الکترونیک قدرت ترکیبی از قدرت، الکترونیک و کنترل است.
الکترونیک، مدارها وسایل پردازشگر یا پردازنده سیگنالها را بررسی میکند که برای بدست آوردن هدفهای کنترلی مطلوب مورد استفاده قرار میگیرد.
قدرت، وسایل قدرت استاتیک و گردنده را که در تولید، انتقال و توزیع توان الکتریکی به کار گرفته میشود بررسی میکند.
کنترل به بررسی مشخصه های دینامیک و حالت پایدار سیستمهای با حلقه بسته میپردازد.
الکترونیک براساس خاصیت کلید زنی عناصر نیمه هادی قدرت پایه گذاری شده است.
شکل بعد رابطه الکترونیک قدرت با قدرت، الکترونیک و کنترل را نشان میدهد.
ترانسفورماتور یا ترانسفورمر (به انگلیسی: transformer) وسیلهای است که انرژی الکتریکی را به وسیلهٔ دو یا چند سیمپیچ و از طریق القای الکتریکی از یک مدار به مداری دیگر منتقل میکند. به این صورت که جریان جاری در مدار اول (اولیهٔ ترانسفورماتور) موجب به وجود آمدن یک میدان مغناطیسی در اطراف سیمپیچ اول میشود، این میدان مغناطیسی به نوبهٔ خود موجب به وجود آمدن یک ولتاژ در مدار دوم میشود که با اضافه کردن یک بار به مدار دوم این ولتاژ میتواند به ایجاد یک جریان ثانویه بینجامد. ولتاژ القا شده در ثانویه VS و ولتاژ دو سر سیمپیچ اولیه VP دارای یک نسبت با یکدیگرند که به طور آرمانی برابر نسبت تعداد دور سیم پیچ ثانویه به سیمپیچ اولیهاست: \frac{V_{S}}{V_{P}} = \frac{N_{S}}{N_{P}} به این ترتیب با اختصاص دادن امکان تنظیم تعداد دور سیمپیچهای ترانسفورماتور، میتوان امکان تغییر ولتاژ در سیمپیچ ثانویهٔ ترانس را فراهم کرد. یکی از کاربردهای بسیار مهم ترانسفورماتورها کاهش جریان پیش از خطوط انتقال انرژی الکتریکی است. دلیل استفاده از ترانسفورماتور در ابتدای خطوط این است که همه هادیهای الکتریکی دارای میزان مشخصی مقاومت الکتریکی هستند، این مقاومت میتواند موجب اتلاف انرژی در طول مسیر انتقال انرژی الکتریکی شود. میزان تلفات در یک هادی با مجذور جریان عبوری از هادی رابطهٔ مستقیم دارد و بنابر این با کاهش جریان میتوان تلفات را به شدت کاهش داد. با افزایش ولتاژ در خطوط انتقال به همان نسبت جریان خطوط کاهش مییابد و به این ترتیب هزینههای انتقال انرژی نیز کاهش مییابد، البته با نزدیک شدن خطوط انتقال به مراکز مصرف برای بالا بردن ایمنی ولتاژ خطوط در چند مرحله و باز به وسیله ترانسفورماتورها کاهش مییابد تا به میزان استاندارد مصرف برسد. به این ترتیب بدون استفاده از ترانسفورماتورها امکان استفاده از منابع دوردست انرژی فراهم نمیآمد. ترانسفورماتورها یکی از پربازدهترین تجهیزات الکتریکی هستند به طوری که در برخی ترانسفورماتورهای بزرگ بازده به ۹۹٫۷۵٪ نیز میرسد. امروزه از ترانسفورماتورها در اندازهها و توانهای مختلفی استفاده میشود از یک ترانسفورماتور بند انگشتی که در یک میکروفن قرار دارد تا ترانسفورماتورهای غولپیکر چند گیگا ولت-آمپری. همه این ترانسفورماتورها اصول کار یکسانی دارند اما در طراحی و ساخت متفاوت هستند. شکل-۱ یک ترانسفورماتور توزیع نصب شده بر روی دو تیر.
دیزل ژنراتور
یک دیزل ژنراتور بر روی یک مخزن نفت
دیزل ژنراتور یا مولد دیزل به ترکیبی از موتور دیزل، ژنراتور و انواع متعلقات فرعی از قبیل شاسی، اطاقک پوشاننده جهت محافظت و کاهش صدا، سیستمهای کنترل، قطع کنندههای اضطراری مدار، سیستم مولد گرما، سیستم استارت اتومات و غیره که به منظور تولید برق استفاده میشود، میگویند.
مجموعه دیزل ژنراتور
موتور ژنراتورها میتوانند از ۱ تا ۲۰ کیلوولت آمپر (KVA) برای منازل، فروشگاهها، ادارات کوچک و تا (۲۰۰۰KVA/۲MVA) قابل استفاده برای مجتمعهای اداری بزرگ و کارخانهها برق تولید کنند. ژنراتورها در توانهای مختلف را میتوان درون یک اطاقک ایزوله قابل حمل قرار داد. این اتاقک که نقش اصلی آن کاهش صدای ژنراتور میباشد را در اصطلاح (کانوپی سایلنت) گویند. ژنراتورهای ۵ مگاوات برای ایستگاههای کوچک تولید برق استفاده میشوند و برای این منظور میتوان از چندین دستگاه ژنراتور استفاده کرد. ژنراتورها در سایزهای بزرگتر به صورت مجزا به محل نصب حمل شده و در آنجا مونتاژ و تجهیزات فرعی به آنها اضافه میشود.
دیزل ژنراتورهای کوچک تا ۲۵۰ کیلو ولت آمپر نه تنها برای تولید برق اضطراری بلکه به جهت تامین برق مورد نیاز به صورت مستمر یا در زمان اوج مصرف و یا حتی در زمانی که کمبود زنراتورهای بزرگتر حس میشود استفاده میشوند.
