ژنراتور برق چیست؟

ژنراتور برق چیست؟

 ژنراتورها به دو صورت DC و AC وجود دارند که در اینجا به تشریح طرز کار ژنراتور های AC میپردازیم. ماشین های الکتریکی به دو صورت سنکرون و آسنکرون تولید میشوند.

تفاوت بین ماشین های الکتریکی (ژنراتور) سنکرون و آسنکرون:

در ماشینهای الکتریکی آسنکرون سرعت گردش میدان مغناطیسی با روتور یکی نیست و بیشتر در ساخت الکترو موتور کاربرد دارند.

ژنراتور سنکرون چیست؟

در ماشینهای الکتریکی سنکرون سرعت چرخش روتور با میدان مغناطیسی برابر است(حتی زیر بار) . ماشینهای الکتریکی سنکرون بیشتر در ژنراتورهای مولد برق کاربرد دارند. منظور از ژنراتور سنکرون نیز همین است. در اینجا به تشریح ژنراتور های AC سنکرون میپردازیم. در این مقاله سعی در معرفی ، بیان کاربرد و آموزش انواع ژنراتور سه فاز علی الخصوص ژنراتورهای استمفورد به زبان ساده و همچنین عیب یابی ، طرز تشخیص اصلی بودن ژنراتور استمفورد و انتخاب رگولاتور ولتاژ یا avr مناسب جهت هر مدل ژنراتور می باشد. البته ساختار اصلی همه انواع ژنراتورها و حتی ژنراتورهای نیروگاه شبیه به یکدیگر می باشد و این اطلاعات را میتوان به سایر ژنراتورها بسط داد. ژنراتورها در گذشته جهت ایجاد سیگنال تحریک (برق DC مورد نیاز روتور) از ذغال استفاده میکردند. ولی دو عیب دارند:

عیب ژنراتورهای ذغالی و مزیت ژنراتور اکسایتری یا براشلس چیست؟

ذغال مرتبا تحلیل میرود و به حدود ۲ میلیمتر که برسد باید تعویض شود ولی ژنراتورهای اکسایتری بوسیله القای ولتاژ کار میکنند و ذغال ندارند. جریان تحریک ژنراتورهای ذغالی بسیار زیاد است. لذا بخش کنترلر ولتاژ بخش زیادی از جریان خروجی را صرف ایجاد میدان مغناطیسی خود ژنراتور سه فاز میکند. AVR این ژنراتورها معمولا بزرگ و بعضا گران(به غیر از رگولاتورهای ما) میباشند.

ژنراتور سه فاز چیست؟

ژنراتور مولد برق وسیله ایست جهت تولید برق که نیاز به یک منبع انرژی دیگری جهت چرخش دارد تا بتواند با ایجاد میدان مغناطیسی ، بوسیله القاء ، برق سه فاز تولید نماید. منبع اولیه میتواند موتور دیزلی ، گازی و بنزینی ، نیروی باد ، توربین بخار یا آب و… باشد. ژنراتور بیشتر به دو صورت تک فاز و سه فاز تولید میشود. برق خروجی ژنراتور تک فاز معمولا ۲۳۰ ولت ac و برق خروجی ژنراتور سه فاز ولتاژ ۴۰۰ ولت متناوب در کاربردهای کوچک و ۶۳۰۰ ولت در کاربردهای بزرگ و نیروگاهی می باشد.

داخل ژنراتور استمفورد -ساختمان داخلی ژنراتور - اجزای داخلی ژنراتور استامفورد STAMFORD GENERATOR

فرکانس خروجی ، دور یا گشتاور ژنراتور:

فرکانس خروجی ژنراتورها معمولا ۵۰ هرتز و در برخی کشورها مانند امریکا ۶۰ هرتز است. دور ژنراتور به تعداد قطبهای آن بستگی دارد. تعداد قطب های ژنراتورها در ایران معمولا ۴ است لذا با ضرب فرکانس در عدد ۳۰ دور آن بدست می آید. ۱۵۰۰ دور در ۵۰HZ و ۱۸۰۰ درو در دقیقه در برق ۶۰ هرتز.

فرمول رابطه فرکانس و دور ژنراتور:
فرکانس ژنراتور (f) = تعداد گردش در دقیقه موتور (N) * تعداد قطب های مغناطیسی (P) تقسیم بر ۱۲۰
برعکس، P = 120 * f / N

ساختار ژنراتور شنت و مغناطیس دائم چیست؟

اجزای داخلی ژنراتور -ژنراتور استامفورد STAMFORD GENERATOR

عکس اجزای داخلی ژنراتور

  • سیم پیچ روتور و استاتور اصلی ژنراتور: وظیفه این بخش تولید و تامین برق سه فاز خروجی ژنراتور می باشد. ولتاژ فاز به فاز خروجی معمولا ۴۰۰ ولت موثر متناوب و ولتاژ فاز به نول ۲۲۰ ولت موثر می باشد.

