کارکردن یک دیزل ژنراتور همواره با آلودگی صوتی همراه می شود از این رو وجود یک کاناپای (کاور دیزل ژنراتور ) برای کاهش صدا حاصل از دیزل ژنراتور بسیار مناسب می باشد.
تصویر زیر یک دیزل ژنراتور با کاناپای می باشد:
تهویه
کنترل سیستم تهویه یکی از مهم ترین مسائل مربوط به نصب و راه اندازی دیزل ژنراتور می باشد .
سیستم تهویه از دو نظر حائز اهمیت است :
1. خروج گازی های سمی که از کار کردن دیزل ژنراتور خارج می شود.
2. بهینه سازی سیستم خنک کننده دیزل ژنراتور کاهش دما موتور دیزل ژنراتور که باعث افزایش طول عمر دیزل ژنراتور می شود.
اقلام تهویه کمکی عمدتا شامل فن خنک کننده رادیاتور، لوله های اگزوز به هدایت هواداخل و خنک نمود موتور دیزل ژنراتور برای می گردد.
مخزن سوخت
سوخت گازئیل به عنوان "سوخت نسبتا خطرناک" نامیده می شوند و ذخیره سازی و توزیع آن لازم به رعایت برخی قوانین و نکات ایمنی می باشد.
مهمترین دلایل از آتش سوزی در دیزل ژنراتور ها رعایت نکردن در نحوه پر کردن تانک دیزل ژنراتور می باشد.
همواره سطح شیب تانک دیزل ژنراتور قبل از پر کردن و همچنین هنگام استفاده از آن کنترل نمایید.
مهمترین نکات ایمنی در راه اندازی یک دیزل ژنراتور عبارت است از :
1. از ریخته شده سوخت بروی بدنه دیزل ژنراتور شدیدا جلوگیری نمایید
2. اتصالات مربوط به سیستم سوخت رسانی همواره کنترل نمایید ( در صورت عدم توجه بروز آتش سوزی در دیزل ژنراتور و انفجار در موتور ژنراتور بنزینی را خواهد داشت.)
3. از عدم وجود الکتریسته ساکن در تانک مطمئن شوید.
4. از قرار گرفتن موارد اشتعال زا در کنار دیزل ژنراتور جلوگیری نمایید.
5. از میزان توان خروجی موتور دیزل اطمینان حاصل نمایید که در صورت افزایش دور موتور دیزلی باعث سوخته شدن ژنراتور دیزلی می شود.
نتیجه گیری
بنابراین، این موتور ژنراتور ها می توانند انجام کارهایی را تضمین کنند که در آنها بسیاری از تجهیزات بدون هیچ اختلالی کار میکنند حتی اگر برق بطور ناگهانی قطع شود.
همچنین در شرایطی که شما عازم یک سفر طولانی به خارج از شهر باشید دیزل ژنراتور ها و سای مواد های برقی از جمله موتور برق ها می تواند کاربرد بسیار مهمی داشته باشد.
در حال حاضر تمام هتل های 5 ستاره، بیمارستان ها، پمپ بنزین ها، سازمان های ارتباطی، واحد های تولیدی، ساختمان های تجاری، مجتمع های تفریحی، صنایع بزرگ، تاسیسات اضطراری، کارخانه های استخراج معدن و مراکز داده ای فنائری اطلاعات وارتباطات نیازمند ذخیره برق بدون قطعی می باشند بنابراین یک پشتیبان مانند موتورهای دیزل ژنراتور می توانند بسیار پراهمیت باشند.
رودولف دیزل
رودولف دیزل مخترع موتور دیزل ژنراتور از نوع احتراق داخلی است.
رودولف دیزل سال 1858 در پاریس متولد شد. پدر و مادرش مهاجران باواریا بودند. رودولف دیزل در دانشگاه پلی تکنیک مونیخ تحصیلات خود را آغاز نمود. بعد از فارغ التحصیلی ، او به عنوان مهندس یخچال شروع به کار کرد. با این حال ، او عشق واقعی در طراحی موتور را در دل داشت . رودولف دیزل طرح های بسیاری در موتور های حرارتی داشت که از جمله می توان به یک موتور هوا با انرژی خورشیدی اشاره نمود . در سال 1893، او در مقاله ای به توصیف یک موتور با احتراق درون سیلندر ( موتور احتراق داخلی ) پرداخت .
