انواع ژنراتور برق و نحوه عملکرد آن

ژنراتورها ابزارهای مفیدی هستند که برق را در هنگام قطع برق تامین می‌کنند در واقع نیروی الکتریسیته و برق تولید می‌کند و به کارهای روزمره و عملیات تجاری اجازه می‌دهند بدون وقفه ادامه پیدا کنند. آنها در طرح‌‌های مختلف الکتریکی و فیزیکی برای کاربردهای مختلف عرضه می‌شوند.

این دستگاه‌ها را می‌توان از تامین کنندگان شرکت‌های مختلف و همچنین تولید کنندگان و توزیع کنندگان متعدد تهیه کرد.

برای اینکه بدانید ژنراتور چیست، باید بدانید که چه کار می‌کند، کجا استفاده می‌شود، اصول کار آن چیست، چند نوع دارد و از چه اجزایی تشکیل شده است.

ژنراتورها وسایل مفیدی هستند که برق را در هنگام قطع برق تامین می‌کنند و از قطع شدن امور و فعالیت‌های شبانه روزی و یا اختلال در عملیات در شرایط و مکان های مختلف جلوگیری می‌کنند. تنها کاری که یک ژنراتور انجام می‌دهد این است که انرژی مکانیکی ارائه شده از یک منبع خارجی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند تا انرژی کافی برای سایر وسایل تامین کند. این فرایند بر اساس قانون فارادی القای الکترومغناطیسی کار می‌کند. این قانون می‌گوید که هر جا یک رسانا در میان یک میدان مغناطیسی متغیر قرار گیرد، شار الکترومغناطیسی القا می‌شود. تنظیمات الکتریکی و فیزیکی متفاوتی برای ژنراتورها وجود دارد. این تنوع در تنظیمات برای استفاده در برنامه‌های مختلف است.

اول از همه به خاطر داشته باشید که ژنراتور وسیله ای نیست که برق تولید کند. یک ژنراتور از انرژی مکانیکی ارائه شده استفاده می کند و جریان بارهای الکتریکی را در داخل کلاف سیم‌پیچ خود به وجود می‌آورد. این جریان بارهای الکتریکی باعث می‌شود که جریان الکتریکی خروجی برای اهداف مختلف استفاده شود.

1- ژنراتورهای AC یا آلترناتور 2- ژنراتور DC 3- دیزل ژنراتور 4- ژنراتورهای گاز طبیعی ژنراتورها به دو دسته یا گروه پایه تقسیم می‌شوند که عبارتند از مولد AC (جریان متناوب) و ژنراتور DC (جریان مستقیم). نوع دیگر دسته بندی ژنراتورها معمولاً بر اساس نوع سوخت و قابلیت حمل است.

ژنراتورهای AC یا همان طور که به آنها آلترناتور نیز گفته می‌شود، یکی از ضروری ترین وسایل تامین برق در شرایط مختلف زندگی ما هستند. AC ها بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی کار می‌کنند. ژنراتورهای AC به دو دسته ژنراتورهای القایی و ژنراتورهای سنکرون طبقه بندی می شوند. از آنجایی که در این نوع ژنراتورها برس (زغال) وجود ندارد، تعمیر و نگهداری تقریبا رایگان درمی‌آید. اندازه AC در مقایسه با DCها کوچکتر است. بنابراین، از آنها بیشتر استفاده قرار می‌شوند. و در نهایت، چیزی که این نوع را محبوب‌تر می‌کند این است که ضایعات و اصطحلاک AC ها از DC ها کمتر است.

این نوع ژنراتور برق معمولاً در برنامه‌های خارج از شبکه برقی استفاده می‌شود. DC ها با توجه به نحوه ایجاد میدان مغناطیسی، در استاتور به سه دسته اصلی طبقه بندی می‌شوند: ژنراتورهای آهنربای دائمی، ژنراتورهای با تحریک جداگانه و ژنراتورهای خود تحریک شونده.

آنها به سادگی طراحی می‌شوند. آنها معمولاً برای کار با موتورهای بزرگ و دستگاه‌های الکتریکی که نیاز به کنترل مستقیم دارند استفاده می شوند. DCها نوسانات را با صاف کردن ولتاژ خروجی از طریق مجموعه‌ای از سیم پیچ های منظم در اطراف آرمیچر، برای برخی کاربردهای حالت پایدار کاهش می‌دهند.

این نوع ژنراتور با سوخت دیزل یا گازوئیل کار می‌کند، عملکرد و قدرت بسیار کارآمد و قابل اعتمادی دارند. معمولاً شامل ژنراتورهایی با اندازه متوسط و بزرگ که می‌توان از آنها برای تامین برق ساختمان و تجهیزات بزرگ استفاده کرد.

این ژنراتورها با استفاده از گاز طبیعی کار می کنند. برای عملیات‌های کوچک که در آن به پشتیبانی و نیروی اضافی نیاز وجود دارد، عالی است.