سیستم اکسایتر تحریک ژنراتور چیست؟

  • روتور و استاتور تحریک یا اکسایتر ژنراتور: اکسایتر تحریک ژنراتور وظیفه مغناطیس کردن روتور اصلی را بر عهده دارد. سیم پیچ روتور اکسایتر از دو بخش مثبت و منفی تشکیل می شود که هر قسمت بوسیله سه عدد دیود ژنراتور ، وظیفه تولید جریان dc مثبت و منفی با آمپر بالا را دارند. این ولتاژ با اعمال به روتور اصلی عمل تحریک سیم پیچ اصلی و القای ولتاژ الکتریکی برای تولید برق خروجی ژنراتور را بعهده دارد. مزیت اکسایتر تحریک نسبت به ذغال این است که جریان مورد نیاز تحریک جهت تغذیه استاتور اکسایتر کمتر میباشد لذا ابعاد رگولاتور ولتاژ کمتر و راندمان ژنراتور بالاتر می باشد. جریان تحریک ژنراتورهای براشلس یا اکسایتری تا رنج ۱MW معمولا حدود ۵ آمپر یا کمی بالاتر است ولی در ژنراتورهای ذغالی تا ۷۰۰ آمپر هم میرسد. جریان تحریک ژنراتور نیروگاه تا چند هزار آمپر نیز میرسد.
  • Avr یا ای وی آر یا رگولاتور ژنراتور : ولتاژ وظیفه تولید برق dc مورد نیاز برای اکسایتر یا سیم پیچ تحریک را بعهده دارد. ای وی آر (avr) از برق خروجی ژنراتور تغذیه میشود . در ابتدا به نظر میرسد ولتاژ خروجی ژنراتور صفر است پس چگونه ای وی آر (avr) تغذیه می شود؟! ژنراتور بخاطر وجود پسماند مغناطیسی سیم پیچها در حد چند ولت ولتاژ در خروجی دارد لذا ای وی آر (avr) از همین ولتاژ بوسیله یک حلقه فیدبک مثبت ولتاژ ژنراتور را بالا می آورد سپس حلقه فیدبک ای وی آر (avr) منفی می شود و ولتاژ خروجی را بر روی ۴۰۰ ولت یا مقدار تنظیم شده فیکس میکند. ولتاژ خروجی ای وی آر حدود ۱۲ ولت dc می باشد.لذا میتوان بوسیله باتری نیز این ولتاژ را تنظیم کرد. ولی نکته قابل تامل این است که ای وی آر (avr) وظیفه رگوله کردن ولتاژ خروجی را بعهده دارد تا در بارهای خروجی متغیر و دور ها یا فرکانس های مختلف دیزل ژنراتور ولتاژ خروجی ژنراتور تغیر نکند. ای وی آر (avr) برای هر نوع ژنراتور بخاطر جریان های تحریک متفاوت مورد نیاز ژنراتور متفاوت می باشد. همچنین مدل ای وی آر (avr) یا رگولاتور ولتاژ برای کاربردهای مختلف ، متفاوت می باشد. در ادامه انواع ای وی آر (avr)  برای مدل های مختلف ژنراتور معرفی می شود. جهت مشاوره و خرید با شرکت آسان ژنراتور دانیال تماس بگیرید. ما تولید کننده انواع رگولاتور از پنج آمپر تا ۲۵۰۰ آمپر می باشیم.
  • فن تهویه  : این قسمت بمنظور تهویه و هوای داخل ژنراتور و خنک سازی سیم پیچ های ژنراتور تعبیه شده است.
  • دیسکت های کوپلینگ: صفحاتی دایره ای شکل می باشند که به منظور اتصال یا کوپلینگ به موتور ، روی فلایویل موتور دیزل ژنراتور پیچ می شوند. لذا با روشن شدن موتور ، ژنراتور نیز به حرکت در می آید.

عملکرد یا طرز کار ژنراتور:

همانگونه که در عکس زیر مشاهده می کنید ژنراتور سه فاز از دو بخش ثابت و متحرک تشکیل می شود. سیم پیچ هایی که روی قسمت های ثابت ژنراتور نصب شده اند استاتور و سیم پیچ هایی که بر روی قسمت های متحرک پیچیده شده اند روتور نامیده می شوند. استاتور اصلی (main generator) سیم پیچی می باشد که برق خروجی را بوسیله قسمت روتور تولید می کند و جریان خروجی از این بخش عبور میکند. روتور این قسمت عمل آهن ربای الکترومغناطیسی را انجام میدهد لذا روتور با ایجاد میدان الکترو مغناطیسی باعث القای ولتاژ متناوب بر روی استاتور می شود.استاتور از سه سیم پیچ تشکیل شده است که یک سر آنها به یکدیگر و سرهای دیگر آنها به ترمینالهای خروجی ژنراتور متصل می باشند.

همانگونه که میدانیم آهنربای الکترو مغناطییسی به جریان برق مستقیم یا dc نیاز دارد پس برق روتور اصلی از روتور تحریک یا اکسایتر تامین می شود. جریان خروجی روتور اکسایتر بوسیله القای میدان الکترو مغناطیسی تولیدی استاتور اکسایتر  بوجود می آید که بوسیله یک پل دیودی (پس از یکسو سازی) به روتور اصلی اعمال می گردد. جریان مستقیم یا dc استاتور اکسایتر نیز بوسیله avr تامین می گردد. برق ورودی avr نیز از ترمینال های خروجی یا استاتور اصلی تامین میگردد. لذا این چرخه طبیعی همیشه در جریان است و رگولاتور ولتاژ یا avr با تغییر جریان خروجی خود ، ولتاژ خروجی ژنراتور را کنترل میکند.

