مهر
تبدیل فرکانس های ژنراتور به 60 و 50 هرتز
سرعت و فرکانس ژنراتور با یکدیگر تناسب دارند. تبدیل فرکانس های ژنراتور به 60 هرتز و 50 هرتز
فرکانس خروجی یک ژنراتور یکی از مهمترین پارامترها در تعیین توان نامی ژنراتور به شمار میرود.
خروجی‌الکتریکی ژنراتور باید در فرکانس ثابت 50 یا 60هرتز ثابت باقی بماند تا باخروجی یک شبکه استاندارد الکتریکی یا نرخ فرکانسی تجهیزات مورد نظر هماهنگ باشد.
فرکانس در ایالات متحده معمولا 60 و در اروپا 50هرتز میباشد. البته ممکن است به برخی بخشهای مجزا از شبکه یکسان برخورد کنید که در فرکانسهای متفاوتی کار میکنند.
در این صورت، تغییر فرکانس خروجی ژنراتور جهت‌هماهنگی با تجهیزات یا شبکه ای که به ژنراتور شما متصل است، امری ضروری میباشد.
تغییر سرعت موتور جهت تغییر فرکانس خروجی
ژنراتورهای امروزی متشکل از یک موتور هستند که جهت‌تولید برق مستقیما به یک ژنراتور متصل میباشند. یکی از رایج ترین راه‌های‌تغییر فرکانس خروجی‌یک ژنراتور، تغییرسرعت چرخش موتور میباشد.
با توجه به فرمول زیر، دو فاکتور مرتبط وجود دارد: فرکانس ژنراتور (f) = تعداد دور بر دقیقه موتور(N)× تعداد قطب های مغناطیسی (P)/ 120. به همین ترتیب: P=120*f/N
طبق رابطه فوق، یک ژنراتور دو قطبی با تولید فرکانس خروجی60هرتز دارای‌سرعت موتور 3600rpm میباشد.
جهت‌تغییر فرکانس به 50هرتز برای همین پیکربندی ژنراتور، سرعت‌موتور باید به 3000rpm کاهش یابد. به طور مشابه برای یک ژنراتور 4 قطبی، سرعت‌موتور 1800rpm، خروجی60هرتز را تولید خواهد کرد.
با کاهش سرعت موتور به 1500rpm، خروجی50هرتز خواهیم داشت.
در مورد ژنراتورهای کوچک یا محلی، میتوان تنظیمات rpm موتور را با انجام تغییرات کوچکی در پنل کنترل واحد ، اصلاح نمود.
مراحل زیر را جهت اصلاح فرکانس ژنراتور از 60 به 50 هرتز انجام دهید.
1- موتور ژنراتور را راه اندازی کرده و فرکانس متر خود را روی پنل کنترل تنظیم کنید تا 50 هرتزرا بخواند.
2- ولتمتر AC و یا پتانسیومتر را با توجه به مورد خود چک کنید و ولتاژخروجی ژنراتور را بخوانید. با کم کردن فرکانس، ولتاژ خروجی‌کاهش مییابد و ممکن است از مقدار مطلوب کمتر باشد.
3- ولتمتر AC یا پتانسیومتر روی پنل کنترل را تا رسیدن به ولتاژ خروجی‌مطلوب در فرکانس 50هرتز، تنظیم نمایید.
4- با انجام تنظیمات مشابه بر روی پنل کنترل، میتوانید فرکانس را از 50 به 60هرتز افزایش دهید.
5- اگر پنل کنترل، فرکانس را نمایش نمیدهد، بایستی ابتدا دستگاهی به آن متصل کنید که فرکانس را در هنگام کار ژنراتور اندازه گیری کند و سپس rpm موتور را تغییردهید.
واحدهای کنترلگر ژنراتور مانیتورینگ زمان واقعی و کنترل واحد شما را انجام میدهند. عملیاتهای حفاظتی درونی در صورت بروز rpm اضافی موتور یا فرکانس خروجی‌بسیار پایین، به طور خودکار ژنراتور شما را خاموش میکنند.
مبدلهای فرکانسی
اگر از یک ژنراتور سرعت‌ثابت استفاده‌میکنید، میتوانید یک مبدل فرکانسی به واحد خود متصل نمایید. یک مبدل فرکانسی ترکیبی از یک یکسوکننده (رکتیفایر) و یک اینورتر میباشد.
رکتیفایر از جریان خروجی‌متناوب (AC) ژنراتور جهت‌تولید جریان مستقیم (DC)استفاده میکند. سپس اینورتر آن را به‌خروجی AC در فرکانس مطلوب تبدیل مینماید.
طی این روند، هر تغییری در ولتاژ، قابل چشم پوشی بوده و همچنین به کاربردی که مبدل فرکانسی برای آن‌استفاده میگردد، بستگی دارد.
به طور سنتی، مبدلهای فرکانسی مانند مبدلهای دوار[1] و مجموعه های موتور-ژنراتور[2] از قسمتهای الکترومکانیکی ساخته میشدند.
علاوه برتغییر فرکانس‌خروجی، از این واحدهاجهت کنترل گشتاور وسرعت موتورهای AC نیز استفاده میگردد.
مبدلهای فرکانسی همچنین در صنعت هوافضا برای تبدیل‌خروجی 50 یا 60 هرتزبه 400 هرتزکه واحد توان زمینی هواپیماها استفاده میشود، کاربرد دارند.
از این سیستم‌ها برای کنترل سرعت‌فن‌ها و پمپ ها و سایر بارهای گشتاور قابل تغییر فعال در سرعت‌متغیر هم استفاده میگردد.
دستگاه‌های ژنراتور سرعت متغیر الکترونیکی
کلاس خاصی از ژنراتورها با عنوان دستگاه‌های ژنراتور سرعت‌متغیر الکترونیکی وجود دارند که در آنها تغییرسرعت موتور منجر به تغییرسرعت دینام شده و باعث تولید یک‌خروجی با فرکانس قابل‌تغییر خواهد شد.
سپس از یک اینورتر فرکانس جهت جبران‌خروجی ژنراتور قابل‌تغییر برای هماهنگی با فرکانس خروجی‌مورد نیاز 50 یا 60 هرتزاستفاده میگردد.
استفاده از این دستگاه، نیاز به درایو و ترانسفورماتور سرعت‌متغیر را از میان میبرد.
نقطه ضعف این تکنولوژی این است که بخش الکترونیکی علاوه بر گران بودن، جهت‌استفاده در محیط‌های سخت که یک ژنراتور معمولا در آنها کار میکند، مناسب نیست.
ذکر این نکته ضروری‌است که این دستگاه‌ها متفاوت از دستگاه‌های ژنراتور سرعت‌متغیر هستند که دارای انتقال نیروی متغیر پیوسته (CVT)[3]میباشند.
این ویژگی اجازه‌تغییر rpm موتور را میدهد اما سرعت‌دینام همواره ثابت میماند.
در نتیجه این باعث‌تغییر فرکانس خروجی‌نمی‌گردد اما به ژنراتور اجازه میدهد تا توان‌خروجی ژنراتور راجهت برطرف کردن نیازهای باری متفاوت، تغییردهد.
[1] rotary converters
[2] motor-generator sets
[3] continuously variable transmission
مقالات مرتبط
پیشرفت‌های حاصل شده در کنترلر دیزل ژنراتور ها