و تسمه دینام شارژ را تعویض می کنید.حفظ و نگهداری ژنراتور خود بخش مهمی در اطمینان از تأمین انرژی الکتریکی در هنگام نیاز به آن است!

کاربردهای دیزل ژنراتور

دیزل ژنراتور در بسیاری از برنامه های کاربردی همه کاره در سراسر جهان استفاده می شود. به طور معمول در مکان های روستایی که به شبکه برق متصل هستند راه اندازی می شوند و می توانند به عنوان منبع اصلی برق یا سیستم پشتیبان استفاده شوند. از ژنراتورهای دیزل می توان برای جبران نیاز به حداکثر قدرت در شبکه استفاده کرد زیرا می توان آنها را بدون ایجاد زمان تأخیر به سرعت روشن و خاموش کرد. ژنراتورهای مورد استفاده در تنظیمات مسکونی می توانند از 8 تا 30 کیلووات باشند در حالی که ژنراتورهای مورد استفاده برای تنظیمات تجاری از 8 کیلووات تا 2000 کیلووات متغیر هستند. کشتی های بزرگ همچنین از ژنراتورهای دیزلی برای اهداف کمکی نیرو استفاده می کنند که می تواند از چراغ ها ، فن ها و کلیدها تا تکمیل نیرو به سیستم پیشرانه باشد.

اجزای اصلی سازنده دیزل ژنراتور

مولد های اصلی دیزل ژنراتور عبارتند از:

• موتور دیزل
• دینام AC
• قاب پایه ، معمولاً با مخزن
• کنترل پنل ، شاید با سوئیچ انتقال خودکار (ATS)
• قطع کننده مدار
• رادیاتور

طرز کار اجزای اصلی دیزل ژنراتور

• موتور دیزلی

موتور دیزلی اسب کار در ژنراتور است.موتور دیزلی نوعی موتور احتراق داخلی است که با استفاده از احتراق تراکمی انرژی سوخت دیزل را به انرژی مکانیکی چرخشی تبدیل می کند، دیزل سوخت را می سوزاند تا حرکت چرخشی ایجاد شود که برای چرخش دینام AC استفاده می شود.

یک موتور دیزلی با استفاده از پیستون برای فشرده سازی مخلوط هوا (حاوی اکسیژن) با سوخت دیزل کار می کند. وقتی این هوا با نسبت حدود 15: 1 فشرده می شود، مخلوط منفجر می شود و پیستون به عقب باز می گردد و حرکت رفت و برگشتی ایجاد می کند، سپس این حرکت توسط میل لنگ موتورها به حرکت چرخشی تبدیل می شود.

اجزای اصلی یک موتور دیزل

•  سیستم سوخت رسانی موتورها

سیستم سوخت شامل پمپ تزریق سوخت، پمپ بالابر، انژکتورها و کلیه لوله های سوخت است. همچنین برخی فیلترهای سوخت وجود دارد و شاید یک جداکننده آب از آسیب رساندن سوخت بی کیفیت به موتور دیزل شما جلوگیری کند.

• سیستم روغن کاری موتور / سیستم روغن

سیستم روغن کاری موتور شما را روان کار می کند و با استفاده از روغن تحت فشار برای روغن کاری و کاهش اصطکاک، از فرسودگی قطعات متحرک جلوگیری می کند. سیستم روغن دارای پمپ روغن و فیلترهای روغن خواهد بود تا روغن را از آلودگی ها تمیز نگه دارد.

• سیستم خنک کننده موتورها

سیستم خنک کننده موتور را کنترل می کند، به طور معمول مخلوطی از آب مقطر و گلیکول با برخی مواد افزودنی اضافی برای جلوگیری از خوردگی می باشد. همچنین ممکن است در برخی موتورها یک فیلتر خنک کننده وجود داشته باشد و یک “پمپ آب” که در واقع یک پمپ خنک کننده است. پمپ خنک کننده برای فشار دادن مایع خنک کننده به دور موتور و هر کدام از دستگاه ها برای خنک سازی مایع (معمولاً رادیاتور ، اما گاهی اوقات مبدل حرارتی) استفاده می شود.

