دیزل ژنراتور یک دستگاه الکتریکی است که برای تولید برق از موتور دیزل استفاده می‌شود. در این دستگاه، سوخت دیزل به صورت بخار وارد موتور می‌شود و در اثر سوخت‌گیری، بخشی از انرژی حاصل پس از احتراق سوخت به صورت انرژی حرارتی تبدیل می‌شود که شامل سرمایش موتور نیز است. پس از تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی، موتور دیزل باعث حرکت دادن ژنراتور می‌شود.
در اینجا، موتور برای حرکت دادن ژنراتور، انرژی مکانیکی را از طریق شفت خروجی خود منتقل میکند. ژنراتور نیز این انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل میکند. درواقع، ژنراتور با استفاده از برق مغناطیسی، جریان الکتریکی تولید میکند که به دلیل انتقال انرژی، می‌تواند از طریق ولتاژ و جریان الکتریکی تنظیم شود. و در نهایت، برق تولید شده توسط ژنراتور دیزل، از طریق ترانسفورماتور به تجهیزات مورد نیاز تغذیه می‌شود.
قابل ذکر است که دیزل ژنراتورها عموماً به عنوان منابع انرژی پشتیبانی برای برق دهی در مواقع بحرانی، پرکاربرد هستند و در نظامهای پیشرفته برق سازی، عموماً با استفاده از دیگر نوع ژنراتورها که با انرژی خورشیدی، باد و آب کار می‌کنند، ترکیب می‌شوند.
اجزای دیزل ژنراتور
سایر اجزای دیزل ژنراتور ممکن است شامل موارد زیر باشد:
1. سیستم سوخت: این سیستم شامل مجموعه ای از قطعات است که سوخت را از باک انبار و مخازن سوخت به موتور انتقال می دهند. این قطعات شامل پمپ سوخت، توربوشارژر، بخاری و کاتالیزور می‌شوند.
2. سیستم تهویه: این سیستم برای انتقال هوای خنک به موتور استفاده می شود. این سیستم شامل یک شیلنگ ورودی هوا، فیلتر هوا، توربین و عواملی همچون شیلنگ هواساز، دما سنج و منفور است.
3. سیستم روغن: این سیستم برای روان کردن روغن به قسمت‌های ضروری موتور و به حفظ دما و دودکشی آن استفاده می‌شود. این سیستم شامل یک خنک کننده روغن، یک شیلنگ، پمپ روغن، درمانگر فیلتر و سیستم تصفیه سری آن است.
4. سیستم شارژ باتری: این سیستم برای شارژ باتری استفاده می شود و تضمین می کند که باتری همیشه برای شروع به کار کافی باشد. این سیستم شامل یک ترمینال شارژ باتری، مدار بهینه شارژ باتری و سوئیچ تحریک است.
5. سیستم اتصال: این سیستم برای اتصال دیزل ژنراتور به تجهیزاتی که نیاز به برق دارند، استفاده می‌شود. این قطعات شامل کاموتاتور (ژنراتور)، قطعات تعمیری و شیلنگهای دارای استاتیک برای اتصال ژنراتور به بخش های برق برای مصرف برق عمومی هستند.
اجزای موتور دیزل ژنراتور
موتور دیزل ژنراتور شامل اجزای بسیاری است که مهمترین آن‌ها عبارتند از:
1. بلوک اصلی موتور: این قسمت اصلی موتور است که دارای طراحی کافی برای تحمل فشار و وزن بار است. بلوک اصلی به اجزای دیگر موتور، مانند سیلندرها، پیستون‌ها، سیستم تنفس و سیستم انتقال قدرت متصل می‌شود.
2. سیلندرها: سیلندرها درون بلوک اصلی موتور قرار دارند و در آن‌ها سوخت به انرژی تبدیل می شود. هر سیلندر شامل سوخت‌رسان‌ها، پیستون، گیربکس و سیستم تنفس است.
3. پیستون‌ها: پیستون‌ها روی سیلندرها حرکت می‌کنند و به اندازه یک سیکل توسط روتور سوخت مسیری را طی می‌کنند. پیستون‌ها همچنین پیچیدگی های دیگری همچون ضربه‌ای و زاویه کوسه‌ای داخل سیلندر دارند.
4. سیستم تنفس: سیستم تنفس شامل بخاری، کولر، خنک کننده، فیلتر و توربوشارژر است که همگام با سیکل سوخت هوای تمیزی را موتور تامین می‌کنند.
5. سیستم انتقال قدرت: این سیستم به منظور انتقال قدرت از موتور به ژنراتور مستقل استفاده می‌شود. عواملی همچون موتور برقی، باتری، سیستم شارژ سری و سوئیچ‌های تحریک در این سیستم وجود دارند.
6. سیستم خنک کننده: سیستم خنک کننده برای حفظ دمای مناسب موتور و جلوگیری از آسیب به جزئیات اصلی کاربرد دارد. این سیستم شامل خنک کننده بخش‌های مختلف موتور، واتر‌پمپ، شیلنگهای ورودی و خروجی و ترموستات است.
7. سیستم روغن: سیستم روغن شامل پمپ روغن، خنک‌کننده روغن، میوه‌گیر فیلتر و ولوی دیگر استفاده می‌شود. این سیستم برای حفظ راندمان و کارایی بهتر موتور بکار می‌رود.
