ژنراتور سنکرون چیست؟

ژنراتور سنکرون نسل جدیدی از ژنراتور است که جایگزین نوع ذغالی شده‌اند. در ژنراتورهای ذغالی معایب زیادی از جمله راندمان پایین، بالا بودن جریان تحریک، بزرگ بودن و مشکل بودن تعویض جاروبک وجود داشت که در ژنراتور سنکرون این ایراد‌ها وجود ندارد.

به طور کلی ژنراتور سنکرون به نوعی ژنراتور القایی گفته می‌شود که سرعت ژنراتور با فرکانس ۵۰ هرتزی اش سینک و هماهنگ است و به دلیل هم گام بودن سرعت و فرکانس ۵۰ هرتزی از آن با عنوان ژنراتور القایی ژنراتور سنکرون نام برده می‌شود. ژنراتور سنکرون مغناطیسم دائم انرژی مکانیکی را از طریق موتور های دیزل دریافت کرده و با به چرخش در آمدن موتور باعث تولید انرژی الکتریکی می‌شوند. این ژنراتور‌ها اغلب از دو بخش اصلی استاتور و روتور تشکیل شده اند. در ادامه به بررسی بیشتر عملکرد این تجهیزات، روش سنکرون کردن و انواع آنها خواهیم پرداخت؛

 

سنکرون کردن دیزل ژنراتور چیست؟

سنکرون کردن دیزل ژنراتورها عبارت است از فرایندی که موجب تطبیق پارامترهایی مانند زاویه فاز، نوع و شکل موج ژنراتور، فرکانس و ولتاژ را با سیستم‌‌های قدرت دیگر می‌شود. در صورتی که این فاکتور‌ها با هم مطابقت نداشته باشند، تحویل انرژی به شبکه با مشکل مواجه خواهد شد و به همین دلیل باید سرعت ژنراتور و جریان تحریک طی عملیاتی که سنکرون کردن نامیده می‌شود، هماهنگ شوند. این پروسه زمانی انجام می‌شود که برای تولید برق از دو یا چند ژنراتور به صورت هم زمان استفاده شده و بار الکتریکی آنها به طور پیوسته در حال تغییر می‌باشد. با سنکرون کردن ژنراتور‌ها در چنین حالتی می‌توان انرژی بیشتری تولید کرده و پارامترهای ژنراتورها را نیز با هم منطبق کرد.

دو ژنراتور سنکرون در کنار هم
ژنراتورهای سنکرون با سرعتی هماهنگ با فرکانس شبکه کار می‌کنند و انرژی مکانیکی را به الکتریکی تبدیل می‌کنند

انواع ژنراتور سنکرون

ژنراتورهای سنکرون را می‌توان بر اساس نوع روتور به دو دسته تقسیم بندی کرد، ژنراتورهای سنکرون با قطب صاف و ژنراتورهایی با قطب برجسته؛ علاوه بر این با توجه به این که روتور آنها چه نوع توربینی باشد نیز می‌توان ژنراتورهای سنکرون را به انواع زیر دسته بندی نمود:

توربو ژنراتورها که گرداننده روتور توربین بخار است، این گروه از ژنراتورهای سنکرون چون جزء دستگاه‌های تند گرد هستند، دارای قطب صاف می‌باشند و توانایی ایجاد دورهای بسیار بالا در قدرت های زیاد را دارند

هیدرو ژنراتور که گرداننده روتور انرژی توربین آبی می‌باشد و به دلیل آنکه توربین آبی دارای دور کم است، این تجهیزات دارای قطب برجسته و سرعت کم می‌باشند.

دیزل ژنراتور‌ که در قدرت های کوچک و اضطراری به کار برده می‌شوند و وسیله گرداننده روتور دیزل است و قطب های روتور آنها نیز از نوع قطب برجسته می‌باشد.

علاوه بر این تقسیم بندی‌ها، می‌توان انواع ژنراتور های سنکرون را بر حسب مقدار نامی توان آنها نیز دسته بندی کرد که با توجه به این معیار انواع مختلفی در محدوده مقدار نامی 150 کیلو وات تا 15 مگاوات و محدوده سرعتی rpm150 تا rpm1800 موجود می‌باشد.

