دیزل ژنراتور چیست؟
🔹🔸یک دیزل ژنراتور یا به عبارت بهتر، ژنراتور دیزلی، که گاهی موتور برق نیز نامیده میشود، انرژی مکانیکی (حرکتی) را به انرژی الکتریکی تبدیل میکند. در واقع، یک ژنراتور دیزلی ترکیبی از یک موتور دیزلی (برای چرخاندن ژنراتور) و یک آلترناتور یا ژنراتور الکتریکی است که از آن برای تولید انرژی الکتریکی استفاده میشود. ژنراتورهای دیزلی اغلب در موارد اضطراری و شرایطی که برق شبکه در دسترس نیست مورد استفاده قرار میگیرند.
♻️اصول عملکرد دیزل ژنراتور
🔹🔸اصول عملکرد یک ژنراتور دیزلی بر اساس قانون پایستگی انرژی است؛ یعنی «انرژی نه میتواند ایجاد شود و نه از بین برود، بلکه از نوعی به نوع دیگر تبدیل میشود.» دیزل انرژی شیمیایی دارد و در طول احتراق انرژی شیمیایی آن به انرژی گرما و نیرو تبدیل میشود. این نیرو به عنوان انرژی مکانیکی شناخته شده و آلترناتور را میچرخاند. چرخش آلترناتور نیز موجب تولید برق میشود. احتراق، فرایند آتش گرفتن سوخت در هوای بسیار متراکم است و دمای آن به ۷۵۰ درجه سانتیگراد میرسد.
🔹🔸عملکرد دیزل ژنراتور به طور خلاصه طی چهار مرحله مکش، تراکم، احتراق و تخلیه صورت میگیرد.
♻️مرحله مکش 🔹🔸با باز شدن شیر ورودی، پیستون از مرکز جابهجا شده و هوار به سیلندر کشیده میشود. وقتی هوا به اندازه کافی با فشار وارد شد، شیر مکش در انتهای این مرحله بسته میشود. ♻️مرحله احتراق 🔹🔸در این مرحله، سوخت به هوای متراکم داغ وارد میشود و شروع به سوختن کرده و فشار را حفظ میکند و هنگامی که پیستون به مرکز فوقانی برسد، تأمین سوخت متوقف میشود. تزریق سوخت در انتهای مرحله مکش تا رسیدن به نقطه قطع ادامه مییابد. در این حالت، شیر ورودی و تخلیه بسته میمانند و گازهای داغ و هوای فشرده در سیلندر پخش میشود و سبب حرکت پیستون به سمت پایین میشود تا اینکه به نقطه پایین برسد. ♻️مرحله تخلیه 🔹🔸در این مرحله، پیستون دوباره به سمت بالا حرکت میکند و اجازه میدهد شیرهای تخلیه باز شده و شیر سوخت بسته شوند. گازهای سوختِ محترق شده، به دلیل انبساطی که دارند، فرار میکنند و با حرکت پیستون به بالا، گازهای باقیمانده از طریق دریچه اگزوز به بیرون رانده میشوند. با پایان یافتن این مرحله، شیرهای تخلیه بسته شده و چرخه کامل میشود.
♻️ساختار دیزل ژنراتور
♻️ساختار دیزل ژنراتور 🔹🔸بخشهای اصلی دیزل ژنراتور در شکل زیر نشان داده شدهاند. ♻️موتور 🔹🔸موتور (Engine) همانگونه که از نامش پیداست، مانند موتور یک وسیله نقلیه است، با این تفاوت که منبع انرژی الکتریکی بزرگتری دارد و میتواند انرژی الکتریکی بیشتری تولید کند. ♻️آلترناتور 🔹🔸این بخش، انرژی مکانیکی حاصل از چرخش محور را به انرژی الکتریکی تبدیل میکند. آلترناتور یکی از جذابترین بخشهای ژنراتور دیزلی است. فارادی در اوایل دهه ۱۸۳۰ القای الکترومغناطیسی را کشف کرد (یا حداقل، توصیف کرد). 🔹🔸القای الکترومغناطیسی بیان میکند که اگر سیم (یا هر هادی الکتریکی) را در یک میدان مغناطیسی جابهجا کنیم، جریان الکتریکی در سیم «القا میشود». اگر سیم همچنان ثابت باشد و میدان مغناطیسی حرکت کند، باز هم چنین پدیدهای رخ میدهد. حرکت در یک میدان مغناطیسی باعث میشود الکترونها از سیم عبور کنند. اگر سیم از شمال به جنوب حرکت کند، الکترونها از یک طرف جریان مییابند، و اگر از جنوب به شمال برگرد، به طرف دیگر جریان پیدا میکنند. 🔹🔸هرچه میدان قویتر و سیم طولانیتر باشد، میزان جریان القاشده بیشتر میشود. ژنراتورهای مدرن با قرار دادن چندین آهنربای بزرگ و قوی در یک خوشه در اطراف محور چرخشی مرکزی کار میکنند. بخش چرخان ژنراتور، «روتور» نامیده میشود. مولدهای میدان مغناطیسی ممکن است آهنربا یا الکترومغناطیس دائمی باشند، اما باید یک میدان مغناطیسی تولید کنند که چرخش موتور باعث آن میشود. مؤلفه مهم دیگر، «استاتور» آلترناتور است که در اصل به صورت سیمپیچیهای محکم بسته شده است و همه در نزدیکی روتور و اطراف آن وجود دارند. هنگامی که یک نیروی خارجی (مانند موتور دیزل) شافت مرکزی را چرخانده باشد، قطبهای شمال و جنوب میدان مغناطیسی روتور در امتداد سیمپیچیهای استاتور حرکت میکنند. این موضوع باعث میشود جریان الکتریکی زیادی در سیمپیچها القا شود که آن را جریان متناوب مینامیم.