نقشه سیم کشی ژنراتور – نقشه تحریک یا اکسایتر ژنراتور:

در شکل های زیر ابتدا نقشه سیم کشی ژنراتور شنت و در زیر آن نقشه سیم کشی ژنراتور مغناطیس دائم آمده است. با دقت در اشکال براحتی متوجه نقشه سیم کشی ژنراتور خواهید شد. رگولاتور ولتاژ از برق خروجی ژنراتور ۳ فاز نمونه گرفته و سیستم تحریک اکسایتر ژنراتور را کنترل می نماید. در نتیجه برق خروجی ژنراتور رگوله خواهد شد.

نقشه سیم کشی ژنراتور - نقشه تحریک ژنراتور

تذکر هایی در باب استفاده صحیح از ژنراتور : (طرز کار ژنراتور)

  • قبل از راه اندازی ژنراتور سنکرون باید در انتخاب ژنراتور مورد نیاز برای دیزل ژنراتور دقت کرد تا توان خروجی ژنراتور از توان نامی موتور دیزل ژنراتور پایین تر باشد چون بخشی از توان خروجی موتور دیزل ژنراتور تلف می شود. البته در دیزل ژنراتورهای مجهز به کامپیوتر (ecu) این مشکل کمتر به چشم می خورد مخصوصا در موتورهای جدید ولوو ولی با این حال برای افزایش عمر دیزل ژنراتور باید این نکته را مد نظر قرار داد.
  • توجه شود که بانک های خازنی هنگام استفاده از دیزل ژنراتور باید از سرویس خارج شوند وگرنه برگشت جریان موجب آسیب رساندن به ژنراتور می شود.
  • به هیچ عنوان ژنراتور را زیر بار خاموش و روشن نکنید وگرنه ژنراتور آسیب خواهد دید. لذا در خروجی ژنراتور در صورتی که از تابلو برق اتوماتیک استفاده نمی شود از بریکر استفاده شود و پس از روشن نمودن دیزل ژنراتور و گرم شدن آن بریکر را وصل نمایید و قبل از خاموش کردن دیزل ژنراتور ابتدا بریکر مربوطه را قطع نمایید تا بار از روی ژنراتور برداشته شود و پس از خنک شدن دیزل ژنراتور آنرا خاموش کنید.

عیب یابی و تعمیر ژنراتور:

اخطار : اگر تابحال کار عملی در خصوص سیم پیچی ژنراتور انجام نداده اید به هیچ وجه اقدام به تعمیرات و عیب یابی نکنید وگرنه موجب خسارت و صدمه بدنی خواهد شد. ما آماده ارسال نیرو جهت کمک به شما هستیم. جهت تشخیص عیب و انجا تعمیرات ژنراتور موارد زیر را بررسی کنید:

اگر ولتاژ خروجی ژنراتور صفر ولت است احتمالا اکسایتر سوخته است لذا قبل از هر کاری avr و دیود های اکسایتر را چک کنید.

علت برق ندادن ژنراتور چیست؟

اگر ولتاژ خروجی ژنراتور در حد چند ولت بود احتمالا avr سوخته است. ژنراتور را روشن کنید و بوسیله یک عدد باتری ولتاژ ۱۲ ولت را به دو سر اکسایتر اعمال کنید اگر ولتاژ خروجی حدود ۴۰۰ ولت شد ژنراتور سالم است لذا avr را تعویض کنید.

علت افت ولتاژ ژنراتور چیست؟

اگر ولتاژ خروجی ژنراتور در حد چند ده ولت بود به احتمال قوی دیود های اکسایتر سوخته است ابتدا آنها را چک کنید سپس اقدام به تنظیم ولتاژ بوسیله avr کنید.

تذکر: در هر مورد توجه کنید که پس از رفع مشکل و اعمال بار بر روی ژنراتور به  سرعت بار را از روی ژنراتور بردارید و دمای سیم پیچ اکسایتر و دیودها را اندازه گیری کنید و مطمان شوید که مشکل دیگری وجود ندارد. بعضی از افراد بدون توجه به علت افت ولتاژ خروجی ژنراتور اقدام به جبران افت ولتاژ بوسیله avr میکنند که این باعث می شود ، پس از اعمال بار بر روی ژنراتور ،  ژنراتور شروع به دود کردن کند که در خوشبینانه ترین حالت دیود های اکسایتر ژنراتور سوخته است.

