موتورهای دیزل در کشتی ها و بسیاری از وسایل نقلیه بزرگ زمینی از جمله ماشین های سنگین و نظامی باعث به‌حرکت درآمدن آنها و تامین روشنایی مورد نیازشان می شود.
علاوه بر این، موتورهای دیزل به‌دلیل استهلاک کم و توان بالا در نیروگاه های تولید پراکنده برق توسط ژنراتورها بکار می روند. این قابلیت ها سبب شده تا این دستگاه در خودروهای سنگین و وسایل نقلیه عمومی نیز محبوبیت داشته باشد. اما استفاده از قطعات یدکی اصلی و با کیفیت در موتورهای دیزل اهمیت زیادی دارد. زیرا استفاده از قطعات بی‌کیفیت که استاندارد لازم را دارا نباشند، می تواند خسارت زیادی به دستگاه وارد نماید. سیستم های خنک کننده موتور دیزل و قطعات دوار باید عملکرد مناسبی داشته باشند تا شرایط پایدار حفظ شود. به‌دلیل اهمیت این موضوع، در این مطلب با اجزای تشکیل دهنده دیزل ژنراتور و عملکرد آنها آشنا خواهید شد.
دیزل ژنراتور چیست؟
دیزل ژنراتور ترکیبی از موتور دیزل ، ژنراتور و انواع متعلقات فرعی از قبیل شاسی، اتاقک پوشاننده جهت محافظت و کاهش صدا، سیستم های کنترل، قطع کننده های اضطراری مدار، سیستم مولد گرما، سیستم استارت اتوماتیک و غیره است که برای تولید انرژی الکتریسیته مورد استفاده قرار می گیرد. به عبارت دیگر، این دستگاه نیروی مکانیکی حاصل از سوخت دیزل توسط موتور را به ژنراتور انتقال داده و در خروجی جریان برق را تحویل می دهد. به همین دلیل، به آن موتور برق نیز می گویند. توان موتور برق‌ها از 1 تا 20 کیلوولت آمپر (KVA) برای منازل، فروشگاهها، ادارات کوچک تا تا۲۰۰۰KVA برای برای مجتمع های اداری بزرگ و کارخانه ها برق متغیر است.
معرفی قطعات دیزل ژنراتور و عملکرد آنها
یک دیزل ژنراتور دارای دو قسمت اصلی: موتور دیزلی و ژنراتور الکتریکی و نیز قطعات فرعی است که ترکیب آنها عملکرد مطمئن یک دیزل ژنراتور را تضمین می کند. در ادامه به معرفی آنها می پردازیم:
موتور
مهم ترین بخش دیزل ژنراتور، موتور آن است که نیروی مکانیکی لازم برای حرکت این دستگاه را فراهم می آورد. انتخاب موتور دیزل بسیار اهمیت دارد زیرا نیروی مکانیکی تولید شده توسط آن می تواند توان الکتریکی خروجی ژنراتور را مشخص کند. به عبارت دیگر، قدرت الکتریکی دیزل ژنراتور از طریق موتور تامین می شود. در انتخاب یک موتور دیزلی خوب باید عوامل مختلفی را در نظر داشته باشید. تولید کننده موتور دیزل ژنراتور، نوع و نحوه کار موتور دیزل ژنراتور و نهایتا نحوه نگهداری از موتور دیزلی بر روی دیزل ژنراتور از جمله‌ی این عوامل هستند.
نکته دیگری که بایستی در انتخاب موتور دیزلی به آن توجه داشت، نوع سوخت مورد استفاده و نوع سوپاپ ها است. موتور دیزل ژنراتور با سر سوپاپ واقع در سرسیلندر(OHV) در مقایسه با موتور دیزل با سر سوپاپ واقع در بدنه عملکرد بهتری دارد و البته گران‌تر نیز می باشد.
ژنراتور
ژنراتور یا دینام قسمتی از دیزل ژنراتور است که خروجی برق را تامین می کند. دینام انرژی اولیه خود را از موتور می گیرد. این قطعه خود از ترکیب قطعات ثابت و متحرک که در محفظه روکشی قرار گرفته است، تشکیل شده است. این قطعات به‌صورت مکانیکی با یکدیگر در ارتباط هستند و باعث حرکت نسبی بین میدان مغناطیسی و الکتریکی می شوند که به تولید برق منجر می شود.