در سال 1894 ، او اختراع جدید خود را ، موتور دیزلی نام گذاری نمود. رودولف دیزل بر اثر انفجار موتور دیزلی خود کشته شد . با این حال ، موتور دیزل ثابت کرد که می تواندسوخت را بدون نیاز به یک جرقه مشتعل نماید. اولین موتور دیزل موفق او در سال 1897 عمل کرد. موتور های دیزلی مدرن ، نسخه بهبود یافتهی مفهوم اصلی رودولف دیزل است .
آنها اغلب در زیردریایی ها، کشتی ها، لوکوموتیو، و کامیون های بزرگ و مولد برق ( دیزل ژنراتور ) استفاده می شوند.
اختراعات رودولف دیزل در سه نقطه اشتراک دارند :
تمامی آنها مربوط به گرما و واگذاری از طریق پروسه های فیزیکی و یا قوانین طبیعی هستند.
تمامی آنها و دیزل ژنراتور شامل طراحی مکانیکی قابل ملاحظه ای هستند.
تمامی آنها در ابتدا به مفهوم مخترع از انگیزه نیازهای جامعه شناختی بودند.
رودولف دیزل در ابتدا موتور دیزل را برای صنعتگران مستقل و صنعتگرانی که به رقابت با صنعت بزرگ می پرداختند، طراحی نمود.
مدل نخست رودولف دیزل، یک سیلندر 10 پا آهن با فلایویل در پایه آن ، در تاریخ 10 اوت سال 1893 برای اولین بار شروع به کار کرد . رودولف دیزل دو سال را صرف ساخت این موتور دیزل نمود و در سال 1896 یک مدل دیگر با بازده نظری 75 درصد ارائه نمود، که در مقایسه با ده درصد راندمان موتور بخار بود. در سال 1898 ، رودولف دیزل یک میلیونر بود.
موتور دیزلی او به قدرت خطوط لوله، برق و آب ، اتومبیل ها و کامیون ها، و هنر و صنعت دریایی مورد استفاده قرار گرفت، و بلافاصله در معادن ، حوزه های نفتی، کارخانه ها ، حمل و نقل مورد استفاده قرار گرفت.
یکی از محبوب ترین مقالات سایت HowStuffWorks طرز کار موتور خودرو است ، که در مورد اساس اولیه موتور های احتراق داخلی توضیح می دهد و در مورد سیکل چهار زمانه بحث می کند و در موتور تمام سیستم های کمکی که به موتور کمک می کنند تا کار انجام دهد صحبت می کند. برای یک مدت طولانی بعد از انتشار این مقاله ، یکی از سوالهای بسیار متداولی که می پرسند این است: که چه تفاوتی بین موتور های بنزینی و دیزلی وجود دارد ؟
رودولف دیزل ایده موتور های دیزل را توسعه داد و در سال ۱۸۹۲ حق ثبت اختراع آلمان را بدست آورد . هدف او بوجود آوردن موتوری با بازده بالا بوده است . موتور های بنزینی در سال ۱۸۷۶ اختراع شد ، که خصوصاً در آن موقع بازده بالایی نداشتند .
ژنراتورها همواره یکی از مهمترین عناصر شبکه قدرت بوده و نقش کلیدی در تولید انرژی و کاربردهای خاص دیگر ایفاء کرده است .
ساخت اولین نمونه دیزل ژنراتور (سنکرون) به انتهای قرن 19 برمی گردد. مهمترین پیشرفت انجام شده در آن سالها احداث اولین خط بلند انتقال سه فاز از لافن به فرانکفورت آلمان بود. در کانون این تحول ، یک هیدروژنراتور سه فاز 210 کیلو وات قرار گرفته بود. عیلرغم مشکلات موجود در جهت افزایش ظرفیت و سطح ولتاژ ژنراتورها، در طول سالهای بعد تلاشهای گسترده ای برای نیل به این هدف صورت گرفت.