علت سوختن دیود ژنراتور چیست؟

سوختن دیود ژنراتور علت های زیادی دارد از جمله : عدم وجود وریستور (بعضی از تعمیر کاران ژنراتور آن را حذف میکنند) ، برخورد صاعقه با ژنراتور ، کشیدن آمپر بالا از ژنراتور سه فاز ، بار کشیدن زیاد و طولانی مدت از ژنراتور ، استفاده از دیود های ژنراتور سه فاز نامرغوب و یا دیود با  آمپر پایین تر ، اتصالی در برق خروجی و یا سیم کشی و سیم پیچی ژنراتور ، استفاده کردن از رگولاتور ولتاژ نا مناسب ، سربندی اشتباه برق سه فاز خروجی ژنراتور و یا رگولاتور ژنراتور و اتصالی برق شبکه با برق ژنراتور

علت سوختن ژنراتور چیست؟

سوختن سیم پیچ ژنراتور سه فاز علاوه بر عوامل بالا به این موارد نیز بستگی دارد: سوختن دیود ژنراتور ، افزایش ناگهانی ولتاژ یا جریان خروجی رگولاتور ولتاژ ژنراتور ، سوختن رگولاتور ولتاژ ژنراتور و خیس شدن سیم پیچ ژنراتور در حال کار

توربو ژنراتور چیست؟

توربو ژنراتور معمولا در نیروگاه کاربرد دارد. معمولا دور توربو ژنراتور برق بالا است (معمولا ۳۰۰۰ دور). لذا تعداد قطب های این ژنراتورها کمتر است (معمولا دو قطب). لذا طبق فرمول رابطه فرکانس با دور ژنراتور مشخص است که دور با تعداد قطب ها رابطه عکس دارند و هرچه تعداد قطب های ژنراتور کمتر شود دور یا فرکانس خروجی ژنراتور سه فاز بیشتر خواهد شد.

کلاسهای ژنراتورهای استمفورد:

  • A: ساخت انگلیس
  • X: ساخت استامفورد- محل کارخانه چین
  • I یا O: ساخت هند
  • C: ساخت رومانی تحت لیسانس استامفورد با کیفیت پایین
  • KGL: های کپی چین

رگولاتورهای استمفورد:

در جدول ذیل پارامترها و قابلیتهای avr ژنراتور مشخص شده اند:

جدول مشخصات avrهای ژنراتورهای استمفورد
پارامترهای avrAS480AS 440MX 341MX 321MA 330DM 110
تغیر ریموت ولتاژ******
محافظ فرکانس پایین******
قابلیت پارالل******
تغییر میزان فرکانس قطع پایین (UFRO)****
مدار محافظ اتصال کوتاهIF EBS****
قابلیت استارت نرم****
ورودی برای سه فاز***
حفاظت در برابر ولتاژ بالا***
تعیین حد تحریک**
تعیین حد جریان بوسیله CT*
EBS*
کنترل تمام دیجیتالی*
کنترل PF****

 

EBS: در ژنراتورهایی که نیاز به بار ضربه می باشد به منظور جلوگیری از افت ولتاژ از مدار EBS ، در کنار AVR یا رگولاتور استفاده می شود. یک واحد EBG شامل روتور و استاتور جداگانه دارد ، که در ژنراتور های مکالته (MECCALTE) این سیم پیچ اضافه به چشم می خورد. توضیحات در ادامه…

انواع رگولاتور ولتاژ ژنراتور سه فاز:

چه نوع رگولاتورهایی برای ژنراتورهای مختلف مناسب است؟ جدول ذیل جهت انتخاب رگولاتور مناسب برای هر نوع ژنراتورمی تواند کمک کننده باشد.

جدول انتخاب AVR مناسب برای ژنراتور
نوع ژنراتومدل AVR استاندارد به ترتیب اهمیت
P0 , P1AS480
UCD27 , UCI27MX321 – MX341 – AS440
UCM27 , UCM22MX321 – MX341
HCK15 , HC14 , HC15MX341 – MX321 – AS440
HCM5 – HCM4MX321 – MX341
HCM6 – HC16MX321
PE7 – P17MX321 – MX341
P80MX321 – DM110

 

نحوه تست دیودهای ژنراتور:

دیود ژنراتور (generator diod) در قسمت اکسایتر یا تحریک ژنراتور ، دیزل ژنراتور قرار دارد ودر اندازه ها و جریان های مختلف تولید می گردد. این دیودها وظیفه یکسو سازی یا DC نمودن انرژی الکتریکی مورد نیاز جهت تحریک ژنراتور را بعهده دارند.

دیود و پل دیود ژنراتور ((DIODE BRIDGE GENERATOR)) یکی از قسمت های اصلی دیزل ژنراتور محسوب می شود که ولتاژ خروجی ژنراتور راه انداز یا همان اکسایتر (EXITER GENERATOR) را از حالت AC به حالت DC تبدبل می کند. در واقع شش عدد دیود موجود درپل دیودی(دیود و پل دیود ژنراتور یا به صورت تکی به تعداد شش عدد است. و یا به صورت دو نیم هلال که یکی مجموعه آند و یک مجموعه کاتد را تشکیل می دهد) به صورت یکسو کننده تمام پل هر دو یک بخش از موج سینوسی سه فاز را یکسو می کنند. بنابراین هر دو دیود یک یکسو کننده تمام موج را تشکیل می دهند.

حال اگر یکی از این دیودها دچار مشکل شود نتیجه کاهش جریان/ولتاژ تحریک رتور ژنراتور ((آرمیچر ژنراتور)) می شود. حال اگر AVR ژنراتور که وظیفه تنظیم و رگوله کردن ولتاژ خروجی ژنراتور را دارد از انعطاف مناسبی برخوردار باشد. Open Circuit ((مدار باز))شدن دیود(( سوختن دیود)) در عملکرد ژنراتور مشخص نمی گردد. اما اگر منعطف نباشد مشکلات فوق رخ می دهد. لذا در صورت بروز اینگونه مشکلات به جای تعویض بیمورد ولتاژ رگولاتور ژنراتور((AVR ژنراتور)) دیود و پل دیود ژنراتور را با توجه به آند و کاتد آنها حتما چک کنید.

