دیزل ژنراتور

دیزل ژنراتور

اجزای اصلی یک دیزل ژنراتور را می توان به صورت زیر تقسیم بندی کرد:
موتور ژنراتور
دینام ( ژنراتور )
سیستم های سوخت (تانک دیزل ژنراتور)
رگولاتور ولتاژ
سیستم های خنک کننده و اگزوز
سیستم های روانکاری
شارژر باتری
کنترل پنل
مجمع اصلی / قاب (شاسی دیزل ژنراتور)

شرح اجزای اصلی یک دیزل ژنراتور در زیر آورده شده است:
۱. موتور ژنراتور
موتور ژنراتور منبع انرژی مکانیکی ورودی به دیزل ژنراتور می باشد. اندازه قدرت موتور دیزلی به طور مستقیم متناسب با حداکثر توان خروجی ژنراتور ( دیزل ژنراتور ) می تواند کوپله شود. عوامل متعددی وجود دارد که می بایست در ذهن داشته باشیم تا یک موتور دیزلی خوب را برای دیزل ژنراتور خود انتخاب نماییم. از جمله تولید کننده موتور دیزل ژنراتور، نوع و نحوه کار موتور دیزل ژنراتور و نهایتا نحوه نگهداری از موتور دیزلی بر روی دیزل ژنراتور را اشاره نمود.
دو نکته اساسی در انتخاب یک موتور دیزلی برای استفاده در دیزل ژنراتور نوع سوخت مورد استفاده دیزل ژنراتور و  نوع سوپاپ های موتور دیزل ژنراتور می باشد.

۲. دینام ( ژنراتور)
ژنراتور یا همان دینام ( همچنین به عنوان “genhead” شناخته می شود) بخشی از دیزل ژنراتور است که خروجی برق حاصل از ورودی مکانیکی عرضه شده توسط موتور دیزل ژنراتور را حاصل می نماید. ژنراتور شامل مجموعه ای از قطعات ثابت و متحرک است که در محفظه روکشی قرار گرفته است. این قطعات با یکدیگر به صورت اتوماتیک در ارتباط می باشند که منجر به حرکت نسبی بین میدان های مغناطیسی و الکتریکی می شوند، که به نوبه خود تولید برق می گردد.
اجزای ژنراتور عبارت است از:
استاتور: این جزء ثابت ژنراتور در دیزل ژنراتور است. شامل مجموعه ای از هادی الکتریکی در سیم پیچ روی یک هسته ای آهنی.
روتر: این جزء در حال حرکت است که تولید یک میدان مغناطیسی دوار حاصل می نماید که یکی از سه نوع زیر است :
۱. با القاء: این روش به عنوان alternators بدون جاروبک شناخته شده هستند و معمولا در ژنراتورهای بزرگ استفاده می شود.
۲. توسط آهنرباهای دائمی: این جزء مشترک در واحدهای ژنراتور کوچک است.
۳. با استفاده از محرک: محرک کوچک از یک منبع جریان مستقیم (DC).
روتور تولید یک میدان مغناطیسی در حال حرکت بر روی استاتور انجام می دهد، که موجب اختلاف ولتاژ بین سیم پیچ های استاتور می شود. این عمل منجر به تولید جریان متناوب (AC) در خروجی دیزل ژنراتور می گردد.
موارد زیر عواملی هستند که می بایست در انتخاب یک ژنراتور برای دیزل ژنراتور به یاد داشته باشید:

محفظه فلزی در مقابل محفظه پلاستیکی: طرح تمام فلزی تضمین دوام ژنراتور است. بدنه پلاستیکی ژنراتور در معرض قطعات متحرک دینام می باشد که با گذشت زمان و باعث افزایش ساییدگی و پارگی می شود. این موضوع بسیار خطرناک است.
طراحی بدون جاروبک: دینام که جاروبک استفاده می کند، نیاز به نگهداری کمتر و همچنین تولید برق بهتری نیز دارد.