مهمترین محدودیتها در جهت افزایش و سطح ولتاژ ژنراتورها ، ضعف عملکرد سیستمهای عایقی و نیز روشهای خنک سازی بود. در راستای رفع این محدودیتها ترکیبات مختلف عایقهای مصنوعی، استفاده از هیدروژن برای خنک سازی و بهینه سازی روشهای خنک سازی با هوا نتایج موفقیت آمیزی را در پی داشت به نحوی که امروزه ظرفیت ژنراتورها به بیش از 1600DC افزایش یافته است.
در جهت افزایش ولتاژ ، ابداع پاورفرمر در انتهای قرن بیستم توانست سقف ولتاژ تولیدی را تا حدود سطح ولتاژ انتقال افزایش دهد. به نحوی که برخی محققان معتقدند در سالهای نه چندان دور ، دیگر نیازی به استفاده از ترانسفورماتورهای افزاینده نیروگاهی نیست.
همچنین امروزه تکنولوژی ژنراتورهای ابررسانا بسیار مورد توجه است، انتظار می رود با گسترش این تکنولوژی در ژنراتورهای آینده ، ظرفیتهای بالاتر در حجم کمتر قابل دسترسی باشند.
ژنراتورها
ماشین هایی هستند که انرژی مکانیکی را از محرک اصلی به یک توان الکتریکی در ولتاژ و فرکانس خاصی تبدیل می نماید.
کلمه سنکرون به این حقیقت اشاره دارد که فرکانس الکتریک این ماشین با سرعت گردش مکانیکی شفت قفل شده است ، ژنراتورسنکرون برای تولید بخش اعظم توان الکتریکی در سرتاسر جهان به کار می رود.
دو اصل فیزیکی مرتبط با عملکرد ژنراتورها وجود دارد.
اولین اصل فیزیکی اصل القائی الکترومغناطیسی کشف شده توسط مایکل فاراده دانشمند بریتانیایی است.
اگر یک هادی در یک میدان مغناطیسی حرکت کند یا اگر طول یا حلقه ی القائی ساکنی جهت تغییر استفاده شود. یک جریان ایجاد میشود یا القاء می شود.
اگر یک جریان از میان یک کنتاکتور که در میدان مغناطیسی قرار گرفته در دیزل ژنراتور، عبور کند میدان ، نیروی مکانیکی بر آن وارد می کند.
ژنراتور ها دارای دو اصل هستند:
قسمتها و میدان که آهنربای الکترو مغناطیسی با سیم پیچ هایش و آرمیچر و ساختاری که از کنتاکتورحمایت می کند و کار قطع میدان مغناطیسی و حمل جریان القاء شده ژنراتور یا جریان ناگهانی به موتور را دارد است .
آرمیچر معمولا” هسته ی نرم آهنی اطراف سیم های القائی که دور سیم پیچ ها پیچیده شده اند ، است .
ژنراتور ها از دو قسمت تشکیل شده اند: قسمت متحرک را رتور و قسمت ساکن آن را استاتور می گویند .
رتور ها نیز از نظر ساختمان دو دسته اند: ماشین های قطب صاف و ماشین های قطب برجسته.
همچنین ژنراتورها بسته به آنکه نوع وسیله گرداننده رتور آنها چه نوع توربینی باشد به صورت زیر تقسیم می شوند:
توربو ژنراتورها: در این وسیله گرداننده رتور ، توربین بخار است و چون توربین بخار جزء ماشین های تند گرد است
بنابراین توربوژنراتور دارای قطب های صاف بوده و این ماشین توانائی ایجاد دورهای بسیاربالا را در قدرت های زیاد دارد امروزه اغلب توربوژنراتورها را دو قطبی می سازند چون با افزایش سرعت گردش کار توربین های بخار با صرفه تر وارزان ترتمام می شود.
هیدرو ژنراتور ها : در آن وسیله گرداننده رتور توربین آبی است و چون توربین آبی دارای دور کم است بنابراین هیدروژنراتور دارای قطب برجسته بوده و دارای سرعت کم می باشد.
3. دیزل ژنراتور ها : در قدرت های کوچگ و اظطراری وسیله گرداننده رتور دیزل است که در این موره هم قطب های رتور آن برجسته می باشد.