کشتیها و بسیاری از وسائل نقلیه بزرگ زمینی مانند قطارها نیز از دیزل ژنراتور نه فقط برای تامین برق روشنایی بلکه برای تامین نیروی محرکه مورد نیاز خود استفاده میکنند. به وسیله نیروی محرکه برقی میتوان حرکت یکنواخت و قدرتمندتری علاوه بر استفاده مناسب تر از فضا داشت. محرکههای برقی قبل از جنگ جهانی اول در کشتیها مورد استفاده قرار گرفتند و در طول جنگ جهانی دوم به تکامل رسیدند.
دستگاههای تولید برق بر اساس ظرفیت تولید نرمال تا ماکزیمم و بر اساس قدرت تولیدی و به کیلووات طبقهبندی و نامگذاری شده و با توجه به نوع مصرف آن برای تولید برق مستمر یا اضطراری انتخاب میشوند.
بعضی از متداول ترین موتورها
کامینز (CUMMINS) / ولوو (VOLVO) / جی ام (GM) / پرکینز (PERKINS) دوسان (DOOSAN)/ ام تی یو (MTU) / میتسوبیشی (Mitsubishi)
بعضی از متداول ترین ژنراتورها[ویرایش]
استامفورد (STAMFORD) / استامفورد پاور (STAMFORD POWER) مک آلته (MECC ALTE)
دیزل ژنراتور
یک دیزل ژنراتور کاترپیلار
ترکیبی از موتور دیزل و یک ژنراتور الکتریکی (غالباً آلترناتور) است که برای تبدیل انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار میگیرد. مجموعه دیزل ژنراتورها در مکانهایی بدون اتصال به شبکه توان، مانند مواقعی که نیاز ضروری به فراهم کردن توان و انرژی است و نیز زمانهایی که شبکه وجود ندارد، مورد استفاده قرار می گیرندزمانی که شبکه قطع میشود، درست بخوبی کاربردهای پیچیده تر مانند اوج برش، پشتیبانی شبکه و ارسال به شبکههای توان، انرژی فراهم میشود.
در نظر گرفتن سایز دیزل ژنراتور برای جلوگیری از کم شدن بار یا کمبود توان ضروری است و این عمل بوسیله الکترونیک مدرن بویژه بارهای غیرخطی دشوار شده است.
اندازه ژنراتور
مجموعه مولد بر اساس بار الکتریکی که برای آنها درعرضه در نظر گرفته شده، تمام ویژگیهای بارهای الکتریکی (kWe، KVA، VAR و محتواهای هارمونیک شامل جریانهای شروعی (عموماً از موتور) و بارهای غیر خطی را شامل میشود. وظیفه مورد انتظار بطور مثال امور اورژانسی، تواندهی پیوسته یا اولیه (پرایم)، بخوبی شرایط محیطی مانند ارتفاع، دما و تنظیم مقررات گازهای گلخانهای باید مد نظر قرار گیرد. بسیاری از تولید کنندگان ژنراتورهای بزرگتر، مجموعهای از نرمافزار را ارائه خواهند داد که محاسبههای اندازه پیچیده را به سادگی با خواندن شرایط سایت و ویژگیهای بار الکتریکی متصل انجام خواهند داد.
ایستگاههای توان – حالت "جزیره" الکتریکی
یک یا چند دیزل ژنراتوری که بدون اتصال به شبکه برق عمل میکند در اصطلاح در وضعیت جزیره عمل میکنند که ویژگیهای چند ژنراتور موازی که مزایای استفاده از افزونگی و بهرهوری بهتر در بارهای جزئی را دارند، فراهم میکند. این پلنت، ژنراتور را بصورت آنلاین قرار میدهد و غیرفعال کردن بستگی به سیستم و زمان معین دارد.
یک نیروگاه جزیرهای در نظر گرفته شده برای منبع توان اصلی، یک اجتماع مجزا ("توان اصلی") غالباً دارای حداقل سه ژنراتور دیزل خواهد بود، که از هر دوی آنها انتظار میرود که بتوانند بار مورد نیاز را حمل کنند. گروهها تا ۲۰ غیر معمول نیست. ژنراتورها میتوانند از طریق پردازش همزمان بصورت الکتریکی بهم متصل شوند. این همزمانی شامل جور کردن ولتاژ،فرکانس و فاز قبل از اتصال ژنراتور به سیستم است. از دست رفتن همزمانی پیش از اتصال میتواند باعث یک اتصال کوتاه جریان بالا و یا ساییدگی و پاره گی در ژنراتور و یا تابلواش شود. فرایند همزمانسازی میتواند بصورت خودکار بوسیله یک ماژول سنکرون ساز خودکار انجام گیرد. همزمانساز خودکار ولتاژ، فرکانس و پارامترهای فاز و ولتاژهای باسبار زمانیکه سرعت توسط موتور فرماندار یا ECM (ماژول موتور کنترل) تنظیم میشود را از ژنراتور میخواند.
بار میتواند بین ژنراتورهای در حال فعالیت موازی از طریق تقسیم بار سهیم شود. تقسیم بار میتواند با استفاده از کنترل افت سرعت بوسیله فرکانس در ژنراتور کنترل شود، در حالی که به طور مداوم کنترل سوخت موتور برای تغییر بار تنظیم میشود و از منابع قدرت باقی مانده است.
یک دیزل ژنراتور بار بیشتری میگیرد هنگامی که سوخت تأمینی برای احتراق در سیستم افزایش مییابد و بار رها خواهد شد اگر سوخت تأمینی کاهش یابد.
علاوه بر وظایف شناخته شده مانند تأمین توان پس از قطع شبکه، دیزل ژنراتورها به طور معمول شبکههای قدرت اصلی در سراسر جهان را به دو راه مجزا پشتیبانی میکنند.
انتهای برش
ماکزیمم تعرفههای تقاضا در بسیاری از نواحی افراد را به استفاده از دیزلها تشویق میسازد تا به زمان تقاضای ماکزیمم غلبه شود. در اروپا عموماً بعدازظهر روزهای زمستان، زمان اوج محسوب میشود هنگامیکه مردم به خانه بازگشته و چراغها روشن است و پخت و پز در حال انجام است، حدود ۵:۳۰ تا ۷ بعد از ظهر، در حالی که در ایالت متحده آمریکا اغلب در تابستانها و در مواجهه با بار (سنگینی) شرایط هوایی، زمان اوج رخ میدهد.