عیب یابی ژنراتور:

هر گاه با مشکلاتی از قبیل (ولتاژ ژنراتور کمتر از حد مطلوب است اما رگولاتور ولتاز ژنراتور (AVR) سالم است؟ دیزل ژنراتور روشن می شود اما ولتاژ ژنراتور صفر است؟ دیزل ژنراتور روشن می شود اما ولتاژ تکفاز کمتر از۲۱۰ ولت است؟ ولتاژ ژنراتور تنظیم نمی شود؟ (به عبارت دیگر ولتاژ یکی یا دو و یا هر سه فاز ژنراتور به حد مطلوب نمیرسد.)) مواجه شدید مشکل اصلی از دیود و پل دیود ژنراتور است.

جهت تست دیودهای ژنراتور یک مولتی متر بردارید و آنرا بر روی تست دیود بگذارید. پرابهای مولتی متر را دو طرف دیود قرار دهید. از یک طرف مقدار .۷ و از یک طرف مدار باز (OL) نشان خواهد داد. اگر دیودهای ژنراتور اتصال کوتاه بودند بیزر به صدا در می آید که نشان میدهد دیود ژنراتور سوخته است. چنانچه دیود ژنراتور منفجر شود از هر دو طرف اتصال باز می شود که از ظاهر و بوی دیودهای ژنراتور مشخص است.

داخل ژنراتور استمفورد ساختمان داخلی ژنراتور عملکرد ژنراتور اجزای داخلی ژنراتور استامفورد STAMFORD GENERATOR

اجزای داخلی ژنراتور سه فاز – ساختار/ساختمان ژنراتور سه فاز

نحوه تست وریستور ژنراتور سه فاز:

طبق تصویر سمت راست پایین تصویر فوق وریستورها سمت راست شافت ژنراتور بر روی اکسایتر نصب شده اند. وَریستورها که به عنوان مقاومت‌های وابسته به ولتاژ (Voltage Dependent Resistors) از آنها یاد می‌شود، قطعات الکتریکی هستند که وظیفه اصلی‌شان حفاظت از مدارهای الکترونیکی و سیستم‌های قدرت توسط جذب انرژی اضافی و تنظیم مقادیر ناخواسته ولتاژهای زودگذر (ناپایدار) است. ولتاژهای سریع و گذرا در نیروگاه‌ها و پست‌های قدرت یا مدارهای الکترونیکی می‌تواند ناشی از رعد و برق یا کلیدزنی قطع و وصل خواسته یا ناخواسته یا در مدارهای الکترونیکی حساس می‌تواند ناشی از تخلیه الکتریسیته ساکن جمع شده در بدن انسان باشد که وریستورها بدون خراب شدن می‌توانند به طور مکرر عمل تنظیم و محدود کردن این گونه ولتاژهای ناپایدار و زودگذر را انجام دهند.

پس وظیفه وریستورها مقابله با نوسانات سریع ولتاژ می باشند. پس ژنراتور بدون آنها نیز کار میکند. جهت تست وریستور  ژنراتور قسمت کابل ورودی اکسایتر یا منفی اکسایتر را باز کنید. سپس از مقدار اهمی وریستور ژنراتور را از هر دو طرف اندازه بگیرید. باید مقدار اهمی از هر دو طرف با هم برابر باشد.وریستورها در صورت سوختن اتصال کوتاه یا منفجر می شوند.

انواع ژنراتور از لحاظ سیستم تحریک (انواع اکسایتر):

سیستم تحریک ژنراتور در دو نوع ذغالی و اکسایتری وجود دارد که در ابتدای امر باید نوع ژنراتور را حتما تشخیص دهید. ژنراتورهای ذغالی در گذشته تولید میشدند و بخاطر جریان تحریک بسیار زیاد باعث اتلاف زیاد ژنراتور میشوند مثلا ژنراتوری که جریان خروجی ۳۰۰ آمپری دارد جریان تحریک ۸۰ آمپر دارد که avr از برق خروجی فیدبک میزند به اکسایتر ودر اصل این برق از خروجی ژنراتور تامین شده است و همچنین تلفات avrهای ذغالی نیز به این مورد اضافه میگردد. مشکل دیگری که ژنراتورهای ذغالی دارند نیاز به تعویض ذغال در آنهاست مثلا ذغال نوعی ژنراتور ۲/۵ سانت است که وقتی به ۱ میلیمتر رسید باید تعویض شود لذا نیاز به سرویسو نگهداری در آنها بیشتر میشود.

avrهای ژنراتورهای ذغالی دیگر تولید نمیشوند ولی شرکت آسان ژنراتور دانیال توانسته با بکارگیری دانش داخلی این avr ها را با کیفیتی بالا و عمری طولانی تولید و وارد بازار نماید.