در یک ژنراتور سنکرون یک جریان dc به سیم پیچ رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور تولید شود.
سپس روتور مربوط به دیزل ژنراتور به وسیله یک محرک اصلی چرخانده می شود، تا یک میدان مغناطیسی دوار در ماشین به وجود آید . این میدان مغناطیسی یک ولتاژ سه فاز را در سیم پیچ های استاتور ژنراتور القاء می نماید.
در یک ماشین دو عبارت در توصیف سیم پیچ ها بسیار مورد استفاده است: یکی سیم پیچ های میدان و دیگری سیم پیچ های آرمیچر. بطور کلی عبارت سیم پیچ ها ی میدان به سیم پیچ هایی گفته می شود که میدان مغناطیسی اصلی را در ماشین تولید می کند. عبارت سیم پیچ های آرمیچر به سیم پیچ هایی اطلاق می شود که ولتاژ اصلی در آن القاء می شود برای ماشین های سنکرون، سیم پیچ های میدان در رتور است.
روتور ژنراتور سنکرون در اصل یک آهن ربای الکتریکی بزرگ است. قطب های مغناطیسی در رتور می تواند از نوع برجسته و غیر برجسته باشد. کلمه برجسته به معنی (قلمبیده )است و قطب برجسته یک قطب مغناطیسی خارج شده از سطح رتور می باشد. از طرف دیگر یک قطب برجسته، یک قطب مغناطیسی هم سطح با سطح رتور است.
یک رتور غیر برجسته یا صاف معمولاً برای موارد 2 یا چهار قطبی به کار می روند. در حالی که رتور های برجسته برای 4 قطب یا بیشتر مورد استفاده هستند. چون در رتور میدان مغناطیسی متغیر است برای کاهش تلفات، آن را از لایه های نازک می سازند. به مدار میدان در رتور باید جریان ثابتی اعمال شود. چون رتور می چرخد نیاز به آرایش خاصی برای رساندن توان DC به سیم پیچ های میدانش دارد.برای انجام این کار 2 روش موجود است :
1- از یک منبع بیرونی به رتور با رینگ های لغزان و جاروبک .
2- فراهم نمودن توان DCاز یک منبع توان DC ، که مستقیما" روی شفت ژنراتورسنکرون نصب میشود.
رینگ های لغزان بطور کامل شفت ماشین را احاطه می کنند ولی از آن جدا هستند. یک انتهای سیم پیچ DC به هر یک از دو انتهای رینگ لغزان در شفت موتور سنکرون متصل است و یک جاروبک ثابت روی هر رینگ لغزان سر می خورد .
جاروبک ها بلوکی از ترکیبات گرافیک مانند هستند که الکتریسیته را به راحتی هدایت می کنند ولی اصطعکاک خیلی کمی دارند و لذا روی رینگ ها خوردگی بوجود نمی آورد. اگر سمت مثبت منبع ولتاژ DC به یک جاروبک و سر منفی به جاروبک دیگر وصل می شود. آنگاه ولتاژ ثابتی به سیم پیچ ، جدا از مکان و سرعت زاویه ای آن ، میدان درتمام مدت اعمال می شود. رینگ های لغزان و جاروبک ها به هنگام اعمال ولتاژ DC چند مشکل برای سیم پیچ های میدان ماشین سنکرون تولید می کنند آنها نگهداری را در ماشین افزایش می دهند ، زیرا جاروبک بایدمرتبا" به لحاظ سائیدگی چک شود.
علاوه بر آن ، افت ولتاژ جاروبک ممکن است تلفات قابل توجه توان را همراه با جریان های میدان به دنبال داشته باشد . علیرغم این مشکلات رینگ های لغزان روی همه ماشین های سنکرون کوچک تر بکار میرود. زیرا راه اقتصادی تر برای اعمال جریان میدان موجود نیست .
در موتور ها و دیزل ژنراتور ها ی بزرگ تر ، از محرک های بی جاروبک استفاده می شود تا جریان میدان DC را به ماشین برسانند یک محرک بی جاروبک ، یک ژنراتور AC کوچکی است که مدار میدان آن روی استاتور و مدار آرمیچر آن روی رتور نصب است خروجی سه فاز ژنراتور محرک یکسو شده و جریان مستقیم توسط یک مدار یکسو ساز سه فاز که روی شفت ژنراتور نصب است حاصل می شود که بطور مستقیم به مدار میدان DC اصلی اعمال میگردد.
