دیزل ژنراتور چیست؟ آشنایی با اجزا و نحوه انتخاب آن

موتور ژنراتور عنوانی کلی است و به دستگاه هایی گفته میشود که با انجام فرایندهای فیزیکی و مکانیکی برق تولید میکنند. موتورهای ژنراتور بر اساس سوختی که مصرف میکنند به انواع دیزلی، بنزینی، گازسوز، دوگانه سوز، مازوت سوز و … تقسیم بندی میشوند. در ادامه به معرفی رایج ترین و پرمصرف ترین ژنراتور، یعنی دیزل ژنراتور میپردازیم و اجزای آن را بررسی میکنیم.

دیزل ژنراتور که همچنین با اسم مولد دیزل شناخته می‎شود ترکیبی از موتور دیزل، ژنراتور و متعلقات فرعی است که نقش تولید برق از سوخت گازوئیلی (دیزل) را بر عهده دارند. به عبارتی این دستگاه نیروی مکانیکی به وجود آمده از سوخت گازوئیل به وسیله موتور را به ژنراتور منتقل می‎کند و باعث تولید برق می‎شود.

دیزل ژنراتور چیست؟

دیزل ژنراتور یک مولد برق است و از یک ژنراتور و یک موتور دیزلی تشکیل میشود. موتور دیزل ژنراتور را حرکت میدهد و میچرخاند. اين چرخش در روتور آلترناتور باعث میشود میدان مغناطیسی اطراف هسته روتور توسط سیم پيچ استاتور قطع شود و در استاتور ژنراتور جریان برق ایجاد شود.

در دیزل ژنراتورها از گازوئیل برای راه اندازی موتور استفاده میشود. به دلیل این که میتوان این سوخت را در محفظه کنار دستگاه ذخیره کرد، ژنراتور ديزل بهترین نوع ژنراتور برای تامین برق اضطراری است. این دستگاه ها به ویژه برای محل هایی که قطع برق در آنها خطرناک است بسیار مناسب هستند. مثلا در بیمارستانها که قطع برق ممکن است موجب ایجاد آسیب های جانی شود وجود یک موتور برق ضروری است.

علاوه بر این در محل هایی که دسترسی به سیستم برق شهری وجود ندارد، دیزل ژنراتورها را میتوان به عنوان تامین کننده اصلی برق و به صورت دائم استفاده کرد.

اجزای تشکیل دهنده دیزل ژنراتور

• موتور

بخشی است که توان مکانیکی برای حرکت ژنراتور را تامین میکند. این توان مکانیکی بسیار مهم است زیرا نشان دهنده میزان برق تولیدی دستگاه خواهد بود. موتور مقدار صدای تولیدی دستگاه را نیز مشخص میکند و در انتخاب آن باید به حجم محفظه سوخت نیز توجه کرد.

• ژنراتور

بخش اصلی این دستگاه ژنراتور است و انرژی مکانیکی موتور را به برق تبدیل میکند. بر اساس نوع کاربری، نوع ژنراتور را انتخاب میکنیم.

• مخزن سوخت

محلی که سوخت لازم برای دستگاه در آن قرار میگیرد و حجم آن بر اساس نوع ژنراتور متفاوت است.

• رگولاتور ولتاژ

این بخش ولتاژ خروجی ژنراتور را تنظیم میکند.

• سیستم خنک کننده

این سیستم اهمیت بسیاری دارد زیرا داغ شدن اجزای دستگاه باعث میشود قطعات زودتر خراب شوند. در بعضی از دستگاه ها از آب و در بعضی دیگر از گاز هیدروژن برای خنک کردن استفاده میشود. پمپ آب و سیستم خنک کننده باید پس از هر 600 ساعت کار تمیز شوند. فیلتر هوا نیز باید پس از 2400 ساعت کار تمیز شود.

• سیستم روغن یا روانکاری

در این دستگاه ها اجزای مکانیکی بسیاری به صورت مداوم در حال حرکت هستند. این اجزا باید روغن کاری شوند. روغن دستگاه باید پس از 500 ساعت کار تعویض شود.

