انواع آلترناتور، ویژگی ها، مزایا و کاربرد گسترده
انواع دینام تا حد زیادی به نحوه طراحی، نحوه استفاده از آن و سایر عوامل بستگی دارد. اما دینام چیست؟
دینام یک ژنراتور الکتریکی است که از انرژی مکانیکی استفادهمیکند و آن را به برق تبدیل میکند. دینام پس از ایجاد انرژی مکانیکی کافی با میدان مغناطیسی و روتور، وظیفه اصلی خود یعنی تبدیل انرژی را آغازمیکند.
آلترناتور (مولد) و ژنراتور هر دو دستگاههای مکانیکی هستند که انرژیِ مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند. جدای از آن، این دو قطعه دارای برخی مشخصات متفاوت هستند. نکتهی اساسی که مولد و ژنراتور را از هم متمایز میکند ایناست که در آلترناتور، میدان مغناطیسی به دور یک آرمیچر ثابت میچرخد، و در ژنراتور، آرمیچر در داخل میدان مغناطیسی ثابتمیچرخد.
قبل از اینکه وارد بحث تفاوت بین آلترناتور یا مولد و ژنراتور شویم، بیایید تعاریف آلترناتور و ژنراتور و نحوه تولید برق در آنها را ببینیم.
آلترناتور (مولد) چیست؟
آلترناتور نوعی ژنراتوراست که در آن میدان مغناطیسی (روتور) به دور آرمیچر (استاتور)میچرخد.
میدان مغناطیسی یا توسط مغناطیس دائم و یا توسط الکترومغناطیس و با استفاده از تغذیهی DC تولید میشود. الکترومغناطیس درون محفظه به دور آرمیچر (سیمپیچهای هادی) قرار گرفتهاست. میدان مغناطیسی به روشی میچرخد (توربینهای بخار، توربینهای گازی، و موتورها احتراق) که با نام محرک اصلی[2] شناختهمیشود. چرخش آن باعث میشود نقاط تلاقی میدان مغناطیسی با هادیهای آرمیچر تغییر کند. در نتیجه، در آرمیچر جریان الکتریکی القا میشود.
آرمیچر جریان الکتریکی را از طریق براش به بار خروجی تغذیه میکند. چون آرمیچر ثابتاست، براشها فرسوده نمیشوند. بنابراین، طول عمر مکانیکی آن افزایشیافته و نیاز به تعمیر و نگهداری در آن کاهش پیدا میکند.
میدان مغناطیسیِ دوّار، به صورت پیوسته قطب خود را تغییر میدهد (شمال و جنوب)، و باعث میشود تغییر پیوستهای در جهت جریان القاشده ایجادشود. این باعثمیشود که خروجیِ آلترناتور همیشه جریان متناوبباشد. آلترناتور در مصرف انرژی صرفهجویی میکند. آلترناتورها نسخهی بهینه و بهروز شده ی ژنراتور (مولد )هستند که به هنگام نیاز انرژی تولید میکنند (به بار بستگی دارد). بنابراین، باتریهای خودرو به دلیل شارژ اضافی از بین نمیروند (زیرا آلترناتور دیگر انرژی تغذیه نمیکند). بنابراین، آلترناتور انرژی هدر نمیدهد.
آلترناتور را نمیتوان برای شارژ باتریِ کاملاً خالی به کار برد.
ژنراتور (مولد) یک دستگاه مکانیکی است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی AC یا DC تبدیلمیکند.
در ژنراتور، محفظه خارجی پیرامون آرمیچر یا از مغناطیس دائم و یا الکترومغناطیس ثابت ساختهشدهاست که با نام استاتور نامیدهمیشود. آرمیچر از دو سیمپیچ برای هادیها تشکیل شدهاست که به دور محور خود در داخل میدان مغناطیسی ایستا میچرخند. به دلیل آرمیچر دوّار، خط متلاقی میدان مغناطیسی با هادیها تغییر میکند. بنابراین، در آرمیچر متحرک جریانی القامیشود.تفاوت بین آلترناتور و ژنراتور
آرمیچر یا با استفاده از اسلیپ رینگ و یا با استفاده از کموتاتور متصل میشود. هر دوی آنها جریان الکتریکی (که به صورت پیوسته جهت خود را تغییر میدهند) را از آرمیچر چرخنده به مدار خروجی استاتیک منتقل میکنند. اما اسلیپ رینگ دارای ارتباط دایرهای کامل است که امکان انتقال پیوستهی جریان الکتریکی از یک محور چرخنده را فراهممیکند، و باعث ایجاد جریان متناوب AC میشود. از طرف دیگر، کموتاتور حداقل 2 ترمز دارد، که جهت جریان را پس از هر نیم چرخش تغییرمیدهد، و جریان خروجی در یک جهت باقی میماند که به آن جریان مستقیم یا DC گفتهمیشود.