avr ژنراتور های ذغالی رگولاتور ژنراتور ذغالی تنظیم کننده ولتاژ ژنراتور ذغالی

رگولاتور ژنراتورهای ذغالی

نحوه انتخاب و محاسبه ظرفیت ژنراتور مورد نیاز:

جهت محاسبه ظرفیت دیزل ژنراتور مورد نیاز توسط نرم افزار به بخش خدمات مراجعه کنید. معمولا  توان ژنراتور بر حسب کیلو ولت آمپر یا KVA بیان میشود. ماکزیمم جریان خروجی ژنراتور ۱.۴۴ برابر کاوای ژنراتور میباشد. ولی هیچگاه تا این حد از ژنراتور جریان نکشید. با بدست آوردن توان یا جریان مصرف کننده و کسینوس فی میتوان ژنراتور مناسب را انتخاب نمود. اگر جریان ماکزیمم مصرف کننده یا بار فقط مصرف روشنایی یا مسکونی و اداره ای بود کاوای ژنراتور باید برابر یا بیشتر از آن باشد. ولی اگر مصرف کننده موتوری یا تلفیقی از موتور و روشنایی بود در این حالت بسته به میزان بار سلفی کسینوس فی متغیر خواهد بود لذا بخاطر اینکه موتور در لحظه راه اندازی ۵-۷ برابر جریان و در حالت ستاره مثلث ۳-۵ برابر جریان نامی میکشد لذا باید توان ژنراتور را به همان نسبت بیشتر در نظر گرفت.

جهت استعلام قیمت ژنراتور یا ادوات جانبی ژنراتور با ما تماس بگیرید. جهت انتخاب نوع ژنراتور مورد نیاز به قسمت محصولات مراجعه نمایید.شرکت آسان ژنراتور دانیال حاضر به بستن قرار داد جهت آموزش ژنراتور و آموزش دیزل ژنراتور و آموزش تعمیرات تخصصی با شرکتها و ادارات می باشد.

مثال۱) برای مصرف کننده ای با جریان ماکزیمم ۱۰۰ آمپر اگر مصرف روشنایی داشت حداقل ژنراتوری ۱۰۰ کاوا در نظر میگیریم ، ۱۰۰KVA در شرایطی انتخاب میشود که بار به صورت ضربه ای (در یک لحظه کوتاه) به ژنراتور وارد نگردد.

مثال۲) برای یک موتور سه فاز ۱۰۰KW چه ژنراتوری انتخاب کنیم؟

جریان مصرفی موتور:

KVA=(100*10)/8=125

I=VA/√۳V=125000/(√۳*۴۰۰)=۱۸۰.۴۲ A

جهت محاسبه توان ژنراتور به صورت تجربی میتوان جریان ماکزیمم ژنراتور یعنی ۱/۴۴*KVA را ۲/۵ برابر جریان نامی موتور در نظر گرفت یعنی برابر ۴۵۱/۰۵ . پس یک الکتروموتور ۱۲۵KVA نیاز به یک ژنراتور حداقل ۳۱۲/۵=۲/۵*۱۲۵ کاوا دارد. باید دقت شود که موتور دیزلی مورد نیاز جهت ساخت دیزل ژنراتور  باید یک پله از کاوای ژنراتور بالاتر باشد. مثلا یک ژنراتور ۱۰۰KVA نیاز به یک موتور ۱۲۵KVA دارد. توان موتور دیزلی معمولا بر حسب اسب بخار بیان میشود لذا هر اسب بخار یا HP برابر ۷۴۶*W یا ۰/۷۴۶*KW می باشد . توجه شود که این مطالب در مورد ژنراتورهای سه فاز معمولی در ایران (ژنراتورهای شنت) صحت دارد و در صورت نیاز به بار ضربه از ژنراتورهای pmg یا ebs استفاده نمایید که در ادامه مفصل توضیح خواهیم داد.

مثلا ژنراتور دارای سیستم تحریک EBS میتواند در لحظه ۳ برابر جریان نامی ژنراتور را در خروجی تامین کند. مثلا اگر مصرف کننده شما الکترو موتور میباشد در صورتی که در حالت ستاره مثلث یا بوسیله سافت استارتر راه اندازی شود ظرفیت ژنراتور خود را ۱/۵ برابر توان نامی الکترو موتور در نظر بگیرید و در صورتی که الکترو موتور شما دارای مدار راه اندازی ستاره مثلث نباشد ، ظرفیت ژنراتور را ۲ برابر و اگر دارای سافت استارت درایو باشد توان دیزل ژنراتور را فقط کمی بیشتر از ظرفیت الکتروموتور میتوان در نظر گرفت. ژنراتورهای مکالته دارای سیم پیچ اضافی جهت پاسخ به بارهای ضربه میباشند.(توضیح درایوها جهت راه اندازی الکترو موتور ها بکار میروند ولی خیلی گرانتر میباشند. آنها ولتاژ و فرکانس خروجی خود را از صفر تا ماکزیمم بصورت نرم افزایش میدهند لذا جریان راه اندازی الکترو موتور حذف میشود.)