۳. سیستم سوخت دیزل ژنراتور
مخزن سوخت معمولا دارای ظرفیت کافی برای روشن نگه داشتن دیزل ژنراتور برای ۶ تا ۸ ساعت به طور متوسط است. در مورد دیزل ژنراتور کوچک، مخزن سوخت، بخشی از پایه شاسی دیزل ژنراتور است یا در بالای قاب دیزل ژنراتور نصب شده است. برای استفاده از دیزل ژنراتور در زمینه تجاری، ممکن است به احداث و نصب یک مخزن سوخت خارجی در کنار دیزل ژنراتور منجر گرد.
ویژگی های مشترک از سیستم سوخت دیزل ژنراتور شامل موارد زیر است:
اتصال به لوله از مخزن سوخت به موتور دیزل ژنراتور: خط عرضه هدایت سوخت از مخزن به موتور و خط بازگشت هدایت سوخت از موتور به مخزن.
لوله تهویه برای مخزن سوخت: مخزن سوخت دارای لوله تهویه است که در هنگام پر کردن مجدد و زه کشی از تانکر برای جلوگیری از فشار یا خلاء می باشد.
اتصال سرریز از مخزن سوخت به لوله تخلیه
پمپ سوخت: جهت نقل و انتقال سوخت از مخزن اصلی به مخزن فعلی به کار برده می شود .پمپ سوخت به طور معمول الکتریکی اداره می شود.
جداساز سوخت / صافی بنزین: این فیلتر سوخت مایع برای حفاظت از اجزای دیگر دیزل ژنراتور از خوردگی و آلودگی است.
تزریق کننده سوخت: این بخش تنظیم کننده سوخت مایع و مقدار اسپری مورد نیاز به محفظه احتراق موتور می باشد .
هشدار: هنگام پر کردن مخزن سوخت، از تماس بین نازل و مخزن سوخت اطمینان حاصل نمایید که مانع از جرقه شود.

۴. رگولاتور ولتاژ
همانطور که از نام این بخش پیداست، جهت تنظیم ولتاژ خروجی دیزل ژنراتور است. مکانیسم زیر برای هر یک از مولفه ها نقش موثری در روند تنظیم ولتاژ را دارا می باشد.
(۱) رگولاتور ولتاژ: تبدیل ولتاژ AC به جریان DC، تنظیم کننده ولتاژ جهت اینکه یک بخش کوچک از خروجی ژنراتور ولتاژ AC و تبدیل آن را به جریان DC تبدیل نماید.
(۲) سیم پیچ تحریک (Exciter Windings): تبدیل جریان DC به AC کنونی — سیم پیچ تحریک در حال حاضر عملکرد شبیه به سیم پیچ های استاتور اولیه و کوچک، در تولید جریان AC نقش دارد .سیم پیچ تحریک به واحدهای شناخته شده به یکسو کننده دوار متصل شده است.
(۳) دوار یکسو کننده ها: تبدیل کنونی به جریان AC به DC — جریان AC تولید شده توسط سیم پیچ های تحریک و تبدیل آن به جریان DC را اصلاح می نماید. این جریان DC تغذیه روتور/ آرماتور گشته که به ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوارد بر روتور / آرماتور می گردد .
(۴) روتور / آرماتور: تبدیل جریان DC به ولتاژ AC، روتور / آرماتور در حال حاضر باعث افزایش ولتاژ AC در سراسر سیم پیچ های استاتور ژنراتور می شود که در حال حاضر به عنوان یک افزایش دهنده ولتاژ خروجی AC می باشد.