• شارژر باتری

این بخش هم باتری را شارژ میکند و هم میزان شارژ آن را نشان میدهد. این شارژرها معمولا از فولاد ضد زنگ ساخته میشوند.

• سیستم کنترل

این قسمت عملکرد ژنراتور، موتور و پنل خاموش و روشن را کنترل میکند.

• گاورنر

دستگاه کنترل کننده و تثبیت کننده دور دیزل و فرکانس گاورنر نام دارد. گاورنر دیزل ژنراتور سیگنال کنترلی مناسب را برای تثبیت دور دیزل تولید میکند و به شیر برقی (actutor) فرمان های لازم را میدهد. این کار باعث میشود فرکانس خروجی همیشه یکسان باشد.

• سکوی اتصال (شاسی)

این قطعه در واقع بخشی است که همه تجهیزات دیگر روی آن نصب میشود.

• سیستم خروج دود

دیزل ژنراتورها دود سمی تولید میکنند و لازم است سیستمی برای کنترل دود و جدا کردن آن از بخشهای دیگر وجود داشته باشد. این بخش در قسمت خروجی موتور قرار دارد. لوله های این سیستم معمولا از چدن، آهن نرم یا فولاد ساخته میشود.

دیزل ژنراتور سایلنت

دیزل ژنراتورها، به ویژه انواعی که توان بالایی دارند صدای زیادی تولید میکنند. اگر بخواهیم این دستگاه ها را در محل هایی مانند بیمارستان، بانک یا مراکز اداری و محلهای پر رفت و آمد استفاده کنیم، آلودگی صوتی به شدت آزاردهنده خواهد بود.

شرکت های سازنده برای رفع این مشکل راهکارهایی در نظر گرفته اند. این راهکارها به ساخت دستگاهی منجر شد که به نام های دیزل ژنراتور سایلنت، موتور برق بیصدا، کانوپی ضد صدا، کانوپی سایلنت، دیزل ژنراتور بیصدا و … شناخته میشود.

مزایای دیزل ژنراتور سایلنت

1. در دیزل ژنراتورهای سایلنت، یک کاور فلزی تمامی اجزای موتور و ژنراتور را می پوشاند. این پوشش فلزی علاوه بر کم کردن صدا، از دستگاه در برابر عوامل محیطی نیز محافظت میکند.
2. در نظر داشته باشید که این عایق ها محدودیت دارند و صدا را تا حدود 60 الی 80 دسیبل کم میکنند. برای کمتر کردن صدا باید اتاقک های ضد صدا ساخته شود.
3. اتاقک ضد صدا باید کاملا استاندارد ساخته شود.
4. دیوارهای اتاقک با بلوک های سیمانی یا سفالی توخالی ساخته میشود.
5. سیستم تهویه داخل اتاقک بسیار مهم است و باید محلی برای ورود و خروج هوا در نظر گرفته شود تا دمای دستگاه بالا نرود.
6. داخل اتاقک از فوم هایی که شبیه شانه تخم مرغ هستند برای کم کردن صدا استفاده میشود. این فوم ها باید ضد احتراق باشند در غیر این صورت در اثر گرمای موتور آتش میگیرند و ایجاد خطر میکنند.

راهنمای و نحوه انتخاب دیزل ژنراتور

از یک ژنراتور کوچک می‎توان با راهکارهای مناسب برای اهداف بزرگی استفاده کرد. اما انتخاب یک دیزل ژانراتور خوب باید با دقت انجام شود. ابتدا باید بار الکتریکی مصرفی را محاسبه ‎کنیم. هدف از این کار به دست آوردن یک عدد تخمینی برای محاسبه توان الکتریکی ژنراتور است. تخمین اشتباه و کم توان باعث می‎شود ژنراتوری که خریده‎ایم نیاز ما را برآورده نکند و با تعویض آن ضرر کنیم.

از طرفی اگر توان را بیش از حد پیش‎بینی کنیم باید پول بیشتری برای خرید ژنراتور پرداخت کنیم که به آن هزینه‎های سوخت و استهلاک اضافه می‎شوند.