سیستمها و روشهای کنترل اکسایتر ژنراتور(مباحث تخصصی):

تنظیم کننده ولتاژ اتوماتیک (AVR) ژنراتور: 

رگولاتور وسیله ایست جهت تنظیم ولتاژ ژنراتور. ساختار رگولاتور ولتاژ با اکسایتر متفاوت است. زمانی که ژنراتور سه فاز در چرخش است رگولاتور در حال دریافت ورودی از استاتور ژنراتور میباشد. رگولاتورهای ژنراتور با توانایی دریافت ورودی دوم برای کاهش یا حذف هارمونیک های داخلی ناشی از سیگنال بازخورد بار ، برای  بارهای غیر خطی استفاده می شود. دو نوع معمول عبارتند از:

  • رکتیفایر کنترل شده سیلیکون (SCR) – میزان ولتاژ استاتور را اندازه میگیرد و و زمان آتش SCR را تعیین میکند. هنگامی که با بارهای غیر خطی استفاده می شود می تواند مشکلاتی ایجاد کند.
  • ترانزیستور اثر میدان (FET) – میزان ولتاژ را از استاتور می گیرد و به سیگنال مدولاسیون پالس عرضی (PWM) به اکسایتر انتقال می دهد. این سبک AVR را می توان برای روش های تحریک استفاده کرد. بارهای غیر خطی سبب ایجاد خرابی در بازخورد(فیدبک) نمی شوند.

سیستم های تحریک ژنراتور چیست؟

سیستم های تحریک را می توان به عنوان سیستمی تعریف کرد که جریان میدان را برای سیم پیچ روتور یک ژنراتور فراهم می کند. سیستم های تحریک ژنراتور طراحی شده خوب ، قابلیت اطمینان عملیات، پایداری و پاسخ سریع گذرا را ارائه می دهند.

انواع ژنراتور:

چهار روش تحریک عادی ژنراتورها عبارتند از:

  • شنت یا خود تحریک
  • سیستم تقویت تحریک (EBS)
  • ژنراتور آهن ربای دائمی (PMG)
  • سیم پیچ کمکی (AUX).

هر روش دارای مزایای فردی است. تمام روش ها از یک رگولاتور ولتاژ اتوماتیک (AVR) برای تامین خروجی DC به تحریک استاتور استفاده می کنند. خروجی AC روتور اکسایتر به یک ورودی DC برای روتور ژنراتور اصلی اصلاح می شود. سیستم های پیشرفته تر از یک ورودی اضافی برای رگولاتور ژنراتور استفاده می کنند. این مقاله، ساخت، عملکرد و کاربرد را برای هر روش بررسی می کند و شامل نمودار ها و تصاویر برای هر کدام است.

انواع اکسایتر:

ژنراتور شنت یا خود تحریک چیست؟

 Generator Shunt Excitation - ژنراتور شنت یا خود تحریک

روش شنت یک طراحی ساده و مقرون به صرفه برای تامین قدرت ورودی به رگولاتور است. این روش نیاز به هیچ اجزای اضافی یا سیم کشی ندارد. لذا عیب یابی با اجزا و سیم کشی کمتر ساده می شود. همانطور که مولد چرخانده می شود، استاتور برق ورودی به رگولاتور را فراهم می کند. علاوه بر این رگولاتور دارای سنسورهایی است که خروجی استاتور را کنترل می کند.  رگولاتور ، تغذیه اکسایتر را تامین میکند و به جریان DC تبدیل می شود. توسط رگولاتور جریان بر روی استاتور برای تامین بار خروجی القا می شود.  بزرگترین نقطه ضعف این سیستم این است ، زمانی که ژنراتور زیر بار میرود ، رگولاتور تحت تاثیر بار است .

هنگامی که بار افزایش می یابد، ولتاژ شروع به کاهش می کند و رگولاتور باید جریان بیشتری را برای اکسایتر فراهم کند تا تقاضای بار را پشتیبانی کند. این باعث می شود که رگولاتور به حدود مجاز خود برسد. اگر ولتاژ رگولاتور فراتر از آن شود، میدان تحریک کاهش می یابد. ولتاژ خروجی به مقدار کمی کاهش می یابد. اگر یک اتصال کوتاه در تغذیه رگولاتور رخ دهد، ژنراتور منبع تحریک نخواهد داشت. این باعث از دست دادن ولتاژ خروجی ژنراتور می شود.  ژنراتور با روش شنت یا خود تحریک می تواند در بارهای خطی (بار ثابت) استفاده شود. دستگاه هایی که بارهای غیر خطی دارند (بار متفاوت مانند موتور) ، ژنراتوری با این روش تحریک توصیه نمی شود. هارمونیک های مرتبط با بارهای غیر خطی می توانند باعث تخریب میدان تحریک شوند.

سیستم تقویت تحریک ژنراتور (EBS)

EBS Excitation - ژنراتور با سیستم تقویت تحریک EBS - Generator

سیستم EBS شامل همان اجزای پایه ای است که سیگنالهای ورودی و خروجی از AVR را فراهم می کند. اجزای اضافی این سیستم عبارتند از:

  • ماژول کنترل تقویت تحریک (EBC)
  • تقویت تحریک ژنراتور (EBG).