۵. سیستم های خنک کننده و اگزوز
( الف) سیستم خنک کننده
استفاده مداوم از دیزل ژنراتور باعث می شود اجزای مختلف آن داغ شود. ضروری است که خنک کننده و سیستم تهویه، گرمای حاصل دیزل ژنراتور را به خارج هدایت نماید .
آب گاهی اوقات به عنوان مایع خنک کننده برای دیزل ژنراتور استفاده می شود، اما این عمدتا محدود به شرایط خاص است مانند دیزل ژنراتور های کوچک در کاربرد های کم ظرفیت و یا واحد بسیار بزرگ بیش از ۲۲۵۰ کیلو وات و بالاتر. گاهی اوقات از هیدروژن به عنوان خنک کننده سیم پیچ های استاتور برای دیزل ژنراتور های بزرگتر استفاده می شود. هیدروژن در جذب گرما بهتر از سایر ماده های سرد کننده عمل می نماید.
بررسی سطح مایع خنک کننده برای دیزل ژنراتور به صورت روزانه ضروری است. سیستم خنک کننده و پمپ آب باید بعد از هر ۶۰۰ ساعت و فیلتر هوایی باید پس هر ۲۴۰۰ ساعت کار دیزل ژنراتور تمیز گردد. دیزل ژنراتور باید در یک فضای باز و دارای تهویه نگهداری شود. فضای استاندارد حداقل 3 فوت از همه طرف دیزل ژنراتور با در نظر گرفتن جریان آزاد هوا.
(ب) سیستم اگزوز
دود اگزوز ساطع شده از یک دیزل ژنراتور حاوی مواد بسیار سمی است و باید به درستی مدیریت شود. از این رو، ضروری است که نصب یک سیستم اگزوز کافی برای گازهای خروجی از اگزوز ترتیب داد.
لوله های اگزوز معمولا از چدن، آهن نرم بدست می آوردند، و یا فولاد ساخته شده است. لوله های اگزوز معمولا به موتور دیزل با یک اتصال دهنده انعطاف پذیر وصل گشته و انتها اگزوز دیزل ژنراتور در خارج از منزل امتداد می یابد. شما باید اطمینان داشته باشید که سیستم اگزوز دیزل ژنراتور خود را به تجهیزات دیگر متصل نیست.

۶. سیستم های روانکاری دیزل ژنراتور
دیزل ژنراتور شامل بسیار زیادی از قطعات متحرک است، جهت افزایش طول عمر قطعات و اطمینان از عمل صحیح دیزل زنراتور از سیستم روانکاو مراقبت نمود. باید سطح روغن در مخزن روانکاو هر 8 ساعت از کار دیزل ژنراتور چک شود. شما همچنین باید مراقب هر نشتی از روان کننده ها باشید و همچنین تعویض روغن هر ۵۰۰ ساعت عملیات دیزل ژنراتور می باشد .

۷. شارژر باتری
شارژ باتری توسط دیزل ژنراتور می بایست با دقت بسیار بالا و متناسب با ولتاژ آن صورت پذیرد. اگر عقربه ولتاژ بسیار پایین است، باتری ها تحت شارژ می باشند. اگر عقربه ولتاژ شناور بسیار زیاد باشد، عمر باتری را کوتاه می کند. شارژرهای باتری معمولا از فولاد ضد زنگ جهت جلوگیری از خوردگی ساخته شده است. ولتاژ DC خروجی شارژر باتری در ۲.۳۳ ولت برای هر سلول است، که ولتاژ سنج دقیق برای باتری های اسید سرب است. شارژر باتری جدا DC با ولتاژ خروجی دیزل ژنراتور در ارتباط است.