این نوع موتور به صورت پیوسته و حتی بدون نیاز انرژی ارائه میکند. برای همیناست که بهرهی کمتری نسبت به آلترناتور دارد. اما میتواند هم AC و هم DC تولیدکرده و در طول عملیات ولتاژ خروجی ثابت باقی میماند. بنابراین، ژنراتور برای تغذیهی پشتیبان در خانهها، ادارهها، محل ساخت و ساز و غیره عالیاست. ژنراتور را میتوان برای شارژ باتریِ کاملاً خالی استفادهکرد.
برق با استفاده از قانون فارادی القای مغناطیسی تولیدمیشود. این قانون اشاره دارد که اگر یک هادی در داخل یک میدان مغناطیسی قراربگیرد که دائماً در حال تغییراست، جریان (EMF) در آن القامیشود.
آلترناتور و ژنراتور هر دو از اصول یکسانی برای تولید جریان الکتریکی استفادهمیکنند. جریان با تغییر میدان مغناطیسی بر روی یک هادی تولیدمیشود. با این همه، دو روش برای انجام این کار وجوددارد. یا میدان مغناطیسی (در داخل محفظه) به دور هادی ثابت میچرخد، و یا هادی (به شکل هستهی مستطیلی) در داخل یک میدان ثابت چرخش دادهمیشود. در هر دو حالت، خطوط میدان مغناطیسی متلاقی با خطوط هادی تغییرکرده و باعث ایجاد جریان الکتریکی در هادیمیشود.
بخشی از آهنربا که میچرخد روتور و بخشی که ثابت است استاتور نامیدهمیشود.
دینام چگونه کار میکند؟
سه عنصر اصلی سیستم های دیزل ژنراتور عبارتند از: باتری، کنترل کننده تنش و دینام. برای باتری، دینام برق تجهیزات الکتریکی خودرو مانند سیستم روشنایی داخل و خارج و تابلوی ابزار را تامین می کند.
آلترناتورها عموماً در نزدیکی جلوی موتور قرار دارند و توسط یک میل لنگ هدایت میشوند که امکان حرکت به سمت بالا و پایین پیستونها را به سمت حرکت دایرهای میدهد. آلترناتورها برق متناوب را توسط الکترومغناطیس تولیدمیکنند. برق به باتری منتقل میشود و سیستم های الکتریکی مختلف با یک ولتاژ کار می کنند. قبل از پرداختن به انواع مختلف دینام و نحوه عملکرد آنها، اجازه دهید در بخش بعدی در مورد قطعات و عملکرد دینام نگاهی بیندازیم.
معرفی قطعات دینام
صرف نظر از انواع دینام، به طورکلی دارای سه بخش است: استاتور، روتور و دیود، به علاوه یک تنظیم کننده ولتاژ است.
روتور و استاتور
روتور و استاتور دینام گروهی از آهنرباها هستند که توسط تسمه ای هدایت میشوند که میدان مغناطیسی را در داخل سیم کشی مسی ایجاد می کنند. قرقره ای که به موتور متصل می شود، روتور را قادر می سازد تا با سرعت بالا بچرخد که میدان مغناطیسی ایجاد می کند و به عنوان تسمه استفاده میشود. سپس استاتور الکتریسیته و ولتاژ ایجاد میکند تا به محل نصب دیود جریان یابد. الکتریسیته ایجاد شده، جریان متناوب یا AC نامیدهمیشود.
دیود
DC، نوع جریان مورد استفاده در باتری های خودرو، توسط مجموعه دیود دینام (AC) به جریان مستقیم تبدیل می شود. مجموعه دیود دو ترمینال با اجازه دادن به جریان الکتریسیته تولید شده توسط استاتور فقط در یک جهت کار می کند.