پشتیبانی شبکه
شبکه پشتیبانی برق در منطقه صنعتی
دیزل ژنراتورهای آماده به انجام کار اضطراری و نیروگاههای آبی بعنوان عملکرد ثانویه، استفاده گستردهای برای محافظت از شبکههای ملی مختلف در هر زمان و به دلایل مختلف در آمریکا و انگلستان دارند. بطور مثال در انگلستان تعداد ۰٫۵ GWe از دیزلها بطور منظم استفاده میشوند تا از شبکه ملی حمایت کنند که پیک بار آن ۶۰ GW است. اینها در مجموعهای با سایزی معادل با ۲۰۰kw تا ۲MW قرار گرفتهاند. این حالت همیشه زمانی اتفاق میافتد که بعنوان مثال ظرفیت زیادی از نیروگاه حدود ۶۶۰ مگاواتبطور ناگهانی از دست برود و یا یک جهش ناخواسته ناگهانی در میزان توان باعث فرسایش ذخیره شده طبیعی در حال چرخش شود. این مسئله برای هر دو بخش مفید است. دیزلها برای دلایل دیگری نیز خریداری شدهاند، اما باید برای حصول اطمینان بطور کامل آزمایش شود. شبکه موازی شده، ساده ترین راه جهت انجام این عمل است. این روش عملکردی است که عموماً بوسیله یک بخش سومی که عملکرد ژنراتور را مدیریت میکند و با اپراتور سیستم ارتباط برقرار میکند، انجام میگیرد.
به این روش شبکههای ملی بریتانیا با توان ۲ گیگاوات از نیروگاهی که بالاتر است و به همان سرعت دو دقیقه در برخی موارد به صورت موازی عمل میکند، تماس میگیرد. این مورد بسیار سریع تر نسبت به بار پایه توان است که میتواند ۱۲ ساعت از سرمابگیرد و سریعتر از توربین گازی است که میتواند زمان زیادی را مصرف کند.
سوختی که برای دیزلها استفاده میشود سوختی که در آزمایشها تست شده است. سیستم مشابهای که در فرانسه عمل میکندEJP، تعرفههای بخصوص ماکزیمم شبکه، در حداقل ۵ گیگاوات مجموعه دیزل ژنراتور تجهیز میشود تا در دسترس باشد. کار اولیه دیزلها توان دادن به شبکه است. در طی عملکرد نرمال در همزمان سازی با شبکه نیروگاهی برق با پنج درصد افت سرعت کنترل اداره شدهاند. این به این معنی است که تمام سرعت بار ۱۰۰٪ است و هیچ سرعت باری ۱۰۵٪ نیست و این نیازمند عملکرد پایدار شبکه است بدون جستجو و فقدان نیروگاههای برق. عموماً تغییرات سرعت، کمترین است. تنظیمات خروجی توان با افزایش کم خیز منحنی بوسیله افزایش فشار فنر بر روی یک گاورنر سانتریفوژایجاد شده است. عموماً این یک نیاز پایه سیستم برای همه نیروگاهها است زیرا نیروگاههای جدیدی و قدیمی در پاسخ به تغییرات لحظهای در فرکانس بدون وابستگی به ارتباطات خارجی، بایستی سازگار باشند.
قیمت تبدیل انرژی
شرایط سخت استحصال انرژی فسیلی
مصرف سوخت، مهمترین بخش نیروگاههای دیزلی است و قیمت تمام شده برای کاربردهای توان، در حالی که قیمت اصلی الویت اساسی برای پشتیبانی ژنراتور است، باید در نظر گرفته شود. مصارف خاص متفاوت هستند اما یک پلنت دیزل جدید بین ۰٫۲۸ تا ۰٫۴لیتر از سوخت هر کیلووات ساعت را در ترمینالهای ژنراتور مصرف خواهد کرد.
بهرحال موتورهای دیزل میتوانند بر روی تنوع وسیعی از سوختها عمل کنند و به پیکربندی بستگی دارد از طریق سوخت دیزل eponymous که عموماً از نفت خام بدست میآید، معمول هستند. موتورها میتوانند با تمام طیف عصاره سوخت تجمیع شده کار کنند از گاز طبیعی، الکل،گازوئیل، گاز چوب تا روغنهای سوخت از روغن دیزل تا سوختهای رسوبی. بدین ترتیب با معرفی بعنوان هوای مصرفی و با استفاده از مقدار کمی سوخت فسیلی برای احتراق معرفی میشوند. تبدیل به ۱۰۰٪ سوخت فسیلی میتواند بلافاصله انجام گیرد.
انواع مولدها
بر حسب کاربرد، کارخانجات سازنده مولدها چهار نوع را پیشنهاد می دهند: اضطراری، پایه، دائم و چند منظوره.
ژنراتور باید توان مورد نیاز پیش بینی شده معتبر را بدون آسیب فراهم کند این امر با دادن یک یا چند رتبه به ژنراتور بدست میآید.
مولد اضطراری (Standby)
در حالت قطع برق شهری به صورت خودکار اقدام به تامین برق مشترکین می کند. یک مدل از ژنراتور بصورت استندبای ژنراتور ممکن است لازم باشد تا فقط چند ساعت در ماه عمل کند اما مدلهای دیگری از ژنراتورهای پرایم هستند که باید بصورت پیوسته عمل کنند. زمانی که یک ژنراتور جایگزین راه میافتد، ممکن است با شرایطی بخصوص عمل کند مانند ۱۰٪ بار اضافه که در طی زمان فعالیت میتواند منظور شود. ژنراتوری با مدل یکسان میتواند مرتبه بالاتری را برای سرویس جایگزین راهاندازی کند که آن برای امور پیوسته است. شرکتهای سازنده بر طبق توافق جهانی برای هر ژنراتور رتبهای قائل میشوند.
این رتبه بندیهای استاندارد تعریف میشود تا اجازه انتخاب صحیح را بدهد و مقایسه خوبی بین سازندهها صورت گیرد تا از عملکردنادرست ماشین جلوگیری کند و راهنمای طراحان باشد.
مولد پایه (Prime)
معمولا در اماکنی که موقتا به برق نیاز دارند به کار می آیند. مانند اردوگاه ها، نمایشگاه ها، اکتشاف معادن و کمپ ها. نباید در کاربردهای ساخت توان استفاده شود. خروجی موجود با بار متفاوت برای یک زمان نامحدود است. عموماً پیک تقاضای۱۰۰٪ رتبه اولیه ekW را با ۱۰٪ ظرفیت بار اضافی برای استفاده در موقعیتهای ضروری برای ماکزیمم یک ساعت در ۱۲ ساعت را داراست. ۱۰٪ ظرفیت اضافه بار برای زمان محدودی در دسترس است. (معادل با توان اولیه و مطابق با ISO۸۵۲۸و توان اضافی مطابق با ISO3046 AS2789, DIN6271, and BS5514) این رتبه برای تمامی مدلهای ژنراتور قابل استفاده نیست.
کاربردهای نوعی – جایی که ژنراتور تنها مرجع توان باشد برای ارتباط راه دور با معادن، سایتهای ساختمانی، زمین برگزاری نمایشگاه و فستیوال و غیره است.
مولد دائم (Continuous)
برای امور نیروگاهی یا برق سراسری هستند. قابل کاربرد در فراهم کردن توان پیوسته برای یک بار ثابت تا رتبه کامل خروجی برای زمانهای نامحدود است. هیچ قابلیت جانشین شدن اضافه باری برای این رتبه در دسترس نیست. توزیع کنندههای مجاز شده مشارکتی برای رتبه بندی معادلند با توان پیوسته مطابق با ISO8528, ISO3046, AS2789, DIN6271, and BS5514
این رتبه بندی قابل اجرا بر روی تمامی ژنراتورها نیست. کاربردهای نوعی- این ژنراتور بار یکسان پیوسته را راهاندازی میکند و یا به موازات توان مصرفی پیوسته و اصلی برای ماکزیمم سطح مجاز ۸۷۶۰ ساعت در سال واقع میشوند. همچنین ممکن است برای برش پیک / پشتیبانی شبکه حتی از طریق اعمال برای ۲۰۰ ساعت در سال اتفاق بیفتد.
مولد چند منظوره
توصیه می شود برای کاربردهای با رویکرد اقتصادی از این نوع مولدها استفاده نشود. مثلا لزومی ندارد یک مولد دائم دارای تابلوی کنترل وصل خودکار در زمان قطع برق شهر باشد. به هر حال، معمولا یک فرض معمول این است که اگر یک مولد در حالت اضطراری 1000 کیلووات باشد، در حالت پایه و دائم به 850 و 800 کیلووات اکتفا شود. معمولا نحوه باردهی مولد در دفترچه مشخصات مولدها وجود دارد.
خرابیهای موتور
دیزل ژنراتور میتواند از مسائلی سوء مانند رسوبات داخلی (غالباً به رسوب در سوراخها و ستون باز میشود) و تجمع کربن آسیب ببیند.
موتور با سوخت گازویل ساخت شرکت یانمار Yanmar
بصورت ایده آل موتورهای دیزل باید در حداقل ۶۰ تا ۷۵٪ بار ماکزیمم بار خود راهاندازی شوند. دورههای کوتاه مدت بار کم در حال اجرا هستند و این اجازه را میدهد تا مجموعه با بار کامل یا نزدیک به بار کامل بر یک مبنای منظم آماده شود.
رسوبات داخلی و تجمع کربن به این دلیل است که دورههای طولانی اجرا در سرعت کم یا بار کم است. چنین شرایطی ممکن است در حالتی اتفاق بیفتد که یک موتور حالت بیهوده خود را بصورت یک واحد مبدل وضعیت "استندبای" رها میکند و برای بسرعت رسیدن زمانی که نیاز است، آماده میباشد اگر توان رسانی به مجموعه برای باری که به آن اعمال شده است، بیش از توان مورد نیاز باشد سبب میشود تا واحد دیزل زیر بار باشد یا در بسیاری از موارد زمانی که ست میخواهد شروع بکار کند، بار بعنوانآزمایش و بصورت زائده خارج میشود.
راهاندازی یک موتور با بار کم سبب فشارهای استوانهای کم میشود و در نتیجه رینگ پیستون بصورت ضعیفی بسته میشود زیرا بستگی به فشار گاز نیرو در برابر فیلم روغن بر روی سوراخها برای شکل دهی مهر و موم دارد. فشار سیلندری کم سبب احتراق ضعیف، فشار کم حاصل از احتراق کم و دما میشود.
احتراق ناقص سبب شکل گیری دوده و پس ماند سوخت نسوخته میشود که مسیر رینگهای پیستون را بسته و میچسباند و سبب کاهش شدید در کارایی مهر و موم کردن میشود و فشار کم ابتدایی را تشدید میکند. رسوبها زمانی ایجاد می شوندکه گازهای گرم احتراقی بصورت ضعیفی میوزند و رینگ پیستون را مسدود میکنند و سبب نیاز به روغن کاری بر روی دیوارههای استوانهای بدلیل "سوخت ناگهانی" میشوند و دودههایی لعاب مانند ایجاد میکنند که سوراخ روان میشود.
کربن سخت از احتراق ضعیف شکل میگیرد و بسیار خراشنده و ساینده است، سپس سبب افزایش مصرف سوخت میشود (دود آبی)، انتظار میرود که انسداد پیستون و فشار حفظ شود.
سپس سوخت محترق نشده از عقب رینگ پیستون نشت میکند و روغن کاری سرایت میکند. سوختن ناقص باعث میشود که تزریق کنندهها بوسیله دوده مسدود شوند و باعث وخامت بیشتر در احتراق و دودهای سیاه رنگ میشود. مشکلی که با شکل گیری اسیدها در روغن موتور افزایش یافته است، بوسیله آب غلیظ شده و احتراق بوسیله محصولاتی است که باید بصورت نرمال در دمای بالاتر جوش آیند. این ساخت اسیدی (جوهری) در روغن-کاری باعث کندی میشود اما بینهایت فرسایش مخرب برای سطح یاتاقان دارد.