۸. کنترل پنل دیزل ژتراتور
این رابط کاربری دیزل ژنراتور است و شامل ابزار های مدیریت و کنترل از جمله پریز برق و کنترل ولتاژ است. تولید کنندگان مختلف دیزل ژنراتور پانل کنترل های متنوع برای کنترل آسان دیزل ژنراتور تولید می کنند که برخی از این موارد در زیر ذکر شده است.
(الف) تنظیمات روشن و خاموش دیزل ژنراتور: پانل های کنترل خودکار شروع به طور خودکار دیزل ژنراتور را در هنگام قطع برق فعال می سازد.
(ب) موتور سنج: ابزار های اندازه گیری پارامتر های موتور دیزلی را نشان می دهد. پارامترهای مهم از قبیل فشار روغن، درجه حرارت مایع خنک کننده، ولتاژ باتری، سرعت چرخش موتور دیزل، و مدت زمان روشن بودن. اندازه گیری ثابت و نظارت بر این پارامترها به شما این امکان را می دهد هنگام عبور از سطح استاندار دیزل ژنراتور خاموش شود.
(ج) ژنراتور سنج: همچنین دارای کنترل پنل ژنراتور برای اندازه گیری جریان خروجی و ولتاژ و فرکانس دیزل ژنراتور.
(د) کنترل های دیگر: فاز سوئیچ انتخابگر، سوئیچ فرکانس و کنترل موتور سوئیچ ( حالت خودکار).

۹. شاسی دیزل ژنراتور
دیزل ژنراتور، قابل حمل یا ثابت می باشد، در حالت کلی تمامی تجهیزات بالا بر روی سکو یا همان شاسی قرار می گیرد.

● تفاوت موتور دیزل و موتور بنزینی:
یک موتور بنزینی مخلوط هوا و گاز را مکش می کند و آنرا متراکم می کند و بعد مخلوط را با جرقه مشتعل می کند یک موتور دیزل فقط هوا را می گیرد و آنرا متراکم می کند و بعداً سوخت را به داخل هوای متراکم تزریق می کند. گرمای حاصل از متراکم شدن هوا موجب مشتعل شدن خود به خودی سوخت می شود.
نسبت تراکم موتور های بنزینی ۸:۱ تا ۱۲:۱ است، در حالیکه نسبت تراکم موتور دیزل ۱۴:۱ به بالا مثلاً ۲۵:۱ است. نسبت تراکم بالای موتور دیزل منجر به بهتر شدن بازده می شود.
موتور های بنزینی معمولاً از کاربراتور استفاده می کنند که هوا و سوخت را قبل از ورود به داخل سیلندر مخلوط می کند یا دریچه تزریق سوخت دارند که فقط سوخت را پیش از مرحله مکش می پاشد (بیرون سیلندر). موتور دیزل از تزریق سوخت مستقیم استفاده می کند یعنی سوخت را مستقیماً به داخل سیلندر می پاشند.
توجه کنید که موتور دیزل شمع ندارد. آنها هوا را می مکند ( مکش می کنند ) و آنرا متراکم می کنند و سپس سوخت را مستقیماً به داخل محفظه احتراق تزریق می کنند ( تزریق یا پاشش مستقیم) و در نتیجه گرمایی حاصل از متراکم شدن هوا موجب مشتعل شدن سوخت در یک موتور دیزل می شود . در بخش بعدی ما مرحله تزریق سوخت دیزل را بررسی خوایم کرد.