EBG بر روی انتهای شافت ژنراتور نصب می شود. ظاهر فیزیکی آن همانند یک آهنربای دائمی است. EBG تغذیه کنترلر را هنگامی که ژنراتور میچرخد ، تامین میکند. ماژول کنترل EBC به طور موازی به رگولاتور و اکسایتر وصل شده است. EBC سیگنال را از رگولاتور دریافت میکند. هنگامی که مورد نیاز است ، کنترل کننده سطوح مختلف جریان تحریک را در سطوحی که به نیاز سیستم بستگی دارد را برای اکسایتر فراهم می کند.  تغذیه اضافی به سیستم تحریک از افزایش بار پشتیبانی می کند. این اجازه می دهد به استارت شدن ژنراتور و سپس بازیابی ولتاژ تحریک.  این سیستم تحریک برای ژنراتورهای دائم کار توصیه نمی شود. این برای کاربردهای اضطراری یا پشتیبان در نظر گرفته شده است.

هنگامی که ژنراتور شروع به کار می کند، سیستم EBS خاموش می شود تا زمانی که سرعت به حد خود رسیده باشد. EBG هنوز هم قدرت را تولید می کند اما کنترل کننده آن را اثر نمی دهد.  این سیستم برای پاسخ دینامیکی  راحت تر و مطابق با الزامات برای ارائه جریان اتصال کوتاه تا ۳۰۰٪ طراحی شده است. پاسخ به بارهای غیر خطی مانند الکتروموتور ، در مقایسه با روش شنت یا خود تحریک بهبود یافته است.

ژنراتور مغناطیسی دائم (PMG)

PMG Excitation - ژنراتور مغناطیسی دائمی (PMG) - generator-

ژنراتور مغناطیس دائم چیست؟

ژنراتورهایی که مجهز به آهنرباهای دائمی هستند، از روشهای شناخته شده به طور جداگانه تحریک میشوند. یک آهنربای دائمی در انتهای محور شفت ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم نصب می شود.  هنگامیکه شفت ژنراتور چرخانده می شود، PMG سیگنالی جداگانه را به رگولاتور می دهد.رگولاتور از توان آن در هنگام عرضه بارهای غیر خطی مانند؛ استارت الکتروموتور استفاده میکند.  هنگامی که شفت ژنراتور چرخانده می شود شکل موج واضح ، ایزوله و  ۳ فازی بدون وقفه تولید می شود.
برخی از مزایای استفاده از ژنراتورهای مجهز به روش تحریک PMG عبارتند از:

  • میدان تحریک از بین نمیرود و اجازه می دهد که متحمل اتصال کوتاه های  لحظه ای شود.
  • تغییر بار بر میدان تحریک تاثیر نمی گذارد.
  • ولتاژ در لحظه راه اندازی اولیه ایجاد می شود و به مغناطیس باقی مانده در پسماند ژنراتور بستگی ندارد.
  • در لحظه استارت الکتروموتور، میدان تحریک به علت عدم تغذیه مستقیم رگولاتور سقوط نمی کند.

سیستم PMG وزن و اندازه را به انتهای ژنراتور اضافه می کند. این روش تحریک اغلب برای برنامه هایی کاربردی است که از بارهای غیر خطی و موتورهایی استفاده می شود که در لحظه راه اندازی و خاموش شدن اعوجاج ایجاد می کنند.

سیم پیچ کمکی (AUX)

 - generator - Auxiliary Winding Excitation - ژنراتور با سیم پیچ کمکی AUX

روش سیم پیچ کمکی برای سال ها استفاده شده است.از این روش در کاربرد دریایی تا صنعتی استفاده می شود و در تاسیسات بزرگتر کاربرد بیشتری دارند.  این سیستم تحریک یک میدان تحریک جداگانه دارد، اما از جزء متصل به انتهای محور ژنراتور استفاده نمی کند. این روش ها از چرخش محور و یک آهنربای مغناطیس دائم یا ژنراتور برای تحریک اضافی استفاده می کنند.  سیم پیچ تک فاز اضافی روی استاتور نصب شده است. همانطور که شفت ژنراتور چرخانده می شود، سیم پیچ های اصلی استاتور ولتاژ را به رگولاتور ارسال می کنند.
سیم پیچ تک فاز تغذیه رگولاتور را تامین می کند. این باعث ایجاد ولتاژ تحریک اضافی در بارهای غیر خطی می شود.
برای بارهای خطی روش تحریک شانت، EBS، PMG و AUX می توانند مورد استفاده قرار گیرد. تحریک شنت بصرفه ترین روش است.  برای بارهای غیر خطی، روش های تحریک EBS، PMG و AUX می تواند مورد استفاده قرار گیرد. تحریک PMG شایع ترین روش است.

 

 

منبع مقاله : مهندس دانیال موسوی

www.asangenerator.com

www.alimrd.ir

3 thoughts on “ژنراتور برق چیست؟

  1. باسپاس ازشما هموطن عزیزوگرامی.اطلاعات دروس فنی درباره مولدها در این سایت عالیست.آیا طرح سوال جهت عیب یابی ژنراتور مجازه؟

  2. سلام در صورتی که فراموش کنیم نول ژنراتور را به برق کارخانه متصل کنیم در هنگام قطعی برق شهر و زیر بار بردن ژنراتور چه مشکلی پیش میآید؟؟؟با تشکر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *