آیا دیزل ژنراتور انرژی شیمیایی دارد؟

دیزل ژنراتور (دیزل ژنراتور) یا به عبارت بهتر دیزل ژنراتور که گاهی موتور الکتریکی نامیده می شود، انرژی مکانیکی (حرکت) را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. اساساً دیزل ژنراتور ترکیبی از یک موتور دیزل (برای راه اندازی ژنراتور) و یک دینام یا ژنراتور الکتریکی است که برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود. دیزل ژنراتورها اغلب در مواقع اضطراری و شرایطی که برق شبکه در دسترس نیست استفاده می شود.

اصول عملکرد دیزل ژنراتور

اصل کار یک ژنراتور دیزلی بر اساس قانون بقای انرژی است. یعنی «انرژی نه خلق می شود و نه از بین می رود، بلکه از شکلی به شکل دیگر تبدیل می شود». گازوئیل حاوی انرژی شیمیایی است و در طی احتراق انرژی شیمیایی به گرما و انرژی الکتریکی تبدیل می شود. این نیرو به عنوان انرژی مکانیکی شناخته می شود و دینام را می چرخاند. جریان متناوب نیز برق تولید می کند. احتراق فرآیندی است که در آن سوخت در هوای بسیار متراکم تا دمای 750 درجه سانتیگراد می سوزد.

دیزل ژنراتور به طور خلاصه در چهار مرحله مکش، فشرده سازی، احتراق و تخلیه عمل می کند.

مرحله مکش

هنگامی که دریچه ورودی باز می شود، پیستون خارج از مرکز حرکت می کند و هوا وارد سیلندر می شود. هنگامی که هوای کافی تحت فشار وجود دارد، دریچه ورودی در پایان این مرحله بسته می شود.

مرحله احتراق

در این مرحله، سوخت وارد هوای متراکم داغ می شود و شروع به سوختن می کند و فشار را حفظ می کند و زمانی که پیستون به مرکز بالایی رسید، عرضه سوخت متوقف می شود. تزریق سوخت در پایان فاز مصرف 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 و باعث می شوند که پیستون به سمت پایین به سمت پایین حرکت کند.

مرحله تخلیه

در این مرحله، پیستون دوباره به سمت بالا حرکت می کند و به دریچه های اگزوز اجازه می دهد شکاف سوخت را باز و بسته کنند. 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 فاز، دریچه های تخلیه بسته شده و سیکل کامل می شود.

در زیر قسمت های مهم را توضیح خواهیم داد.

موتور

موتور همانطور که از نامش پیداست مانند موتور خودرو است با این تفاوت که منبع الکتریکی بزرگتری دارد و می تواند برق بیشتری تولید کند.

دینام

این قسمت انرژی مکانیکی حاصل از چرخش محور را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. ژنراتور 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 اگر یک سیم (یا هر رسانای الکتریکی) را در یک میدان مغناطیسی حرکت دهیم، جریان الکتریکی در سیم “القاء” می شود. اگر سیم همچنان ساکن باشد و میدان مغناطیسی در حال حرکت باشد، این پدیده همچنان رخ خواهد داد. حرکت در میدان مغناطیسی باعث می شود که الکترون ها در سیم جریان پیدا کنند. اگر سیم از شمال به جنوب برود، الکترون ها در یک جهت و اگر از جنوب به شمال برگردد، در جهت دیگر جریان خواهند داشت.

هرچه میدان قوی تر و سیم طولانی تر باشد، جریان القایی بیشتر می شود. ژنراتورهای مدرن با قرار دادن چندین آهنربا بزرگ و قدرتمند در یک خوشه حول یک محور چرخش مرکزی کار می کنند. قسمت دوار ژنراتور «روتور» نامیده می شود. مولدهای میدان مغناطیسی می توانند آهنرباهای دائمی یا الکترومغناطیس باشند، اما باید میدان مغناطیسی تولید کنند که موتور را بچرخاند. یکی دیگر از اجزای مهم “استاتور” دینام است که در اصل مجموعه ای از سیم پیچ های محکم است که همگی نزدیک و اطراف روتور هستند. هنگامی که یک نیروی خارجی (مانند یک موتور دیزل) شفت مرکزی را می چرخاند، قطب شمال و جنوب میدان مغناطیسی روتور در امتداد سیم پیچ استاتور حرکت می کند. این باعث می شود که جریان الکتریکی زیادی در سیم پیچ ها ایجاد شود که به آن جریان متناوب می گوییم.