• سیستم اگزوز موتورها

خلاص شدن از شر گاز احتراق بسیار مهم است،  انتقال گاز ضایعات از سیلندرهای موتور از طریق منیفولد اگزوز به سیستم صدا خفه کن اصلی که باعث کاهش صدا می شود. صدا خفه کن معمولاً بخشی از موتور نیست، اما یک وسیله اضافی برای کاهش سر و صدا به نیازهای مشتری است. گاز اگزوز از طریق توربوشارژر عبور می کند تا باعث چرخش آن در محل نصب شود.

• موتورهای شارژر توربو

اکثر موتورها توربو نصب می شوند. این دستگاه هوای احتراق را فشرده می کند تا موتور قدرتمندتر شود.

• یک موتور دیزلی از صدها قطعه ساخته می شود، در اینجا مهم ترین موارد نام برده می شود.
  1. بلوک موتور
  2. پیستون ها
  3. میل لنگ
  4. پمپ تزریق و سیستم حاکم بر موتور
  5. انژکتورها
  6. موتور استارت
  7. سر
  8. سوپاپ ها
  9. یک بار توربوشارژر
  10. فیلترهای سوخت
  11. فیلترهای روغن
  12. فیلترهای هوا
  13. چرخ طیار

• دینام AC

دینام یا ژنراتور AC یک ژنراتور الکتریکی است که انرژی مکانیکی چرخشی را به شکل جریان متناوب به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.حرکت چرخشی موتور را به برق تبدیل می کند، که برای تأمین انرژی بار ژنراتورها استفاده می شود. این برق برای تأمین انرژی مدارس، خانه ها، بیمارستان ها، کارخانه ها، ایستگاه های پایه ارتباط از راه دور و بسیاری از برنامه های دیگر استفاده می شود. از دیزل ژنراتور می توان به عنوان منبع تغذیه اصلی، Prime Power (PRP) یا Power Continuous (COP) یا به عنوان منبع تغذیه پشتیبان، Standby Power (ESP) یا Power Time Limited (LTP) استفاده کرد.

دینام AC از چه چیزی ساخته شده است؟

دینام AC عمدتا از سیم پیچ های فولادی و مس ساخته می شود، در حالی که قاب خارجی معمولاً از فولاد کم کربن ساخته می شود. با توجه به نیروی وارد شده به دینام هنگام چرخش موتور دیزل، قاب دینام باید به اندازه کافی سخت باشد تا در طول عمر خود مقاومت کند، که ممکن است چندین دهه طول بکشد، در حالی که سیم پیچ های مس و فولاد الکتریکی برای جلوگیری از کوتاه شدن باید عایق بندی شوند.

دینام AC چگونه کار می کند؟

به طور معمول یک دینام AC روی یک دیزل ژنراتور بدون برس است. این توصیف فقط برای این نوع دینام اعمال می شود.از انرژی مکانیکی چرخشی که توسط موتور دیزل تهیه می شود، برای چرخش روتور اصلی دینام استفاده می شود. این روتور دارای یک میدان مغناطیسی است که جریان متناوب را در استاتور اصلی تولید می کند.

سیستم تحریک در دینام جریان را به روتور اصلی تأمین می کند، که برای کنترل میدان مغناطیسی و از این رو ولتاژ از استاتور اصلی آن را تغییر می دهد. استاتور اصلی معمولاً دارای کابل هایی است که آن را به پایانه های ژنراتور متصل می کند.یک سیستم تحریک اساسی در یک ژنراتور خود برانگیخته از،  AVR، استاتور تحریک کننده، روتور تحریک کننده و روتور اصلی تشکیل شده است.

AVR ولتاژ پایانه های ژنراتور را کنترل کرده و از طریق استاتور تحریک کننده جریان را ارسال می کند. استاتور تحریک کننده در هنگام چرخش جریان در روتور تحریک کننده را القا می کند. سپس جریان حاصل از روتور تحریک کننده توسط دیودها اصلاح می شود. سپس از روتور اصلی عبور می کند تا میدان مغناطیسی ایجاد شده که جریان AC را در استاتور اصلی القا می کند. AVR در صورت نیاز به افزایش ولتاژ اصلی استاتور ولتاژ را به استاتور تحریک کننده افزایش می دهد و در صورت کاهش ولتاژ استاتور اصلی ولتاژ را به استاتور تحریک کننده کاهش می دهد.