نکته مهم⇐ اگر قصد دارید از دیزل ژنراتور تنها در مواقع اضطراری مانند قطع برق شبکه استفاده کنید توان دستگاه مورد نیاز کمتر و اندازه آن کوچکتر خواهد بود. در نتیجه ابتدا مشخص کنید هدف استفاده از دیزل ژنراتور تامین دائمی برق است یا تنها برای موارد اورژانسی.

برای مشخص کردن مقدار بار الکتریکی مصرفی، فهرستی از مصرف‎کننده‎های برقی تهیه کنید و آن‎ها را در دو گروه تک فاز و سه فاز قرار دهید.

به عنوان مثال در بناهای مسکونی، مصرف‎کننده‎های برقی عبارتند از: موتور آسانسور (معمولا سه فاز)، الکترو پمپ‎ مربوط به آتش‎نشانی (تک فاز یا سه فاز)، لامپ‎ها (تک فاز) و وسایل برقی داخل منزل مانند ماشین ظرفشویی، اتو، سشوار و غیره (تمامی آن‎ها تک فاز).

در واحدهای صنعتی مواردی مانند الکتروموتورهای قرار گرفته روی دستگاه‎ها (تک فاز یا سه فاز)، دستگاه‎های جوشکاری (تک فاز یا سه فاز) و سیستم‎های تامین روشنایی (اغلب تک فاز) دیده می‎شوند.

پس از تهیه این فهرست و دسته بندی مصرف‎کننده‎ها به برچسب مشخصات الکتریکی آن‎ها دقت کنید و در یک دفترچه مقدار شدت جریان مصرفی را به آمپر (A) بنویسید.

گاهی اوقات توان الکتریکی به جای آمپر با اسب بخار (HP)، وات (W)، کیلو وات (KW) یا کیلو وات آمپر (KWA) نشان داده شده است. در اینطور مواقع با کمک دو فرمول زیر می‎توانید مقدار آمپر مصرفی را محاسبه کنید:

KW = HP x 0.74
KW = KVA x 0.8

برای وسایل تک فاز:
A = KW x 4.4

برای وسایل سه فاز:
A = KW x 1.8

دقت کنید بعضی از مصرف‎کننده‎ها مانند موتورهای الکتریکی (نوع القایی) در زمان روشن شدن بیشتر از چیزی که در مشخصات فنی آن‎ها آورده شده است آمپر مصرف می‎کنند. این افزایش را باید در محاسبات خود بیاورید.

هنگام محاسبه برای مصرف‎کننده‎های اهمی مانند یخچال، تلویزیون ضریب یک و برای انواع القایی ضرایب زیر را در نظر می‎گیریم:

• ضریب یک برای موتورهای الکتریکی که به کمک اینورتر یا راه‎‏انداز نرم (سافت استارتر) راه‎اندازی می‎شوند.
• ضریب 1.7 برای موتورهای الکتریکی با راه‎اندازی ستاره مثلث.
• ضریب 2.5 برای موتورهای الکتریکی که به شکل مستقیم راه‎اندازی می‎شوند.

سپس اعداد به دست آمده در هر دو حالت تک و سه فاز را برای هر کدام جدا جمع می‎کنیم. عدد حاصل از جمع تک فازها را به سه بخش می‎کنیم و با مجموع عدد دستگاه‎های سه فاز جمع می‎کنیم.

عدد نهایی حداکثر شدت آمپر مصرفی است و باید به توان الکتریکی برحسب کیلووات یا کاوا تبدیل شود که این کار را با فرمول‎های زیر می‎توانید انجام دهید:

KW = A / 1.8
KVA = A / 1.44

نتیجه این دو فرمول مقدار توان الکتریکی که دیزل ژنراتور باید تهیه کند را نشان می‎دهد. سپس باید برای انتخاب دیزل ژنراتور مورد نظرتان توان الکتریکی مدل‎های گوناگون را در نظر بگیرید.