تنظیم کننده ولتاژ
برای کنترل فرآیند شارژ، تنظیم کننده ولتاژ منبع تغذیه از دینام به باتری را کنترل میکند. رگولاتورها با توجه به مشخصات خود و با عملکردهای مختلف طراحی شده و کار می کنند.
عملکردهای دینام
دینام بخشی ضروری از سیستم قدرت هر وسیله نقلیه است. وظیفه اصلی دینام تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی است که از آن برای شارژ الکتریکی باتری استفاده میکند. همچنین برق سایر اجزای الکتریکی را نیز تامینمیکند.
تفاوت های کلیدی بین آلترناتور و ژنراتور
دینام و ژنراتور هر دو وسایل مکانیکی هستند که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. جدای از این، آنها از هر نظر با یکدیگر متفاوت هستند. نکته اصلی که بین دینام و ژنراتور متمایز می شود این است که در دینام، میدان مغناطیسی به دور یک آرمیچر ثابت می چرخد. آرمیچر درون یک میدان مغناطیسی ثابت می چرخد.
انواع دینام بر اساس توان خروجی آن
یک ولتاژ متناوب به طور مداوم تولیدمیکند.
سیم پیچ حداکثر شار را در سه ماهه اول ایجاد می کند، سپس سیم پیچ دوم شار صفر و سیم پیچ دوم حداکثر شار و سیم پیچ اول شار صفر را در ربع دوم ایجاد می کند.
هر ولتاژ سیم پیچ از یک مرحله 120 درجه و ولتاژ در دو سیم پیچ دیگر است. سیم پیچ ها به یک خروجی 3 فاز در داخل ستاره متصل می شوند.
دینام چه نقشی در دیزل ژنراتور دارد؟
دینام نقش اساسی در تامین برق تمیز برای تامین برق تجهیزات ایمن و کارآمد دارد. یک دینام با دیزل ژنراتور برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی کار می کند.
هدف دینام این است که موتور را در حداکثر راندمان نگه داشته و در عین حال سطوح ثابتی از الکتریسیته را برای بار فراهم کند. این امر به کاهش مصرف سوخت و به حداقل رساندن سایش و پارگی موتور کمکمیکند. دینام همچنین با اطمینان از عدم تعادل بین جریان ورودی و خروجی به تنظیم ولتاژ کمک میکند و از هرگونه افزایش یا افت سطح ولتاژ جلوگیری میکند.
دینام علاوه بر تنظیم سطوح ولتاژ، نقش محافظتی در برابر اضافه بار یا کم باری را ایفا می کند که در صورت عدم رسیدگی صحیح می تواند باعث آسیب به دیزل ژنراتور شما شود. حفاظت اضافه بار از بارگذاری بیش از حد ژنراتور شما با جریان بیش از حد جلوگیری می کند، در حالی که محافظت در برابر بار باعث می شود به دلیل تقاضای کم بار، جریان بسیار کمی از آن خارج شود. این به جلوگیری از اتصال کوتاه و گرمای بیش از حد کمک می کند که در صورت عدم کنترل برای مدت طولانی می تواند در نهایت منجر به خرابی سیستم شود.
بازرسی منظم دینام
بازرسی بصری منظم اولین کار برای اطمینان از سلامت دینام دیزل ژنراتور شما است.
آسیب قابل مشاهده:
آسیب فیزیکی مانند فرورفتگی، ترک یا خوردگی روی بدنه دینام، استاتور، روتور و اتصالات الکتریکی را بررسی کنید.
اتصالات شل:
اتصالات الکتریکی را برای علائم شلی یا خوردگی بررسی کنید. اتصالات سست را سفت کنید و پایانه های خورده شده را تمیز کنید.
سیستم خنک کننده:
مطمئن شوید که سیستم خنک کننده دینام، مانند فن ها و تهویه، تمیز و بدون مانع باشد. گرمای بیش از حد می تواند به دینام آسیب برساند.
کشش تسمه:
اگر دینام شما تسمه محور است، کشش تسمه های محرک را بررسی کنید. مطمئن شوید که آنها خیلی شل یا خیلی سفت نیستند.