ژنراتورهایی که روی تریلرها یا دارای چرخ هستند و به راحتی می‌توانند از یک مکان به مکان دیگر منتقل شوند. معمولاً با استفاده از بنزین یا گاز طبیعی کار می‌کنند اما می توانند با گازوئیل کار کنند.

تا به حال با اصل کار ژنراتورها و انواع آشنا شده‌ایم و به تدریج به پاسخ سوال ‘ژنراتور چیست؟’ نزدیک شدیم. در این قسمت قصد داریم شما را با قسمت های اصلی یک ژنراتور آشنا کنیم. جدا از قاب اصلی، یک ژنراتور از 6 جزء اصلی تشکیل شده است: موتور، سیستم سوخت، دینام، خنک کننده، اگزوز و سیستم‌های روغن کاری. ما این 6 قسمت را در 4 دسته اصلی قرار می‌دهیم.

1- موتور

2- ژنراتور

3- سیستم سوخت

4- تنظیم کننده ولتاژ

5- سیستم خنک سازی و اگزوز

6- سیستم روغنکاری

7- شارژ باطری

8- پنل کنترل

9- چارچوب اصلی

شاید مهمترین بخش هر ماشینی موتور باشد. به طور کلی بخشی از کل سیستم است که سوخت را به انرژی قابل استفاده تبدیل می‌کند و به حرکت یا انجام دادن عملکرد مکانیکی آن کمک می‌کند. بنابراین، موتور گاهی اوقات به عنوان محرک اصلی ماشین نامیده می‌شود. در یک ژنراتور، منبع سوخت موتور می‌تواند بنزین، گازوئیل، گاز طبیعی، پروپان، بیودیزل، آب، گاز فاضلاب یا هیدروژن باشد. موتور از یکی از این نوع سوخت‌ها برای ایجاد انرژی مکانیکی استفاده می‌کند که ژنراتور آن را به الکتریسیته تبدیل می‌کند. برخی از موتورهای رایجی که در طراحی ژنراتورها به کار گرفته شده‌اند شامل موتورهای رفت و برگشتی، بخار، موتورهای توربین و میکروتوربین.

ژنراتور برق مهم‌ترین بخش تولید توان الکتریکی دیزل ژنراتور است که انرژی اولیه خود را از موتور گرفته و برق را تولید می‌کند. نوع ژنراتور بر حسب نیاز ما تعیین می شود. برای مثال برای تولید توان بالا نیاز به ژنراتور القایی داریم. ساختمان ژنراتور اعم از نوع سیم پیچی روتور و استاتور و جریان تحریک آن، تعیین کننده نحوه عملکرد دیزل ژنراتور است.

همه ژنراتورهایی که با یکی از انواع مختلف سوخت ذکر شده کار می‌کنند، سیستمی دارند که سوخت را از مخزن جمع آوری و به موتور پمپ می‌کند. سیستم سوخت شامل مخزنی است که سوخت کافی برای تامین انرژی یک ژنراتور را برای تعداد ساعت معادل آن ذخیره می‌کند. همچنین یک لوله به باک و سپس به موتور متصل می‌شود و یک لوله برگشت موتور را برای برگشت سوخت به مخزن سوخت متصل می‌کند.

شاید بتوان گفت که کار اصلی یک ژنراتور بر عهده دینام است. این قسمت انرژی مکانیکی تولید شده توسط موتور را به جریان الکتریکی تبدیل می‌کند. دینام شامل استاتور، بخش ثابت آن مجموعه‌ای از سیم پیچ ها و روتور یا آرمیچر است که یک میدان الکترومغناطیسی چرخشی پایدار در اطراف استاتور ایجاد می‌کند. به طور کلی، دینام یک ولتاژ الکتریکی تولید می‌کند که باید برای تولید جریان ثابت الکتریسیته جهت استفاده عملی، تنظیم شود.

یک سیستم خنک کننده برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و تنظیم دمای اجزای ژنراتور در حین استفاده وجود دارد. برخی از ژنراتورها از فن، خنک کننده یا هر دوی آنها برای کنترل دمای ژنراتور در محل کار استفاده می‌کنند. همانطور که محفظه احتراق ژنراتور سوخت را تبدیل می‌کند، ژنراتور نیز اگزوز با دود و ضایعات تولید شده از مصرف سوخت پر می‌کند. گازهای مضر ساطع شده از ژنراتور در حین استفاده توسط سیستم‌های اگزوز دفع می‌شود.

این قسمت وظیفه کنترل الکتریکی کل سیستم را دارد. قسمت هایی که لازم است کنترل شوند به شرح ذیل است: کنترل ژنراتور، شامل کنترل تمامی پارامتر های دخیل در ژنراتور است از جمله ولتاژ، جریان و فرکانس است. کنترل موتور، در قسمت کنترل موتور باید پارامتر های سرعت، میزان روشن بودن، فشار روغن، میزان حرارت سیال خنک کننده و غیره اندازه گیری شود. پنل خاموش و روشن، سیستم روشن و خاموش کردن اتوماتیک که در بعضی از دیزل ژنراتورها وجود دارد.