علاوه بر این اگر می‎خواهید برای تامین دائمی برق از آن استفاده کنید بهتر است به جای یک دیزل ژنراتور بزرگ دو مدل کوچکتر بخرید تا در صورت بروز مشکل فنی از دیگری برای تامین برق قسمت‎هایی که مهم‎تر است استفاده کنید.

یکی دیگر از نکاتی که باید به آن توجه کنید مشخصات دیزل ژنراتور است یعنی برند، نوع موتور، توان مصرفی و مشخصات فنی. علاوه بر آن باید به موارد دیگری مانند مشخصات تابلو دیزل ژنراتور و مشخصات کوپله دیزل ژنراتور توجه کنیم که در ادامه توضیح داده می‎شوند.

تابلو دیزل ژنراتور

تابلو دیزل ژنراتور مسئولیت هماهنگی عملکرد یک یا چند دیزل ژنراتور یا کنترل آن‎ها را بر عهده دارد. مشخصات تابلو دیزل ژنراتور به شرح زیر می باشد:

• رله (برای ارسال دستور قطع یا وصل)
• کنتاکتور (مسئول قطع و وصل مدار فرمان از راه دور)
• کلیدها (مسئول قطع و وصل مدار فرمان از راه دور)
• چارچوب (بخشی فلزی اطراف تجهیزات)
• ارتباطات (در دو دسته انعطاف ناپذیر (مانند شینه‎ها) و انعطاف پذیر (مانند سیم و کابل))
• نشانگر (برای نشان دادن پارامترهای ژنراتور)

کوپله دیزل ژنراتور

به فرایند متصل کردن موتور دیزل و ژنراتور به هم، نصب آنها روی یک شاسی فلزی و قرار دادن یک تابلو کنترل را در کنار آن، کوپله کردن (Coupling) گفته میشود.

شرکتهای بسیاری در این زمینه فعال هستند. این شرکت ها که پکیجر نیز نامیده میشوند، موتور دیزل و ژنراتور را به صورت جداگانه از تولیدکننده ها میخرند و آنها را کوپله میکنند. کیفیت کار این شرکت ها را دقت در ترکیب قطعات و کیفیت لوازم جانبی مصرفی تعیین میکند.

در ایران به دیزل ژنراتورهایی که در خارج از کشور کوپله شده باشند، کوپله فابریک گفته میشود. باید توجه داشته باشید که این ویژگی به تنهایی نشاندهنده کیفیت بالای محصول نیست و ممکن است شرکتهای داخلی نیز محصولات را به طرزی عالی اسمبل کرده باشند.

به هنگام بررسی مشخصات کوپله دیزل ژنراتور باید به موارد زیر توجه کنید:

• جنس شاسی
• نوع رنگ قطعات فلزی (برای مقاومت نسبت به خورندگی)
• استفاده از لرزه‎گیر و نوع روکش آن
• بررسی وجود قلاب‎های چشمی در بخش انتهایی شاسی (برای انتقال و جابه‎جایی استفاده می‎شوند)
• طول کوپله (برای جلوگیری از ضربه در انتها و ابتدای دستگاه)
• استفاده از چارچوب برای تحمل وزن

نکته⇐ بسیاری از شرکت‎ها در زمان درج مشخصات ديزل ژنراتورها در کاتالوگ‎های خود همچنین مشخصات متعلقات دیزل ژنراتور را لحاظ می‎کنند یعنی مواردی مانند:

• شاسی
• اطاقک پوشاننده (برای محافظت و کاهش صدا)
• سیستم‎های کنترل
• سیستم روشن شدن خودکار
• سیستم مولد گرما
• قطع کن مدار در مواقع اضطراری
• دفترچه راهنمای کار با دیزل ژنراتور
• نوع کابل باتری
• نوع باتری
• نوع منبع اگزوز

جمع بندی

در این مقاله به بررسی دیزل ژنراتورها پرداختیم. با استفاده از این راهنما می‌‌توانید اجزای تشکیل‌‌دهنده دیزل ژنراتورها را بشناسید، با اصطلاحات رایج در این زمینه آشنا شوید و در نهایت دستگاه مورد نظر خود را با اطمینان بیشتری تهیه کنید.