نقش موتور در نحوه عملکرد دیزل ژنراتور
دیزل ژنراتورها هم مثل موتور برق دیزلی از نوع موتور دیزل هستند که با استفاده از سوخت دیزل عمل می‌کنند. (برخلاف انواع موتور برق بنزینی) در این نوع موتور، سوخت در اتاق احتراق داخلی درج شده و به وسیله یک پمپ سوخت به سمت فضای احتراقی هدایت می‌شود. سپس با استفاده از یک سیستم اشعال، سوخت احتراق می‌شود و گازهای خروجی این احتراق باعث تولید حرارت و فشار بالا در داخل سیلندر موتور می‌شوند.
در دیزل ژنراتورها، موتور از یک چرخ دنده (gearbox) برای اتصال به یک ژنراتور استفاده میکند تا برق تولید کند. در حالت عادی، موتور به وسیله یک مکانیزم مغناطیسی برای تولید انرژی برقی در داخل ژنراتور استفاده می‌شود. به طور خلاصه، موتور در دیزل ژنراتور برای تولید حرارت و فشار بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد تا باعث ایجاد حرکت در توربین داخل ژنراتور شود و به این ترتیب برق تولید کند.
اجزای آلترناتور دیزل ژنراتور
آلترناتور دیزل ژنراتور از چند قسمت اصلی تشکیل شده است که عبارت‌اند از:
1. استاتور: قطعه‌ای است که درون آن یک رویه با مفتول‌های خروجی قرار دارد. وظیفه استاتور، تولید انرژی الکتریکی با استفاده از چندین ضربه درست الکتریکی بر روی مفتول‌های خروجی است.
2. روتور: قطعه‌ای است که همراه با آرماتور جهت چرخش دادن در محفظه استاتور نیروی مورد نیاز برای تأمین تولید برق را ایجاد میکند.
3. آرماتور: قطعه‌ای است که همگام با روتور در محفظه استاتور حرکت میکند و برق را از پویایی‌های الکترومغناطیسی که با مفتول‌های رویه استاتور ایجاد شده، برداشته و به بیرون آلترناتور منتقل میکند.
4. دیودها: قطعاتی هستند که برای تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب و برعکس در آلترناتور استفاده می‌شوند.
5. قطب نما: برای ایجاد پالس‌های الکتریکی و جریان مستقیم داخل آلترناتور از قطب‌نما استفاده می‌شود.
6. بوشینگ: قطعه‌ای است که برای نگهداری روتور داخل استاتور در قالب آلترناتور وسیعاً مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نحوه کار آلترناتور دیزل ژنراتور
آلترناتور دیزل ژنراتور، برای تولید برق برای مصارف صنعتی و خانگی استفاده می‌شود. زیرا این ژنراتورها برای تغذیه تجهیزات حساس و بدون قطعی نیاز به برق با کیفیت بالا دارند. آلترناتور دیزل ژنراتور مانند هر دیگر آلترناتور القایی یا AC دارای میدان گردشی و پیچ های قطبی می‌باشد. این آلترناتور به جریان سیمی از غلاف میدان با الکترولیت والتیری تغذیه می‌شود.
هنگامی که موتور دیزل ژنراتور شروع به کار میکند، پمپ پالسی آن جریان الکترولیت را از محلول به سمت میدان آلترناتور پمپ میکند، که باعث شروع تولید جریان AC خواهد شد. جریان تولید شده به دلیل اطلاعاتی از جریان الکترولیت والتیری به صورت یکنواخت و پایدار توسط آلترناتور تولید می‌شود. لازم به ذکر است که برق تولید شده توسط آلترناتور دیزل ژنراتور جریان AC می‌باشد و برای استفاده در موارد خانگی و یا صنعتی، معمولاً با استفاده از دستگاه‌های تبدیل برق DC به AC تبدیل می‌شود.
نحوه کار موتور دیزل ژنراتور
موتور دیزل ژنراتور از نوع موتورهای احتراق داخلی با سرعت پایین است که برای تولید برق در موارد صنعتی و خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه به نحوه کار مختصر موتور دیزل ژنراتور پرداخته خواهد شد:
1. جرقه زنی و احتراق سوخت: ابتدا سوخت در تانک سوخت قرار دارد. سپس با استفاده از پمپ سوخت، سوخت از تانک به محفظه احتراق منتقل می‌شود. در اینجا، سوخت با هوای تزریق شده توسط توربوشارژر یا کمپرسور، مخلوط شده و با استفاده از جرقه‌ای که توسط نمونه ایجاد می‌شود، احتراق میکند.
2. تولید قدرت: حرارت تولید شده از احتراق، برای حرکت پیستون به کار گرفته می‌شود. پیستون با حرکت خود، میلیونی‌ها سی‌سی هوای تزریق شده را فشرده میکند. بعد از این فشردن، سوخت به صورت خودکار با احتراقی بیشتر به آن افزوده می‌شود که باعث تولید قدرت دیزل می‌شود.
3. انتقال قدرت: با تولید قدرت دیزل، پمپ گیربکس را به صورت چرخشی حرکت میدهد و باعث ایجاد شدن جریان الکتریکی در آلترناتور می‌شود. در انتها، برق تولید شده توسط آلترناتور، برای تأمین برق مصارفی همچون مصارف خانگی و صنعتی و…، به صورت DC یا AC انتقال داده‌می‌شود. لازم به ذکر است که هنگامی که موتور دیزل ژنراتور برای تولید برق استفاده نمی‌شود، ممکن است برای حفظ و نگهداری موتور آن را در دوره‌های نگهداری و خاموشی نگهداری کرد.