اجزای تشکیل دهنده ژنراتور عبارتند از:
- استاتور: یکی از قطعات ثابت دیزل ژنراتور است که از یک رسانای الکتریکی در سیم پیچ روی یک هسته آهنی تشکیل شده است.
- روتر: یکی از قطعات متحرک دینام است که میدان مغناطیسی دوار را ایجاد می کند. میدان مغناطیسی توسط یکی از سه حالت زیر ایجاد می شود:
- توسط آهنرباهای دائمی: این آهن رباها در واحدهای ژنراتور کوچک قرار دارند.
- توسط محرک: این محرک می تواند یک منبع جریان مستقیم(DC) باشد.
- با القاء: این روش معمولا در ژنراتورهای بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد و به alternators بدون جاروبک معروف است.
روتور یک میدان مغناطیسی متحرک بر روی استاتور ایجاد می کند که سبب اختلاف ولتاژ بین سیم‌پیچ های استاتور می گردد. این عمل منجر به تولید جریان متناوب (AC) در خروجی دیزل ژنراتور می گردد.
در زمان انتخاب دینام برای دیزل ژنراتور موارد زیر را در نظر داشته باشید:
- از محفظه فلزی به جایِ محفظه پلاستیکی استفاده کنید. به‌این ترتیب طول عمر دستگاه بالاتر می‌رود
- دینامی که جاروبک استفاده می‌کند، برق بهتری تولید می‌کند و استهلاک کمتری دارد.
مخزن سوخت ژنراتور
مخزن سوخت محل ذخیره سوخت دیزل ژنراتور است. حجم مخزن با توجه به نوع دستگاه متغیر می باشد.
رگولاتور ولتاژ
رگولاتور ولتاژ برای تنظیم ولتاژ خروجی بکار می رود. در فرایند تنظیم ولتاژ مولفه‌های زیر نقش موثری دارند:
- رگولاتور ولتاژ: ولتاژ AC را به جریان DC تبدیل می‌کند.
- سیم پیچ تحریک: جریان DC را به AC تبدیل می‌کند. عملکرد سیم پیچ تحریک شبیه سیم پیچ‌های استاتور اولیه و کوچک است.
- دوار یکسو کننده‌ها: جریان AC را به DC تبدیل می‌کند.
- روتور: روتور در حقیقت یک افزایش دهنده ولتاژ خروجی AC است و جریان DC را به AC تبدیل می‌کند.
سیستم خنک کننده
ژنراتور نیز مانند تمام دستگاه های الکترونیکی دیگر پس از اینکه برای مدتی مورد استفاده قرار بگیرد، گرم می شود که این گرما می تواند به قطعات مختلف آن آسیب رسانده و آنها را از کار بیاندازد. یا سبب اختلال در عملکردشان شود. به‌همین دلیل، باید سیستم خنک کننده و نیز تهویه مناسب به‌منظور خنک کردن دستگاه در حین کار بر روی آن نصب شود. برخی سیستم های خنک کننده با مایع و برخی دیگر با گاز هیدروژن کار می‌کنند.
سیستم روغن
بیشتر قطعات دیزل ژنراتور در حال حرکت هستند. بنابراین، برای حفظ سلامت آنها و افزایش طول عمر دستگاه نیاز به سیستم روغن کاری است. معمولا بعد از هر 10 ساعت کار با دیزل ژنراتور بایستی سطح روغن بررسی شود و در هر 500 روغن تعویض گردد.
شارژر باتری
ژنراتورها با باطری کار می کنند. این قسمت از فولاد ضد زنگ ساخته شده و اتوماتیک است. توان این شارژر با توان خروجی ژنراتور متناسب است.
سیستم کنترل
این قسمت به منظور ارتباط کاربر با دستگاه تعبیه شده است و شامل قسمت های مختلفی مانند روشن و خاموش کننده دستی و یا اتومات دستگاه، نشان دهنده های وضعیت روغن ، ولتاژ باطری ، سرعت موتور ، دما و غیره می‌باشد.
سکوی اتصال
سکوی اتصال قسمتی از دیزل ژنراتور است که تمامی تجهیزات بر روی آن نصب می شود.
سیستم دود خروجی ژنراتور
این قسمت از دیزل ژنراتور وظیفه مدیریت گازهای سمی تولید شده توسط دستگاه را بر عهده دارد. جنس لوله های بکار رفته در این سیستم چدنی، آهنی و یا فولادی است که به موتور متصل می شود و گازهای متصاعد شده را به فضای بیرون هدایت می کند.