ژنراتورها وسایلی مفید هستند که در هنگام قطع برق ، انرژی الکتریکی را تأمین می کنند و از قطع فعالیت های روزانه یا اختلال در فعالیت های تجاری جلوگیری می کنند. ژنراتورها در تنظیمات مختلف الکتریکی و فیزیکی برای استفاده در برنامه های مختلف موجود هستند. در بخش های بعدی به چگونگی عملکرد ژنراتور ، اجزای اصلی یک ژنراتور و نحوه عملکرد ژنراتور به عنوان منبع ثانویه برق در کاربردهای مسکونی و صنعتی خواهیم پرداخت.
چگونه یک ژنراتور کار می کند؟
ژنراتور برقی وسیله ای است که انرژی مکانیکی بدست آمده از منبع خارجی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. درک این نکته مهم است که ژنراتور در واقع انرژی الکتریکی را ایجاد نمی کند. در عوض ، از انرژی مکانیکی عرضه شده به آن برای مجبور کردن حرکت بارهای الکتریکی موجود در سیم پیچ های خود از طریق یک مدار الکتریکی خارجی استفاده می کند. این جریان از بارهای الکتریکی، جریان الکتریکی خروجی را تولید می کند.
این ژنراتور مدرن بر اساس اصل القایی الکترومغناطیسی کشف شده توسط مایکل فارادی در سالهای 1831-32131 کار می کند. فارادی دریافت که جریان فوق در بارهای الکتریکی با حرکت یک هادی الکتریکی مانند سیم که حاوی بار الکتریکی است ، می تواند در یک میدان مغناطیسی القا شود. این حرکت اختلاف ولتاژ بین دو انتهای سیم یا رسانای الکتریکی ایجاد می کند ، که به نوبه خود باعث جریان بارهای الکتریکی می شود و به این ترتیب جریان الکتریکی تولید می شود.
اجزای اصلی یک ژنراتور
اجزای اصلی یک ژنراتور برقی را می توان به صورت گسترده به شرح زیر طبقه بندی کرد:
(1) موتور
(2) آلترناتیو
(3) سیستم سوخت
(4) تنظیم کننده ولتاژ
(5) سیستمهای خنک کننده و اگزوز
(6) سیستم روغن کاری
(7) شارژر باتری
(8) کنترل پنل
(9) مجمع اصلی / قاب
شرح اجزای اصلی یک ژنراتور در زیر آورده شده است.
(1) موتور
موتور، منبع انرژی مکانیکی ورودی به ژنراتور است. اندازه موتور مستقیماً متناسب با حداکثر توان خروجی است که ژنراتور می تواند تأمین کند. چندین فاکتور وجود دارد که شما باید هنگام ارزیابی موتور ژنراتور خود را به خاطر بسپارید. برای به دست آوردن مشخصات کامل عملکرد موتور و برنامه های نگهداری باید با سازنده موتور مشورت شود.
(الف) نوع سوخت استفاده شده – موتورهای ژنراتور بر روی انواع سوخت هایی نظیر دیزل ، بنزین ، پروپان (به صورت مایع یا گازی) یا گاز طبیعی کار می کنند. موتورهای کوچکتر معمولاً با بنزین کار می کنند در حالی که موتورهای بزرگتر روی دیزل ، پروپان مایع ، بنزین پروپان یا گاز طبیعی کار می کنند. برخی از موتورها همچنین می توانند در حالت دوگانه سوخت دیزل و بنزین کار کنند.
(ب) موتورهای دریچه سربار (OHV) در مقابل موتورهای غیر OHV – موتورهای OHV با موتورهای دیگر متفاوت هستند زیرا شیرهای ورودی و اگزوز موتور در قسمت سیلندر موتور قرار دارد و برخلاف نصب آن در بلوک موتور است. موتورهای OHV نسبت به موتورهای دیگر مزایای بسیاری دارند:
- طراحی فشرده
- مکانیسم عملکرد ساده تر
- دوام
- کاربر در عملیات
- سر و صدای کم در طول عملیات
- میزان انتشار کم
اما موتورهای OHV نسبت به موتورهای دیگر نیز گران تر هستند.
(ج) آستین چدن (CIS) در سیلندر موتور – CIS یک پوشش در سیلندر موتور است. باعث کاهش فرسودگی و دوام موتور می شود. بیشتر موتورهای OHV مجهز به CIS هستند اما بررسی این ویژگی در موتور ژنراتور ضروری است. CIS یک ویژگی گرانقیمت نیست اما در ماندگاری موتور نقش مهمی ایفا می کند به خصوص اگر شما نیاز به استفاده از ژنراتور خود را اغلب یا برای مدت طولانی داشته باشید.
(2) آلترناتیو
آلترناتور ، همچنین به عنوان “جنبش” شناخته می شود ، بخشی از ژنراتور است که خروجی الکتریکی را از ورودی مکانیکی تولید شده توسط موتور تولید می کند. این شامل مونتاژ قطعات ثابت و متحرک است که در یک محوطه محصور شده اند. قطعات با هم کار می کنند تا باعث ایجاد حرکت نسبی بین میدان های مغناطیسی و الکتریکی شوند و این به نوبه خود باعث تولید برق می شود.
(الف) Stator – این مؤلفه ثابت است. این شامل مجموعه ای از هادی های الکتریکی است که در کویل ها روی یک هسته آهنی زخم می شوند.
(ب) روتور / آرماتور – این مؤلفه متحرک است که به کمک هر یک از سه روش زیر یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می کند:
- از طریق القایی – اینها به عنوان آلترناتورهای بدون برس استفاده می شوند و معمولاً در ژنراتورهای بزرگ استفاده می شوند.
- توسط آهنرباهای دائمی – این در واحدهای کوچک جایگزین متداول است.
- با استفاده از یک هیجان انگیز – برانگیز منبع کمی از جریان مستقیم (DC) است که روتور را از طریق مونتاژ انجام حلقه های لغزش و برس ها انرژی می دهد.
روتور یک میدان مغناطیسی متحرک در اطراف استاتور ایجاد می کند ، که باعث ایجاد اختلاف ولتاژ بین سیم پیچ های استاتور می شود