تعویض منظم روغن:
روغن کاری مناسب برای عملکرد صحیح یاتاقان های داخل دینام بسیار مهم است. حتما توصیه های سازنده را برای فواصل تعویض روغن دنبال کنید و از نوع روغن توصیه شده استفاده کنید. تعویض منظم روغن به جلوگیری از سایش زودرس یاتاقان کمک می کند، که می تواند منجر به خرابی دینام شود.
تمیزی کلید :
گرد و غبار و خاک می توانند روی سطوح دینام جمع شوند و کارایی و ظرفیت خنک کنندگی آن را کاهش دهند. دینام را به طور مرتب تمیز کنید تا زباله ها از بین بروند و از عملکرد مطلوب اطمینان حاصل کنید. از یک برس نرم یا هوای فشرده برای تمیز کردن مناطقی که دسترسی به آن سخت است استفاده کنید.
خروجی ولتاژ :
نظارت بر ولتاژ خروجی دینام برای اطمینان از یک منبع تغذیه پایدار ضروری است. برای بررسی منظم ولتاژ خروجی از ولتاژ متر استفاده کنید. هر گونه نوسانات قابل توجه ممکن است نشان دهنده وجود مشکل در دینام یا تنظیم کننده ولتاژ باشد که نیاز به توجه دارد.
تست تنظیم کننده ولتاژ خودکار (AVR) :
AVR وظیفه تنظیم ولتاژ خروجی دینام را بر عهده دارد. AVR را به صورت دوره ای آزمایش کنید تا مطمئن شوید که درست کارمیکند. اگر تنظیم ولتاژ ناسازگار باشد، می تواند منجر به افزایش یا افت ولتاژ شود که ممکن است به تجهیزات متصل آسیب برساند.
اجرای تست بار :
آزمایش بار شامل اعمال بار بر روی ژنراتور برای تأیید توانایی آن در مدیریت ظرفیت بار نامی آن است. آزمایش بار دوره ای به شناسایی هرگونه مشکل عملکرد کمک می کند و تضمین می کند که دینام می تواند در صورت نیاز توان مورد نیاز را ارائه دهد. برای اطمینان از دقت و ایمنی، افراد حرفه ای را برای تست بار استخدام کنید.
یک گزارش تعمیر و نگهداریتهیه کنید :
حفظ یک گزارش دقیق از تمام فعالیت های تعمیر و نگهداری و نتایج آزمایش ضروری است. این گزارش یک سابقه تاریخی از سلامت دینام ارائه می دهد و تشخیص روندها یا مسائل را در طول زمان آسان تر می کند. همچنین به برنامه ریزی کارهای تعمیر و نگهداری معمول کمک می کند.
برنامه ریزی برای شرایط اضطراری :
حتی با تعمیر و نگهداری منظم، شرایط اضطراری ممکن است رخ دهد. داشتن یک طرح اضطراری، شامل اطلاعات تماس با ارائه دهندگان خدمات ژنراتور و منبع تغذیه پشتیبان، در صورتی که دینام دچار خرابی غیرمنتظره شود، ضروری است.
تعمیر و نگهداری حرفه ای :
در حالی که برخی از وظایف تعمیر و نگهداری می تواند توسط پرسنل داخلی انجام شود، توصیه می شود که یک ارائه دهنده خدمات حرفه ای و تخصصی حداقل یک بار در سال تعمیر و نگهداری و بازرسی های معمول را انجام دهید.
ارتقاء و نوسازی :
اگر دینام دیزل ژنراتور قدیمی دارید، گزینه های ارتقا یا نوسازی را بررسی کنید. آلترناتورهای جدیدتر اغلب با راندمان، قابلیت اطمینان و فناوری بهبود یافته عرضه میشوند که می تواند عملکرد کلی را بهبود بخشد و هزینه های عملیاتی طولانی مدت را کاهش دهد.
برای تعمیر و نگهداری حرفه ای و خدمات مربوط به دینام ژنراتورهای دیزلی، همیشه می توانید روی ماه صنعت انرژی حساب کنید. امروز با ما تماس بگیرید تا در مورد نیازهای دینام خود صحبت کنید و یک سرویس تعمیر و نگهداری را برنامه ریزی کنید تا سیستم ژنراتور خود را در شرایط مطلوب نگه دارید.