سیستم سوخت

سوخت دیزل ژنراتور دیزل یا گازوئیل است. برجسته ترین قسمت این قسمت مخزنی است که سوخت لازم را برای حداقل 6 تا 8 ساعت کارکرد ذخیره می کند. کوچک در واحد قابل حمل؛ این مخزن ممکن است در خانه ژنراتور باشد. یا برای واحدهای بزرگ؛ می توان آن را در یک سازه دائمی مجزا در فضای باز نصب کرد. سایر قسمت های سیستم سوخت، لوله های سوخت موتور هستند. پمپ شامل یک فیلتر و یک لوله یا شیر تخلیه مخزن سوخت است که از فشار یا خلاء بیش از حد در مخزن سوخت جلوگیری می کند. همچنین یک اتصال سرریز برای اطمینان از عدم ورود سوخت به سطح موتور یا دینام در صورت پر بودن مخزن سوخت وجود دارد.

تنظیم کننده ولتاژ

این بخش از دیزل ژنراتور بسیار پیچیده است، اما مهم است. بدون این تنظیم، ولتاژ و آمپر با تغییر دور موتور تغییر می کند. از آنجایی که تجهیزات الکتریکی امروزی باید از یک منبع بسیار مطمئن تغذیه شوند، برخی از خواسته ها بر روی تولید ژنراتور قرار می گیرند. توضیح ساختار رگولاتور کمی پیچیده است و در این آموزش گنجانده نشده است. در اینجا کافی است بدانید که وظیفه رگلاتور تنظیم ولتاژ خروجی در مقدار مناسب و استاندارد است.

سیستم خنک کننده

مانند خودروها، یک موتور علاوه بر انرژی مکانیکی، گرمای اتلاف زیادی تولید می کند. انرژی موجود در ژنراتور نیز با عبور دادن آن از سیم های دارای مقاومت، گرما تولید می کند. باز هم، مانند یک ماشین، این گرما توسط یک خنک کننده خنک می شود، معمولاً اما نه لزوماً آب. پس از خنک شدن، مبرد از یک مبدل حرارتی عبور می کند که گرما را معمولاً به هوا یا گاهی اوقات به سوپرکولر آزاد می کند.

سیستم زهکشی

تمام موتورهای احتراق داخلی گاز تولید می کنند. این گازها گاهی اوقات سمی هستند و باید از خود موتور و افراد اطراف آن دور نگه داشته شوند. اگزوز لوله هایی هستند که از جاده عبور می کنند و به هوای بیرون هدایت می شوند. معمولاً مقررات ایمنی و بهداشتی در مورد نحوه و مکان قرارگیری سیستم‌های تهویه وجود دارد و باید قبل از نصب ژنراتور جدید در نظر گرفته شود.

سیستم دعوت

هر موتوری نیاز به روغن کاری دارد که از طریق پمپ روغن و مخزن متصل به موتور انجام می شود. این موضوع برای موتورهای دیزل ژنراتور نیز صادق است.

سیستم استارت و باتری

باز هم، درست مانند یک ماشین، یک موتور دیزلی برای روشن شدن به یک موتور الکتریکی کوچک نیاز دارد. این موتور برقی برقی را از یک باتری که با یک شارژر جداگانه شارژ می شود یا از خروجی خود ژنراتور تامین می کند.

صفحه کنترل

کنترل پنل جایی است که عملکرد ژنراتور کنترل می شود. کنترل ها و نسخه های رایج اغلب شامل موارد زیر است:

کنترل روشن/خاموش (دستی، خودکار یا هر دو)

دکمه انتخاب فاز

کلید فرکانس

کلید حالت موتور

موتور قابل احتراق

روغن موتور

سرعت موتور

دمای خنک کننده

شارژ کردن باتری

ولتاژ خروجی ژنراتور

جریان خروجی ژنراتور

توان خروجی ژنراتور (کیلووات آمپر)

فرکانس برق AC

اتاق و بدن

دیزل ژنراتور در یک محفظه تهویه مطبوع، قاب ساختمان یا واحد قابل حمل قرار دارد. همه اینها برای نگه داشتن اجزای متصل به هم است. علاوه بر این، مدار تضمین می کند که قطعات الکتریکی به طور ایمن به زمین متصل هستند.

چتر

دیزل ژنراتور را می توان در یک پوشش عایق صدا محصور کرد که صدای تولید شده را تا حد زیادی کاهش می دهد. در این حالت به دیزل ژنراتور مولد بی صدا می گویند.