theme wordpress
دیزل ژنراتور

گاورنر دیزل ژنراتور

بعضی اوقات به گاورنرهای دیزل ژنراتور، کنترل‌کننده سرعت موتور نیز گفته می شوند. موتور دیزل برای حفظ سرعت از پیش تعیین شده باید خروجی مشخصی داشته باشد. در صورت درست نبودن سرعت موتور، ژنراتور مشخصات خروجی مورد نیاز را حفظ نمی‌کند. در این مقاله به بررسی انواع مختلفی از گاورنرهای مجموعه‌های دیزل ژنراتور می پردازیم. گاورنر‌ها را می توان به دو گروه اساسی تقسیم کرد:

کنترل مکانیکی/ الکتریکی: ژنراتورهای قدیمی از این سیستم کنترل استفاده می‌کنند. سیستم سوخت توسط گاورنر مکانیکی کنترل می شود.

کنترل الکترونیکی: ژنراتورهای جدید از سیستم کنترل الکترونیکی استفاده می‌کنند. این سیستم توابع کنترلی موتور و ژنراتور  را بهم ربط داده و کنترل می‌کند تا یک منبع توان ثابت و مطمئن را فراهم کند.

مقالات مرتبط:

پیشرفت‌های حاصل شده در کنترلر دیزل ژنراتور ها

علل سوختن ECU یا همان ECM در دیزل ژنراتورها و جلوگیری از آسیب آن

باطری دیزل ژنراتور

کنترل مکانیکی / الکتریکی

سیستم‌های کنترل مکانیکی / الکتریکی جز اولین سیستم های کنترلی هستند که توسط سازندگان ژنراتور معرفی شده اند. این سیستم‌ها کنترل موتور مکانیکی با بار الکتریکی مورد نیاز ژنراتور عمل می کند. بسیاری از سیستم‌های کنترل ژنراتور در دسترس هستند که همگی تحت اصول طراحی یکسان کار می کنند. سیستم کنترل وود وارد [1]در زیر نمایش داده شده است:

  • گاورنر وود وارد – سرعت موتور توسط گاورنرگریز از مرکز کنترل می شود. گاورنرر سیگنال‌های ورودی آنالوگ را از کنترلر دریافت می کند.
  • سنسور سرعت – سنسور مغناطیسی که اطلاعات را در اختیار کنترل کننده قرار می دهد.
  • کنترلر وود وارد 2301A- سیگنال‌ها را از سنسور سرعت دریافت می‌کند و سیگنال ها را به تابلوهای تغذیه شده توسط گاورنر منتقل می کند.
شکل 1 – سیستم کنترل گاورنر وود وارد
شکل 1 – سیستم کنترل گاورنر وود وارد

این سیستم کنترل یک سیستم کنترل آنالوگ به حساب می آید. تنظیمات سیستم با استفاده از پیچ های تنظیم شده در جهت خاص انجام می شود تا تنظیمات مورد نیاز انجام شود. کنترل ژنراتور چندگانه با این سیستم ارائه می شود.

نصب سخت افزار اضافی می تواند امکان ارتباط از راه دور و عملکرد سیستم کنترل اضطراری برق را فراهم کند.

کنترل الکترونیکی

طراحی و ساخت ژنراتور با پیشرفت فناوری دیجیتال بروز شده است. برای نشان دادن رابط بین کنترل رابط موتور، ژنراتور ، این بخش به مناطق زیر تقسیم می شود:

  • سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال: مفهوم اصلی مورد استفاده در هنگام معرفی یک مجموعه ژنراتور که دارای موتور مجهز به ECM (ماژول کنترل الکترونیکی) است، اما دارای سیستم کنترل داخلی نیست.
  • ECM – رابط بین ECM و توابع موتور را برای ژنراتوری که مجهز به کنترل پیشرفته نیست، تعیین می کند.
  • کنترل واسط ژنراتور و موتور: معرفی بسته نرم افزاری یکپارچه برای کنترل موتور و ژنراتور.

سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال

درک تفاوت بین سیگنال های آنالوگ و دیجیتال (شکل 2) هنگام به روزرسانی سیستم آنالوگ قدیمی تر با سیستم کنترل دیجیتال جدیدتر مهم است:

  • سیگنال آنالوگ: سیگنال به صورت موج سینوسی تعریف می شود. این سیگنال از طریق سیکل کامل پیک‌های بالا و پایین قابل اندازه گیری و کنترل است. پیچ های مخصوص تنظیم اجازه تنظیمات سیستم را می دهند.
  • سیگنال دیجیتال: این سیگنال به صورت یک موج مربعی تعریف شده است. ورودی ها و خروجی های کنترلر در دو حالت قرار دارند:

حالت OFF- صفر تا 2.5 ولت DC

حالت ON- 2.6 تا 5 ولت DC

در صورت نیاز ، نیاز به رابط سیگنال (های) آنالوگ با سیگنال (های) دیجیتال می باشد. برای تغییر یک سیگنال دیجیتال به سیگنال آنالوگ می توان یک اینورتر نصب کرد اما برای تبدیل یک سیگنال آنالوگ به یک سیگنال دیجیتال می توان یک مبدل نصب کرد.

شکل 2- سیگنال‌های دیجیتال و آنالوگ
شکل 2- سیگنال‌های دیجیتال و آنالوگ

ECM

این مثال رابط بین اجزای یک ژنراتور را نشان می دهد که دارای کنترل پیشرفته موتور است، اما به ارتباطات خارجی و تابلو کنترل خارجی متکی است (شکل 3). جریان سیستم کنترل برای مثال زیر با استفاده از اطلاعاتی از نمودار سیم کشی  Cummins QSK45 / 60 طراحی شده است.

