دیزل ژنراتور چیست؟

دیزل ژنراتور (Diesel Generator) یا بهتر است بگوییم دیزل ژنراتور که به عنوان موتور الکتریکی نیز شناخته می شود، انرژی مکانیکی (حرکت) را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. در واقع دیزل ژنراتور ترکیبی از موتور دیزلی (برای تغذیه ژنراتور) و ژنراتور یا ژنراتور الکتریکی است که برای تولید برق استفاده می شود. دیزل ژنراتورها اغلب در شرایط اضطراری و شرایطی که برق اصلی در دسترس نیست استفاده می شود. دیزل ژنراتور ولوو یکی از معروف ترین شرکت ها در این زمینه است.

اصول عملکرد دیزل ژنراتور

اصول عملکرد دیزل ژنراتور بر اساس قانون بقای انرژی است. به عبارت دیگر «انرژی نه می تواند ایجاد شود و نه از بین می رود، بلکه از شکلی به شکل دیگر تغییر می کند». گازوئیل دارای انرژی شیمیایی است و وقتی می سوزد انرژی شیمیایی به گرما و انرژی تبدیل می شود. این نیرو را نیروی مکانیکی می نامند و ژنراتور را می چرخاند. چرخش ژنراتور نیز برق تولید می کند. احتراق فرآیند احتراق سوخت در هوای بسیار متراکم با دمای 750 درجه سانتیگراد است.

سطح مکش

هنگامی که دریچه ورودی باز می شود، پیستون از مرکز خارج می شود و هوا وارد سیلندر می شود. هنگامی که هوای کافی فشرده شد، دریچه مکش در پایان این مرحله بسته می شود.

مراحل سوخت

در این مرحله، سوخت وارد هوای گرم و متراکم شده و با حفظ فشار شروع به سوختن می کند. هنگامی که پیستون به مرکز بالا می رسد، عرضه سوخت متوقف می شود. تزریق سوخت در پایان مرحله مکش تا رسیدن به نقطه قطع ادامه می یابد. در این حالت دریچه های ورودی و خروجی بسته می مانند و گازهای داغ و هوای فشرده در سیلندر به گردش در می آیند که باعث می شود پیستون به سمت پایین حرکت کند تا به پایین برسد.

مرحله تخلیه

در این مرحله، پیستون دوباره به سمت بالا حرکت می کند و به سوپاپ اگزوز اجازه می دهد تا دریچه سوخت را باز و بسته کند. گازهای سوخت سوخته به دلیل انبساط خود خارج می شوند و با حرکت پیستون به سمت بالا، گازهای باقی مانده از طریق دریچه اگزوز خارج می شوند. در پایان این مرحله، دریچه های اگزوز بسته شده و چرخه کامل می شود.

مهندسی

موتور همانطور که از نامش پیداست مانند موتور وسیله نقلیه است با این تفاوت که ژنراتور بزرگتری دارد و می تواند برق بیشتری تولید کند.

اختیاری

این قطعه در نتیجه چرخش شفت، انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. دینام یکی از جذاب ترین قطعات دیزل ژنراتور است. فارادی در اوایل دهه 1830 القای الکترومغناطیسی را کشف کرد (یا حداقل توصیف کرد).

القای الکترومغناطیسی بیان می کند که وقتی یک سیم (یا هر رسانای الکتریکی) را در یک میدان مغناطیسی حرکت می دهیم، جریان الکتریکی در سیم “القاء” می شود. اگر سیم همچنان ثابت باشد و میدان مغناطیسی در حال حرکت باشد، این پدیده ادامه خواهد داشت. رسانایی در جریان الکتریکی، الکترون ها را از طریق مدار جذب می کند. اگر سیم از شمال به جنوب برود، الکترون ها از یک طرف و اگر از جنوب به شمال بچرخند، به سمت دیگر جریان می یابند.