● تزریق سوخت در موتور دیزل:
انژکتور در موتور دیزل از اجزای بسیار پیچیده ای تشکیل شده است و موضوع بسیاری از آزمایشات بزرگ بوده است. ممکن است در هر موتور خاصی در یک مکان مختلف جای گرفته باشد. انژکتور بایستی قادر باشد تا دما و فشار داخلی سیلندر را تحمل کرده و سوخت را به قطرات ریز تبدیل کند. گردابی کردن قطرات در داخل سیلندر که باعث پخش متناسب آنها می شود، نیز یک چالش است. بنابراین بعضی از موتور دیزل ها سوپاپ مکش مخصوصی قبل از محفظه احتراق به کار می گیرند یا از وسایل دیگری برای گردابی (چرخشی) کردن هوا در داخل محفظه احتراق استفاده می کنند و یا در غیر این صورت جرقه زنی و فرآیند احتراق بهبود می دهند. یکی از تفاوتهای بزرگ بین موتور دیزل و بنزینی در فرآیند تزربق سوخت است. اکثر موتور خودرو ها از دریچه تزریق ( انژکتور) یا یک کاربراتور استفاده می کنند که نسبت به تزریق مستقیم ترجیح دارد. بنابراین در یک موتور خودرو، همه سوخت در داخل سیلندر در طی مرحله مکش بارگذاری شده و سپس متراکم می شود. مقدار تراکم مخلوط سوخت و هوا محدود به نسبت تراکم موتور است. اگر موتور هوا را بیش از اندازه متراکم کند، مخلوط سوخت و هوا به طور خود به خودی مشتعل می شود و سبب ضربه زدن می شود . موتور های دیزل تنها هوا را متراکم می کنند، بنابراین نسبت تراکم می تواند خیلی بالا باشد. نسبت تراکم بالا، قدرت بیشتری تولید می کند.
بعضی از موتور دیزل ها شامل یک شمع گرمکن از انواع آن است. موقعی که یک موتور دیزل سرد است، مرحله کمپرس ممکن است دمای هوا را به اندازه کافی برای مشتعل کردن سوخت بالا نبرد. شمع گرمکن (glow plug ) یک سیم گرمکن الکتریکی است (مانند سیم های داغی که شما در یک برشته کن می بیننید) که محفظه احتراق را گرم می کند و دمای هوا را موقعی که موتور سرد کار می کند را افزایش می دهد بنابراین موتور می تواند روشن شود.
همه وظایف در موتور های جدید توسط ارتباط ECM با مجموعه از سنسور های پیچیده ای که هر چیزی را از دور موتور تا دمای روغن و مایع خنک کننده را اندازه گیری می کنند، حتی وضعیت موتور(i.e. T.D.C.) کنترل می شود. امروزه گرمکن ها به ندرت در موتور های بزرگ استفاده می شود. ECM دمای هوای محفظه را حس می کند و تایمینگ موتور را در هوای سرد ریتارد می کند، بنابراین انژکتور سوخت را دیرتر تزریق می کند. هوا در داخل سیلندر بیشتر متراکم می شود در نتیجه گرمای زیادی ایجاد شده، که به روشن شدن موتور کمک می کند.
موتور های کوچک و موتورهای که کنترل کامپیوتری پیشرفته ندارند از گرمکن برای حل این مشکل(روشن شدن در هوای سرد) استفاده می کنند.
البته تنها تفاوت بین موتور دیزل و موتور بنزینی دلایل مکانیکی نیست ،بلکه از لحاظ سوخت مصرفی شان نیز دارای تفاوت هستند.

● سوخت دیزل:
سوخت دیزل (گازوئیل) با بنزین متفاوت است. آنها مطمئناً بوی متفاوتی دارند. سوخت دیزل (گازوئیل) سنگین تر و روغنی تر است. گازوئیل نسبت به بنزین دیرتر تبخیر می شود، در واقع نقطه جوش آن نسبت به آب بالاتر است. معمولاً وقتی صحبت از سوخت دیزل می شود تمام توجهات معطوف به گازوئیل می شود.
شمع گرمکن (Glow plug): گرمکن الکتریکی کوچکی که در محفظه احتراق اولیه موتور دیزل نصب می شود تا محفظه احتراق را پیش گرم کند و موتور در هوای سرد آسانتر روشن شود.
ECM (مخفف electronic control module مدول کنترل الکترونیکی): جعبه فلزی حاوی واحد پردازنده ی مرکزی (سی پی یو) یا کامپیوتری که اطلاعات را از کلید ها و حسگر ها (ورودیها) دریافت می کند و سپس مدار اولیه را باز و بسته می کند ؛ممکن است مدول مجزایی باشد یا یکی از کارکرد های مدول کنترل موتور یا سیستم انتقال توان باشد.