  • ECM – سیگنال های ورودی را دریافت کرده و سیگنال‌های خروجی را به موتور منتقل می‌کند. سیگنال های ورودی را از کنترل پنل دریافت می کند.
  • موتور – محرک اصلی سیگنال های ورودی را دریافت کرده و سیگنال های خروجی را به ECM منتقل می‌کند.

پنل کنترل – ECM موتور قلب کنترل موتور است که قابلیت تکمیل حلقه اطلاعات بین موتور، ژنراتور و کنترل پنل را دارد. داده های دیجیتال و آنالوگ منتقل شده بین موتور، ECM و کنترل پنل یا ورودی یا خروجی هستند. در زیر چند مثال آورده شده است:

  • ارسال سیگنال از موتور به ECM: سرعت موتور، حسگر دما و خنک کننده. پمپ سوخت، ریل زمان‌بندی اکچویتر و فشار ریل سوخت
  • ارسال سیگنال از ECM به موتور: استارت موتور، خاموش کردن سوخت، محرک های ریل زمان‌بندی سوخت و زمان بندی و کلاچ فن.
  • ارسال ژنراتور به پنل کنترل: ژنراتور ولتاژ را برای پانل کنترل جهت توزیع فراهم می کند.

ارسال پنل کنترل به ECM: کنترل پنل اجزای مورد نیاز مشتری را در خود جای می‌دهد.

برای حفظ الزامات سرعت، سیگنال ها به ECM منتقل می شوند. ارتباط بین اجزای سیستم در هنگام قطع برق برای این سیستم عبارتند از:

  1. ارسال سیگنال استارت از صفحه کنترل (از طریق سوئیچ انتقال اتوماتیک) از طریق ECM به موتور.
  2. موتور روشن می شود ECM بر عملکرد موتور نظارت می کند و سوخت را برای دستیابی به سرعت از پیش تعیین شده موتور تنظیم می کند ECM می تواند موتور را در هنگام خرابی های اساسی موتور خاموش کند.
  3. ژنراتور ولتاژ را به کنترل پنل برای توزیع ارسال می کند. بسیاری از پانل های کنترل توانایی نظارت بر ژنراتور را دارند.
  4. برق دوباره می آید. کنترل پنل سیگنال توقف موتور را به ECM منتقل می کند. ECM سیگنال خاموش را به موتور منتقل می کند.
شکل 3 – ماشین پیشرفته بدون کنترل ژنراتور
شکل 3 – ماشین پیشرفته بدون کنترل ژنراتور

کنترل واسط موتور و ژنراتور

مدل‌های جدیدتر ژنراتور با سخت افزار نظارت و کنترل کامل و نرم افزار پشتیبانی معرفی شدند (شکل 4). ماژول‌های قابلیت موازی‌سازی نیز اضافه شدند. این ساختار می تواند برای تأمین انرژی اضطراری یک مجموعه به صورت ریداندنت استفاده شود(در صورتی که یک ژنراتور در مدار قرار نگرفت ژنراتور دیگر جایگزین آن می شود). اگر یک ژنراتور دچار خطا شد، بار کاهش می یابد و ژنراتور دیگر به پشتیبانی از بار ادامه می دهد.

در مثال زیر از دو ژنراتور پشتیبانی شده توسط ژنراتورهای کامینز QSK45 استفاده شده است. سیستم کنترلی مورد استفاده PCC 3200 است. ماژول های مورد استفاده عبارتند از:

  • سوخت (کانکتور 02): با اجزای سیستم سوخت رسانی ورودی و خروجی ارتباط برقرار می‌کند.
  • بیس (کانکتور 05 و 06): با مؤلفه های عملکرد موتور ورودی و خروجی ارتباط برقرار می کند.
  • ژنراتور (کانکتور 01): سیگنال‌های ورودی و خروجی را با ژنراتور ارتباط می‌دهد.
  • موازی (کانکتور 04): به ژنراتورهای متعدد اجازه موازی کردن را فراهم می‌کند.
  • TB6: کارت شبکه امکان شبکه‌نمودن برای هر ژنراتور را می دهد. ترتیب وقایع در هنگام قطع برق تحت مفاهیم اساسی در بخش ECM فوق الذکر انجام می شود و تفاوت ها عبارتند از:
  • کلیه سخت افزارها و نرم افزارهای ژنراتور در یک سیستم عامل موجودند
  • قابلیت موازی نمودن ژنراتورها
  • قابلیت گزارش‌دهی و نظارت پیشرفته
شکل 4 – ماژول کنترل PCC 3200
شکل 4 – ماژول کنترل PCC 3200

[1] Woodward

 

محسن ترابی

مهندس برق قدرت، فوق لیسانس برق قدرت از دانشگاه سراسری یزد، موسس ماه صنعت، متخصص در ژنراتور، دیزل، طراحی و ساخت موتورهای الکتریکی، سنکرون و سیستم های حفاظت الکتریکی به خصوص حفاظت ژنراتور. دارای گواهی ثبت اختراع ساخت موتور PMSM‌ معکوس گرد. هدف از ایجاد این وبسایت و مقالات آن آموزش در راستای توسعه ی صنعت برق کشور عزیزمان ایران می باشد و سعی می کنم مقالات کاربردی در راستای این هدف در وبسایت انتشار بدهم

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همچنین ببینید

بستن
بستن
بستن