با کنترل جریان میدان DC کوچکی از ژنراتور محرک (که روی استاتور نصب می شود) می توان جریان میدان را روی ماشین اصلی و بدون استفاده از رینگ های لغزان و جاروبک ها تنظیم کرد. چون اتصال مکانیکی هرگز بین رتور و استاتور بوجود نمی آید ، یک محرک جاروبک نسبت به نوع حلقه های لغزان و جاروبک ها ، به نگهداری کمتری نیاز دارد. برای اینکه تحریک ژنراتور بطور کامل مستقل از منابع تحریک بیرونی باشد، یک محرک پیلوت کوچکی اغلب در سیستم لحاظ میگردد . محرک پیلوت ، یک ژنراتور AC کوچک با مگنت های (آهن ربا ) دائمی نصب شده بر روی شفت رتور و یک سیم پیچ روی استاتور است .
این محرک انرژی را برای مدار میدان محرک بوجود می آورد که این به نوبه خود مدار میدان ماشین اصلی را کنترل می نماید . اگر یک محرک پیلوتروی شفت ژنراتور نصب شود آن گاه هیچ توان الکتریکی خارجی برای راندمان ژنراتور لازم نیست .
بسیاری از ژنراتور های سنکرون که دارای محرک های بی جاروبک هستند ، دارای رینگ های لغزان و جاروبک نیز هستند بنابراین یک منبع اضافی جریان میدان DC در موارد اضطراری در اختیار است . استاتور ژنراتور های سنکرون معمولا" در دو لایه ساخته می شوند : خود سیم پیچ توزیع شده و گام های کوچک دارد تا مولفه های هارمونیک ولتاژ ها و جریان های خروجی را کاهش دهد .
چون رتور باسرعتی برابر باسرعت میدان مغناطیسی می چرخد ، توان الکتریکی با فرکانس 50 یا 60 هرتز تولید می شود و از ژنراتور بسته به تعداد قطب ها باید با سرعت ثابتی بچرخد مثلا" برای تولید توان 60هرتز در یک ماشین دو قطب رتور باید با سرعت 3600 دور در دقیقه بچرخد . برای تولید توان 50هرتز در یک ماشین 4 قطب ، رتور باید با سرعت 1500 دور دردقیقه دوران کند . سرعت مورد نیاز یک فرکانس مفروض همیشه از معادله زیر قابل محاسبه است :
فرکانس
سرعت مکانیکی
تعداد قطب ها
ولتاژ القایی در استاتور به شار در ماشین ، فرکانس یا سرعت چرخش ، و ساختمان ماشین بستگی دارد . ولتاژ تولیدی داخلی مستقیما" متناسب با شار و سرعت است ولی خود شار به جریان جاری در مدار میدان رتور بستگی دارد.
ولتاژ درونی برابر ولتاژ خروجی نیست چندین فاکتور ، عامل اختلاف بین این دو هست :
1- اعوجاج موجود در میدان مغناطیسی فاصله هوا به علت جریان جاری در استاتور که به آن عکس العمل آرمیچر می گویند.
2- خود القایی بوبین های آرمیچر
3- مقاومت بوبین های آرمیچر
4- تاثیر شکل قطب ها ی برجسته رتور
وقتی یک ژنراتور کار می کند و بار های سیستم را تغذیه می کند آنگاه :
1- توان مستقیم و رآکتیو تولیدی بوسیله ژنراتور برابر با مقدار توان تقاضا شده بوسیله بار متصل شده به آن است .
2- نقاط تنظیم گاورنر ژنراتور ، فرکانس کار سیستم قدرت را کنترل می نماید.
3- جریان میدان ( یانقاط تنظیم رگولاتور میدان ) ولتاژ پایانه سیستم قدرت را کنترل می نماید.
این وضعیتی است که در ژنراتور ها ی جدا و به فواصل دور از هم وجود دارد.