چرخه تنزل به این معناست که موتور بزودی بطور تغییر ناپذیری آسیب میبیند و ممکن است هرگز شروع بکار نکند و زمان طولانی تری قادر نخواهد بود که به تمام توان زمانی که نیازمند است، دست یابد.
راهاندازی تحت بار زیر حد مجاز بهناچار نه تنها باعث دود سفید از سوخت نسوخته میشود بلکه با گذشت زمانهای بیشتر، با دود آبی روغن کاری سوخته نشتی از رینگهای پیستون قدیمی آسیب دیده همراه خواهد شد و دود سیاه نیز حاصل از خرابی تزریق کننده هاست. این آلودگی برای و مجاور بودنها مناسب نیست.
ایجاد رسوبات و یا کربن اتفاق افتاده است. این مسئله میتواند با سلب موتور و دوباره نفوذ کردن در سوراخهای سیلندر، لغو کردنها، تمیز کردن و دکک کردن اتاقکهای احتراق، نازلهای تزریق کننده سوخت و سوپاپها قابل درمان است. اگر در مراحل اولیه شناسایی شود، راهاندازی موتور در ماکزیمم بار خود برای افزایش فشار داخلی و دما اجازه میدهد که رینگهای پیستون به زحمت رسوب کنند و اجازه میدهد تا تجمع تدریجی کربن سوخته شود.
بهرحال اگر این رسوبات پیشروی کند تا مرحلهای است که رینگهای پیستون داخل شیارهایشان را تصرف کنند. این عمل هیچ تاثیری نخواهد داشت. از این وضعیت میتوان با انتخاب دقیق مجموعه ژنراتور مطابق با دستورالعمل چاپ شده سازندگان جلوگیری کرد.
برای مجموعه ژنراتورهایی که کاربرد اضطراری دارند، استفاده از بار پشتیبانی شده برای انجام آزمایش میتواند غیر عملی باشد. برای انجام آزمایش میتوان از یک بانک بار موقت یا دائم استفاده کرد. گاهی اوقات تابلو را میتوان به گونهای طراحی کرد تا به مجموعهای برای تغذیه توان از شبکه برای انجام آزمایش بار اجازه دهد.
ویژگی های دیزل ژنراتور
سیستم کنترلی یک دیزل ژنراتور
کنترلرهای ATS نصب شده بر روی دیزل ژنراتورهای همواره ناظر اعمال بار برروی موتور ژنراتور بوده و در مواقع غیر عادی بر مبنای تنظیمات قبلی پاسخ مناسب را از طریق فرمانهای الکترونیکی تابلو ارسال و بصورت خودکار تمامی وضعیت را تواماً کنترل می نماید که موتور ژنراتور در بهترین شرایط به کار خود ادامه دهد. در حالت انتظار ( Standby ) در صورت قطع برق مصرفی خارج از واحد بلافاصله و کمترین زمان، ATS زمان روشن و بکارگیری موتور ژنراتور برقرار می کند. قابلیت سیستم کنترلی به شرح ذیل می باشد -طراحی بر اساس میکرو کنترلر 2-استارت و استاپ اتوماتیک دیزل 3-قابلیت مونیتورینگ.کنترل و تنظیم از طریق کامپیوتر با برنامه تحت ویندوز 4-حفاظت های مختلف افزایش درجه حرارت آب کاهش فشار روغن . افزایش و کاهش دور دیزل .افزایش و لتاژ ژنراتور کاهش ولتاژ باتری 5- نشان دهنده های اخطار مختلف: اخطار خرابی دینام. اخطار خطای انجام استارت در حالت اتوماتیک. اخطار خرابی سنسور روغن یا قطع بودن کابل ارتباطی در حالت اتوماتیک 6-قابلیت تنظیم تمامی پارامتر های زمانی از روی پنل 7-قابلیت کار با ولتاژ متغیر از12ولت تا 48ولت به طور اتو ماتیک 8- قابلیت کار در دو حالت دستی و اتوماتیک 9- نشان گر زمان کار دیزل ژنراتور بر حسب ساعت 10- اندازگیری سه فاز شهر یا دیزل ژنراتور و تشخیص آمادگی 11- قابلیت نمایش دور موتورRPM 12-آلارم ویژه دمای آب 14- CHECK UP کامل موتور 15- با قابلیت: نمایش آمپراژ ، ولتاژ ، فرکانس
تنظیم اتوماتیک ولتاژ
AVR جدید باعث میشود که موتور بصورت مطمئن و یکنواخت کارکرده و در صورت اعمال اضافه بار موتور و ژنراتور خاموش می گردد و باعث جلوگیری در خرابی مولد میگردد. سیم پیچی ژنراتور مطابق با آخرین وضعیت تکنولوژی انجام شده که از هرگونه اعوجاج ( ایجاد هارمونی ) در طول کار جلوگیری میکندو عایق بندی کلاس بالای ژنراتور از هر گونه اتصال کوتاه و خرابی و سوختن سیم.پیچها ممانعت بعمل آورده و در نتیجه کار یکنواخت و رضایتبخشی در مصارف القائی ( الکترو موتورها ) در اختیار مصرف کننده قرار میدهد.