هرچه میدان قوی تر و سیم طولانی تر باشد، جریان بیشتری آن را به حرکت در می آورد. ژنراتورهای مدرن با قرار دادن چندین آهنربا بزرگ و قدرتمند در خوشه‌هایی حول محور مرکزی چرخش عمل می‌کنند. قسمت دوار ژنراتور «روتور» نامیده می شود. یک مولد میدان مغناطیسی می تواند یک آهنربای دائمی یا یک آهنربای الکتریکی باشد، اما باید یک میدان مغناطیسی ایجاد کند تا موتور را بچرخاند. یکی دیگر از اجزای مهم “استاتور” دینام است که در اصل مجموعه ای از سیم پیچ های صلب است که همه نزدیک و اطراف روتور هستند. هنگامی که یک نیروی خارجی (مانند یک موتور دیزل) محور مرکزی را می‌چرخاند، قطب‌های شمال و جنوب میدان مغناطیسی روتور در امتداد سیم‌پیچ‌های استاتور حرکت می‌کنند. این امر باعث می شود که مقدار زیادی جریان الکتریکی در دستگاهی که ما آن را جریان متناوب می نامیم هدایت شود.

سیستم سوخت

سوخت دیزل ژنراتور دیزل یا سوخت دیزل است. بارزترین قسمت این بخش مخزنی است که سوخت مورد نیاز را برای حداقل 6 تا 8 ساعت کار ذخیره می کند. در واحدهای کوچک و قابل حمل، این مخزن ممکن است داخل محفظه ژنراتور باشد یا برای واحدهای بزرگتر، ممکن است در یک ساختار خارجی جداگانه و دائمی ساخته شود. سایر قسمت های سیستم سوخت شامل خطوط سوخت به موتور، پمپ، فیلتر و لوله یا دریچه دریچه مخزن سوخت است که از فشار یا خلاء بیش از حد داخل باک جلوگیری می کند. همچنین یک درگاه سرریز وجود دارد تا اطمینان حاصل شود که هنگام پر شدن باک، سوخت روی سطح موتور یا دینام پاشیده نمی شود.

فرستنده ولتاژ

این قسمت از دیزل ژنراتور بسیار پیچیده اما مهم است. بدون این سیستم، ولتاژ و توان با تغییر سرعت موتور تغییر می کند. از آنجایی که تجهیزات الکتریکی امروزی باید از یک منبع قابل اعتماد تغذیه شوند، الزامات خاصی بر روی خروجی ژنراتور اعمال می شود. توضیح ساختار کنترلر کمی پیچیده است و در این آموزش گنجانده نشده است. در اینجا کافی است درک کنیم که وظیفه تنظیم کننده تنظیم ولتاژ خروجی به مقدار مناسب و استاندارد است.

سیستم خنک کننده

مانند یک ماشین، یک موتور بیشتر از نیروی مکانیکی گرمای اتلاف تولید می کند. برق موجود در ژنراتور نیز هنگامی که جریان از سیم های مقاومت عبور می کند گرما تولید می کند. و مانند یک ماشین، این گرما معمولاً توسط خنک کننده خنک می شود، اما نه آب. پس از خنک شدن، خنک کننده از یک مبدل حرارتی عبور می کند و گرما را معمولاً به هوا یا گاهی اوقات به یک خنک کننده ثانویه آزاد می کند.

سیستم زهکشی

تمام موتورهای احتراق داخلی گاز تولید می کنند. این گازها گاهی اوقات سمی هستند و باید دور از ماشین و افراد اطراف آن نگهداری شوند. اگزوز لوله ای است که از جاده می گذرد و به هوای بیرون هدایت می شود. به طور کلی مقررات ایمنی و بهداشتی در مورد نحوه و مکان سیستم اگزوز وجود دارد و این باید قبل از نصب یک ژنراتور جدید در نظر گرفته شود.

سیستم آیرو

همه موتورها نیاز به روغن کاری دارند که توسط پمپ روغن و مخزن متصل به موتور انجام می شود. این امر در مورد موتور دیزل با ژنراتور نیز صدق می کند.

سیستم راه اندازی و باتری

یک موتور دیزل مانند یک ماشین برای کار کردن به یک موتور الکتریکی کوچک نیاز دارد. این استارت برقی انرژی خود را از باتری شارژ شده توسط یک شارژر جداگانه یا از خروجی خود ژنراتور دریافت می کند.