• رادیاتور

یک رادیاتور به ژنراتوری نصب شده است که از موتور دیزل خنک شده با آب استفاده می کند. از رادیاتور برای خنک کردن موتور دیزل هنگام کار استفاده می شود اگر هوا خنک باشد یا از روش جایگزین خنک سازی مانند مبدل حرارتی استفاده شود ،رادیاتور فعالیتی ندارد.

رادیاتور دیزل ژنراتور چگونه کار می کند؟

وقتی موتور دیزلی کار می کند، در طی فرآیند احتراق گرما تولید می شود. کارکرد سیستم آب‌خنک به‌طور ساده ارسال مایع خنک‌کننده به‌سمت موتور به‌وسیله‌ی واترپمپ، گرم‌شدن این مایع و جذب حرارت اضافی موتور، پمپ‌شدن مایع به‌سمت رادیاتور و خنک‌شدن آن براثر عبور هوا از رادیاتور و ارسال دوباره‌ی مایع خنک به داخل موتور به‌وسیله‌ی واترپمپ می باشد.ترموستات نیز در جایی بین رادیاتور و موتور نصب می‌شود و وظیفه‌ی آن بازکردن مسیر آب در دمای خاصی است تا بدین‌ترتیب دمای موتور ثابت باقی بماند. اگر دمای موتور پایین باشد، ترموستات بسته می‌شود و مایع خنک‌کننده به‌جای حرکت به‌سمت رادیاتور، در داخل موتور گردش می‌کند تا به دمای مطلوب برسد. در دمای مطلوب یا اصطلاحا Operating Tempreture ترموستات باز می‌شود و آب برای خنک‌شدن به‌سمت رادیاتور می‌رود.

قطعات اصلی رادیاتور دیزل ژنراتور

قاب رادیاتورها

این قاب از هسته رادیاتورها پشتیبانی می کند زیرا فن هوا را از طریق آن عبور می دهد و در هنگام کار قاب موتور لرزش می کند.

هسته رادیاتورها

اینجاست که خنک سازی اتفاق می افتد. هسته از لوله ها تشکیل شده است. مایع خنک کننده از طریق لوله ها جریان می یابد و گرما به پره ها منتقل می شود. هوای ایجاد  شده توسط فن، این گرما را از ژنراتور دور می کند.

فن رادیاتور

می توان فن را از طریق میل لنگ و تسمه ازموتور تأمین کرد یک فن می تواند توسط یک موتور الکتریکی هدایت شود.

مخزن انبساط

مخزن انبساط جایی است که می توانید میزان خنک کنندگی را بررسی کنید. فضای کافی برای انبساط خنک کننده وجود دارد و سنسورهایی مانند سنسور سطح پایین خنک کننده را می توان در اینجا نصب کرد.

اینتر کولر

اینترکولر اساساً یک هسته رادیاتور دوم است و علاوه بر خنک کردن، اطراف موتور، برای خنک سازی هوای احتراق پس از عبور از توربوشارژر استفاده می شود. این هوا با خنک شدن متراکم شده و به بهبود احتراق و قدرت موجود کمک می کند.

• قاب پایه یا مخزن پایه

قاب پایه یا مخزن پایه وزن موتور دیزل و دینام را نگه می دارد. یک مخزن سوخت ممکن است در پایه دیده شود، به خصوص در مدل های کوچک دیزل ژنراتور. همچنین ممکن است نصب های ضد لرزش را روی قاب پایه مشاهده کنید، که به جلوگیری از انتقال لرزش به قاب هنگام کار موتور کمک می کند.

• صفحه کنترل ژنراتور

پانل کنترل، ژنراتور را روشن و متوقف می کند، موتور و دینام را کنترل می کند تا نظارت، حفاظت و کنترل را فراهم کند. همچنین می تواند چندین دیزل ژنراتور را برای فعال کردن موازی کار فراهم کند.هدف اصلی پانل کنترل دیزل ژنراتور توزیع انرژی الکتریکی تولیدی توسط ژنراتور به بار کاربر یا تجهیزات الکتریکی است. همچنین برای نشان دادن عملکرد دیزل ژنراتور و حفظ ثبات ولتاژ ژنراتور تحت تغییرات بار استفاده می شود.ساختار و تجهیزات صفحه کنترل (تابلو برق) مجموعه دیزل ژنراتور متفاوت است، و همچنین استفاده و محتوای نگهداری نیز متفاوت است.

همچنین ممکن است با یک پنل ATS برای کارکرد خودکار برق شبکه استفاده شود.