منبع
دایناسورها، (به انگلیسی: Dinosaur) گروهی از خزندگان مهرهداری بودند که برای بیش از ۱۶۰ میلیون سال حاکماکوسیستمهای زمین بودند. قبل از دورهٔ تریاس (حدود ۲۳۰ میلیون سال پیش) تا آخر دورهٔ کرتاسه (حدود ۶۵ میلیون سال پیش) بیشتر آنها در رویداد انقراض دوران سوم کرتاسه[پ ۴] منقرض شدند.[۱]
بررسی بازماندههای نیاپرنده (آرکئوپتریکس) در ۱۸۶۱ نشان دهندهٔ یک رابطه بین دایناسورها و پرندگان است.دانشمندان امروزه در اسکلت پرندگان استخوانی را که فقط در دایناسورها وجود داشته است پیدا کرده اند. صرف نظر از حضور اثرهای سنگواره شده، نیاپرنده خیلی به مانند کامپسوناتوس (دایناسور درنده کوچک) است.[۱]
تحقیقاتی که در حدود سال ۱۹۷۰ انجام شده نشان میدهد دایناسورهای دَدپا Theropoda به احتمال زیاد نیاکان پرندگان هستند؛ در واقع، بسیاری از دیرینشناسان پرندگان را مانند دایناسورهای بازمانده درنظر میگیرند و بر این باورند که دایناسورها و پرندگان باید با هم زیر یک ردهٔ زیستشناسی قرار داده شوند. امروزه ۱۰۰۰۰ گونه از پرندگان به این گروه تعلق دارند.[۱]
حدوداً نیمهٔ نخست قرن ۲۰ دانشمندان دایناسورها را جانورانی تنبل، خنگ و خونسرد در نظر میگرفتند. با این وجود تحقیقات گسترده انجام شده در سال ۱۹۷۰ این نظریه را پشتیبانی میکند که آنها حیواناتی با دگرگونیهای بدنی زیاد بودند و اغلب خود را با واکنشهای متقابل اجتماعی سازگار میکردند. مدرکی از پرندگانی مربوط به دسته ددپایان شدیداً این تغییر نظریه را تحت تأثیر قرار میدهد.[۲]
از زمانی که اولین فسیلهای دایناسور در سده نوزدهم شناخته شدند اسکلت آنها زیبنده موزهها در سراسر دنیا شدهاند و دایناسورها یک بخش از فرهنگ جهانی شدهاند و میان کودکان و بزرگسالان باقی خواهند ماند. آنها در پرفروش ترین کتابها و فیلمها (مثلاً پارک ژوراسیک)، چهره بودهاند و هر یافته تازهای از دایناسورها توسط رسانهها پوشش داده میشوند.[۱] اغلب به طور غیررسمی هرگونه خزندهٔ ما قبل تاریخ نظیر دیمترودون، پتروسور بالدار و ایکتیوسور آبزی، پلسیوسارو و موساسور را نیز دایناسور مینامند در حالی که در معنای دقیق کلمه هیچیک از جانوران یادشده دایناسور نیستند.[۱]
از آنجا که پستانداران در مقایسه با خزندگان امروزی هوشیارتر و فعالترند، این پرسش پیش میآید که چرا آنها برای مبارزهجویی با دایناسورها زودتر از این به مناطق تحت فرمانروایی دایناسورها نیامدند. یکی از دلایل محتمل آنست که خود دایناسورها فعال، هوشیار و خونگرم بودهاند. وضع خاص بدن دایناسورها حاکی از چابکی آنهاست، استخوانهای آنها در مقایسه با استخوانهای چهارپایان خونگرم و خونسرد امروزی، دارای مجراهایی است که نشاندهندهٔ خونگرمی آنهاست، و سنگوارههایی که نسبت شکارچی به شکار را نشان میدهد، از این حکایت میکند که دایناسورها، همچون پستانداران خونگرم و برخلاف خزندگان خونسرد به مقادیر زیادی غذا نیاز داشتهاند.[۳]
اگر دایناسورها خونگرم بوده باشند، این موضوع به توضیح چیرگی درازمدت آنها کمک میکند. دایناسورها بزرگتر از پستانداران همزمان خود بودهاند؛ حتی بچه دایناسورهایی که تازه از تخم خارج میشدند از بیشتر پستانداران بزرگتر بودهاند. واضح است که پستانداران نقش جانوران کوچک و دایناسورها نقش جانوران بزرگ را ایفا میکردند. حتی هنگامی که انقراضهای مکرر گوناگون دایناسورها را کاهش داد، دایناسورهای بازمانده هنوز هم بزرگتر از پستانداران بودند و قادر بودند که موقعیت خود را حفظ کنند و آن دودمانهای اصلی را فراهم آورند که تکامل دوباره از آنها جانوران بزرگ را بهوجود میآورد.[۴]
هنگامی که دایناسورها از میان رفتند، پستانداران به داخل مناطق مسکونی خالی راه یافتند تا به نوبهٔ خود بر محیط خشکی چیرگی یابند.[۵]
در این پاورپوینت موتورهای احتراقی و کارکرد هرکدام و همچنین تاریخچه اختراع و تولید آنها گنجانده شده است همچنین این پاورپوینت دارای افکتهای زیبا و شامل 52 اسلاید خواندنی میباشد.
موتورهای درونسوز یا موتورهای احتراق داخلی به موتورهایی گفته میشود که در آنها مخلوطسوخت و اکسیدکننده (معمولاً هوا یا اکسیژن) در داخل محفظهٔ بستهای واکنش داده و محترق میشوند. بر اثر احتراق گازهای داغ با دما و فشار بالا حاصل میشوند و بر اثر انبساط این گازها قطعات متحرک موتور به حرکت درآمده و کار انجام میدهند.[۱] هرچند غالباً منظور از بهکار بردن اصطلاح موتورهای درونسوز، موتورهای معمول در خودروها میباشند، با این حال موتورهای موشک و انواع موتورهای جتنیز مشمول تعریف موتورهای درونسوز میشوند.
موتور درونسوز، یک وسیلهٔ گردنده است که در خودروها، هواگردها، قایق موتوری، موتورسیکلتها و صنایع کاربرد دارد. بدون بهرهگیری از موتورهای درونسوز، اختراع و ساخت هواپیماها ممکن نبود. تا پیش از پرواز نخستین هواپیمای جت در سال ۱۹۳۹، نیروی محرکه تمام هواپیماها در واقع توسط موتورهای درونسوز تأمین میشد..[۲]
نخستین موتور درونسوز چهارزمانه توسط نیکلاس اوگوست اوتو، مخترع آلمانی ویلیام وگنر و در سال ۱۸۷۶ ساختهشد
انواع
این موتورها را به دسته کلی موتور چهارزمانه و موتورهای دوزمانه میتوان تقسیم کرد. اصول کاری این موتورها مشابهاست. لیکن نحوه عمل آنها به علت تفاوتهای ساختاری اندکی متفاوت است.البته ازنوع امروزی تر باید به چهار زمانه اشاره کرد که حتی تاثیر کمتری بر روی الودگی هوا دارد.