کنترل میشود. کنترلها و خروجیهای متداول تابلوهای کنترل، اغلب شامل اجزای زیر هستند:
🔹🔸کنترل روش/خاموش (دستی، خودکار یا هردو) 🔹🔸کلید انتخاب فاز 🔹🔸کلید فرکانس 🔹🔸کلید مُدِ موتور 🔹🔸سوخت موتور 🔹🔸روغن موتور 🔹🔸سرعت موتور 🔹🔸دمای خنککاری 🔹🔸شارژ باتری 🔹🔸ولتاژ خروجی ژنراتور 🔹🔸جریان خروجی ژنراتور 🔹🔸توان خروجی ژنراتور (بر حسب کیلوولت-آمپر) 🔹🔸فرکانس توان AC 🔹🔸اتاق و بدنه 🔹🔸ژنراتور دیزلی در یک محفظه ضدآب، قاب سازهای، یا واحد قابل حمل قرار داده میشود. همه این موارد برای نگه داشتن محکم اجزای متصل در کنار هم است. علاوه بر این، بدنه تضمین میکند که اجزای الکتریکی به صورت ایمن زمین شدهاند.
♻️کانوپی
🔹🔸یک دیزل ژنراتور را میتوان در یک پوشش عایق صوتی به نام کانوپی (Canopy) قرار داد که صدای ناشی از آن را به خوبی کاهش میدهد. در این صورت، دیزل ژنراتور را ژنراتور سایلنت یا ساکت میگویند.
♻️دیزل ژنراتور چگونه برق تولید می کند؟
◽️موتور دیزلی، دستگاهی مستقل است که سوخت دیزلی را تبدیل به الکتریسیته میکند، از دو جز اصلی یکی موتور الکتریکی ودیگری ژنراتور ساخته شده است که با یکدیگر کار میکنند. موتور الکتریکی سوخت دیزلی (گازوئیلی) را برای تولید حرکت ژنراتور میسوزاند و ژنراتور الکتریکی حرکت تولید شده را تبدیل به برق الکتریسیته میکند. ◽️این دو با یک میل لنگ به هم متصل شده اند که باعث آسان شدن انتقال حرکت از موتور به ژنراتور میشود. دقیقا زمانی که میل لنگ توسط موتور میچرخد به دلیل اتصال به ژنراتور، محور اصلی ژنراتور نیز میچرخد و این حرکت با سرعت بسیار بالایی باعث حرکت چرخش آهنربای درونی سیم پیچ ژنراتور شده و الکتریسیته تولید میشود. ◽️تمامی توضیحات ارائه شده در خصوص دیزل ژنراتورهای مدرن بر مبنای القای الکترومغناطیس توسط مایکل فارادی در سال ۱۸۳۱ میباشد. کشف فارادی این بود که جریان بالای بار الکتریکی میتواند توسط حرکت رسانای الکتریکی مانند سیمی که شامل بار الکتریکی در میدان مغناطیسی است القا شود. این حرکت تفاوت ولتاژی را بین دو انتهای سیم یا رسانای الکتریکی ایجاد میکند که در عوض باعث میشود بار الکتریکی جریان بیابد و جریان الکتریکی تولید شود.