موتور چهارزمانه: این موتورها برای هر انفجار (مرحلهٔ تبدیل انرژی سوخت به انرژی مکانیکی) بایستی چهار مرحلهٔ مکش، تراکم، انفجار و تخلیه را انجام دهند.
موتورهای دوزمانه: این موتورها در هر دور چرخش دارای یک انفجار هستند. این کار با ترکیب کردن مراحل انفجار و دم و بازدم بهعنوان یک مرحله و ترکیب تخلیه و تراکم بهعنوان مرحلهٔ بعدی صورت میگیرد.[۴]
راندمان موتورهای دو زمانه به مراتب از موتورهای چهارزمانه بیشتر است.[نیازمند منبع]
موتور دیزل گونهای موتور درونسوز است که در آن از چرخه دیزل برای ایجاد حرکت استفاده میشود. فرق اصلی آن با موتور اتو ایجاد احتراق در اثر تراکم است.یعنی انفجار بر اثر تراکم سوخت و هوابدون نیاز به جرقه زنی میباشد(سیستم احتراق داخلی دیزل).
موتور دورانی که مخترع آن دکتر فلیکس وانکل بود، گاهی موتور وانکل یا موتور دورانی وانکل نامیده می شود. اجزائ اصلی آن روتور، محفظه روتور، محور خروجی، شمع جرقه زنی، قطعات آبندی می باشد.در موتور وانکل مانند موتور های بنزینی چهار زمانه مخلوط هوا و بنزین وارد محفظه ی بزرگی از موتور می شود سپس با کو چک شدن حجم آن مخلوط هوا و بنزین تحت فشار قرار گرفته و با ایجاد جرقه به وسیله شمع انفجار حاصل می شود، مولکول های گاز دراثر احتراق منبسط می گردند و فشار محفظه ی تراکم به شدّت بالا می رودو نیروی حاصل از آن به رو تور اعمال شده وبه علّت اختلاف مرکز دوران بین روتورومیل لنگ نیروی چرخشی درروتور ایجاد می گردد.این نیروی چرخشی به بادامک محور لنگ که در داخل روتور قرار دارد، وارد شده و به فلایویل و سیستم انتقال قدرت می رسد.
موتور درون سوزی که 2 فرایند اصلی دارد . (1- مکش سوخت + انفجار یا احتراق سوخت) .(2- تراکم سوخت+خروج دود.)
موتور درون سوزی با چهار فرایند اصلی 1-مکش سوخت 2- تراکم 3-احتراق 4- خروج دود است.
موتور درون سوزی بر اساس موتور چهار زمانه باافزایش فرایند و کارکرد نسبت به آن و با ۶ عمل در چرخه فرایند .
موتورهای دوار بدون پیستون
به موتورهایی که پیستون ندارند و بجای آن روتور دارند که بصورت دورانی حرکت می کند اطلاق می شود مانند موتور وانکل و موتور شبه توربین. این نوع موتور ها در پهپاد هایی استفاده میشود که در منطقه ای وسیع به شعاع 300km تا 500km مورد نیاز باشد استفاده میشود.
موتور شبه توربین
موتور شبه توربین خیلی شبیه موتور دورانی است، یک روتور درون بدنه ی تقریباً بیضی شکل می چرخد. موتور شبه توربین روتور چهار جزیی دارد. گوشه های روتور با بدنه به خوبی آب بندی شده اند و نیز گوشه های روتور نسبت به بخش داخلی آب بندی اند. در نتیجه چهار محفظه ی مجزا تشکیل می شود
موتورهای احتراق پیوسته
به موتور هایی که عمل احتراق به صورت منظم و پیوسته انجام میشود مانند موتور های راکت و انواع موتور جت و توربین گازی
موتورهای احتراق ناپیوسته
به موتور هایی گفته میشود که عمل احتراق به صورت متناوب انجام میشود مانند موتور های پیستونی و پالس جت و موتور وانکل
موتور جت (شامل توربوجت, توربوفن, توربوشفت, توربوپراپ, رمجت, موشک, ...)[ویرایش]
شیوهٔ کار
موشک یک موتور درونسوز است که برای کارکردن، نیازی به هوای بیرون ندارد. موشک هم سوخت و هم مادهٔ اکسیدکننده را با خود حمل میکند. این دو ماده با هم در اتاقک احتراق میسوزند و گازهای داغی تولید میکنند که از طریق دهانهٔ خروجی تخلیه میشوند. درون اتاقک احتراق، گازهای داغ بر تمام جهات فشار میآورند.
اگر اتاقک کاملاً مسدود باشد، فشار در تمام جهتها یکسان خواهدبود و موشک حرکت نخواهدکرد. اما اتاقک احتراق چنان ساخته میشود که این گازها با سرعت زیاد از دهانهٔ خروجی تخلیه شوند. این کار باعث میشود که فشار گاز در تمام جهتها یکسان نباشد؛ چون فشار واردشده به طرف جلو بسیار بیشتر از طرف عقب است، موشک به سمت جلو حرکت میکند. این حرکت، از قانون سوم نیوتن پیروی میکند:«برای هر عمل، عکسالعملی وجود دارد برابر و در جهت مخالف». در موشک، گازهای در حال فوران از دهانهٔ خروجی، عمل و فشار رو به جلو، یا پیشرانه، عکسالعمل است. چون موشک سوخت و اکسیدکننده را با خود حمل میکند، و از آنجا که قانون سوم نیوتن در همه جا صدق میکند، پس موشک میتواند هم در جو زمین و هم در خلاء فضا حرکت کند.
سامانه جرقهزنی موتور اتو
سامانه جرقهزنی وظیفه دارد در زمان معین یک جرقه الکتریکی برای سوختن آمیزهای از سوخت و هوا در موتورهای احتراقی ایجاد کند در موتور درونسوز نوع رفت و برگشتی یا همان پیستونی، جرقه در انتهای کورس تراکم کمی پیش از رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا زده میشود. اجزا این سامانه شامل شمع، وایر شمع، دلکو، کویل، باتری میباشد.[۵]
ویژگیها
بر خلاف موتورهای خودروی برقی، موتور درونسوز دارای صدها قطعه متحرک است. مواد مصرفی موتورهای درونسوز نیز مانند روغن، روغن گیربکس و مایع خنککننده برای طبیعت موادی آلاینده هستند
موتور برون سوز
موتور برون سوز یا احتراق خارجی نوعی ماشین گرمایی میباشد که در آن سیال عامل داخلی توسط انرژی حاصل از احتراق یک سیال عامل دیگر گرم شده و در طی یک چرخه ترمودینامیکی کار توسط سیال عامل داخلی انجام میگردد[۱]. انرژی حاصل از احتراق توسط مبدل حرارتی از سیال خارجی به سیال عامل داخلی منتقل میشود. مانند موتور بخار، توربین بخار و موتور استرلینگ.
موتور استرلینگ
موتور استیرلینگ مدل آلفا. در این جا دو سیلندر وجود دارد. سیلندر منبسطشونده (قرمز) در دمای بالایی نگهداشته میشود درحالی که سیلندر متراکمشونده (آبی) سرد است. گذرگاه بین این دو سیلندر نیز شامل مولد است.
موتور استرلینگ یا موتور استیرلینگ (به انگلیسی: Stirling engine) که به آن ماشین استرلینگ هم گفته میشود یک موتور حرارتی است که در سال ۱۸۱۶ توسط دکتر رابرت استیرلینگ اختراع شد. موتور استیرلینگ قابلیت بازدهی بیشتری نسبت به موتورهای بنزینی و دیزلی دارد اما امروزه موتورهای استیرلینگ فقط در برخی کاربردهای خاص مانند زیردریایی ها یا ژنراتورهای کمکی در قایقها (که عملکرد بی صدا مهم است) استفاده میشود. اگر چه موتورهای استیرلینگ به تولید انبوه نرسید اما برخی اختراعات پرقدرت با این موتور کار میکند.
موتورهای استیرلینگ از چرخه استیرلینگ استفاده میکند که مشابه چرخههای استفاده شده در موتورهای احتراق داخلی نیست.
گاز استفاده شده در داخل موتورهای استیرلینگ هیچ وقت موتور را ترک نمیکند و مانند موتورهای دیزل و بنزینی سوپاپ دود که گازهای پر فشار را تخلیه میکند و محفظه احتراق وجود ندارد. به همین علت موتورهای استیرلینگ بسیار بی صدا هستند.
چرخه استیرلینگ از یک منبع حراتی خارجی که میتواند هر چیزی از بنزین و انرژی خورشیدی تا حرارت ناشی از پوسیدگی گیاهان باشد استفاده کند و هیچ احتراقی داخل سیلندرهای موتور رخ نمیدهد.
موتور بخار
نمونهای از یک موتور بخار
روش کار یک موتور بخار
موتور بخار به ماشین گرمایی گفته میشود که سیال سیکل گرمایی آن بخار میباشد.[۱]
ایده استفاده از بخار آب برای ایجاد نیروی حرکتی پیشینهای طولانی در حدود ۲۰۰۰ سال دارد. اما تا حدود ۳۰۰ سال پیش دستگاههای بخار تولیدکنندگان مهمی در حوزهٔ نیروی مکانیکی نبودند. توسعهٔ استفاده از بخارهای پر فشار و تبدیل آنها به نیروهای خطی و دورانی قادر به ایجاد نیروی مورد نیاز بسیاری از ماشینهای تولید بود. این دستگاهها در هر جایی که آب و سوخت چون زغال سنگ یا چوب فراهم باشد ایجاد کرد. ماشینهای بخار وسایل حمل و نقل اولیه چون تراکتورهای بخار و لوکوموتیوهای بخار را ممکن ساخت. امروزه توربینهای بخار مدرن حدود ۸۰ درصد برق تولیدی را در جهان بوسیلهٔ سوختهای متفاوت تولید میکنند.[۲]
اولین ماشین بخار را پاپن در سال ۱۶۹۰ اختراع کرد. قسمت اعظم ماشین کوچکی را که پاپن ساخته بود، سیلندرهاو پیستونها تشکیل میدادند. آب در داخل سیلندرها تبدیل به بخار شده، موجب بالا رفتن پیستونها میشدند. با بالا رفتن این پیستونها هوای قسمت فوقانی این سیلندرها فشرده میگردید. حال اگر بخار آب زیر پیستونها را ناگهان سرد کرد و تبدیل به آب نمود، هوای فشرده قسمت فوقانی سیلندرها، پیستونها را با قدرت به طرف پایین میراند و این حرکت پیستونها میتوانست مثلاً موجب حرکت کردن یک چرخ شود.
پس از پاپن عدهای کار او را دنبال کردند ولی نتیجه زیادی نگرفتند تا اینکه جیمز وات اسکاتلندی دست به تجاربی زد و موفق گردید با اختراع خود بزرگترین انقلاب را در صنایع انگلیس ایجاد کند.
منابع
توربین بخار
یک توربین بخار
توربین بخار نوعی توربین است که از بخار، انرژی گرمایی را میگیرد و تبدیل به حرکت دورانی میکند. نوع نوین آن در سال ۱۸۸۴ توسط چارلز الگرنون پارسونز ابداع شد.[۱]
حدود ۸۰ درصد برق دنیا از توربینهای بخاری که در نیروگاه هستهای و نیروگاه حرارتی و ... به کار میرود، تولید میشود
محتویات
انواع توربین
تقسیم بندیهای مختلفی برای توربینهای بخار وجود دارد، که عبارتند از:
تقسیم بندی بر اساس نوع طبقات توربین
براساس تعداد مراحل انبساط
اساس کار توربینهای بخار
توربینهای بخار برای کار کردن و تولید انواع انرژی باید از سیکل رانکین و شاخههای آن پیروی کنند.
مزایای توربینهای بخار
محدودیتهای استفاده از توربینهای بخار
موارد استفاده از توربینهای بخار