 

علت سنکرون کردن دیزل ژنراتورها

به دلیل نیاز حیاتی صنایع مختلف به انرژی الکتریکی، نقش و اهمیت استفاده از دیزل ژنراتور‌ها در تامین جریان برق پایدار صنایع مختلف بسیار پر رنگ تر از گذشته شده است. علاوه بر آن با توجه به نیاز و کاربردهای مختلف در این زمینه در اغلب موارد نمی توان تنها از یک دیزل ژنراتور برای تولید برق استفاده کرد؛ به خصوص در مواردی که لزوم کارکرد مداوم این تجهیزات وجود دارد، برای اطمینان از تامین برق بدون قطعی از چندین ژنراتور در مدار تولید نیروی الکتریکی استفاده می‌شود. در چنین شرایطی برای این هماهنگ سازی توان و بار این دستگاهها با همدیگر، باید عمل سنکرون کردن دیزل ژنراتورها انجام شود.

 

عملیات پارالل سازی ژنراتورها

عملیات پارالل سازی ژنراتورها به معنی موازی سازی آنها می‌باشد و عبارت است از فرایندی که طی آن دو یا چند دیزل ژنراتور به طور موازی در کنار هم و همزمان فعالیت کرده و توان خروجی خود را به مدار تولید برق انتقال می‌دهند. عملکرد این دستگاهها از طریق برد کنترلی سنکرون پارالل مدیریت و کنترل خواهد شد. انجام این فرایند بین ژنراتور‌ها مزایای متعددی از جمله صرفه جویی و کاهش در هزینه ‌های خرید و سرویس دیزل ژنراتور، کاهش مصرف سوخت، افزایش توان خروجی مورد نیاز را به دنبال خواهد داشت.

نقشه مدار سنکرون کردن ژنراتور
ژنراتورهای سنکرون برای افزایش کارایی و قابلیت در شبکه‌های قدرت بسیار اهمیت دارند

 

مزایای موازی کردن یا سنکرون سازی دیزل ژنراتورها

همان طور که گفته شد موازی کردن یا سنکرون سازی دیزل ژنراتور‌ها به دلیل مزایای مختلفی انجام می‌شود که برخی از مهمترین آنها عبارتند از:

قابلیت اطمینان بیشتر

با  استفاده از چندین دیزل ژنراتور پارالل شده با هم، برق اضطراری در زمان مورد نیاز با اطمینان بیشتری تامین خواهد شد؛ چرا که حتی در صورت از کار افتادن بخشی از ژنراتور‌ها و مواقع بحرانی نیز، امکان تامین بار مورد نیاز توسط سایر واحد‌ها وجود دارد و توزیع بار در سیستم در میان ژنراتورها به ترتیب اولویت انجام می‌شود.

قابلیت تطابق ظرفیت دیزل ژنراتور با بار کار

در سیستم هایی که تنها از یک ژنراتور استفاده می‌شود، نمی توان به سادگی ظرفیت بار دستگاه را با بار کار تطبیق داد و در مقابل در سیستم هایی که از دیزل ژنراتورهای پارالل شده استفاده می‌کنند ، می‌توان به سادگی با خارج کردن یک یا چند ژنراتور از مدار یا اضافه کردن ژنراتور جدید به مدار این ظرفیت‌ها را باهم مطابقت داد.

انعطاف پذیری بیشتر

پارالل کردن ژنراتور با هم موجب می‌شود که به جای استفاده از ژنراتورهای بزرگ و حجیم، بتوان از چندین دیزل ژنراتور در ابعاد کوچکتر استفاده کرد؛ ضمن آنکه می‌توان با توجه به تعدد دستگاهها آنها را در فضای کاری با انعطاف پذیری بیشتر نصب نمود.

سرویس و نگهداری ساده تر

در سیستم هایی که به صورت هم زمان از چند ژنراتور سنکرون شده با هم استفاده می‌شود، در مواقعی که نیاز به تعمیرات یا سرویس باشد، می‌توان بدون متوقف کردن شبکه تامین برق، ژنراتور مورد نظر را از مدار خارج کرده و عملیات سرویس و نگهداری را انجام داد. این مزیت به خصوص در شرایطی که نیاز به تامین برق مداوم وجود دارد، بسیار مهم و حیاتی می‌باشد.

صرفه اقتصادی و عملکرد کیفی بهینه

موتورهای به کار رفته در دیزل ژنراتورهای پارالل شده با هم در اغلب موارد از انواع کوچک و قابل اطمینان ساخته می‌شود که هزینه تولید کمتری نیز در مقایسه با ژنراتورهای بزرگ دارند و به همین دلیل خرید و نصب این تجهیزات در سیستم تولید نیروی الکتریکی به صرفه تر خواهد بود؛ علاوه بر آن همان طور که گفته شد عملکرد کیف این دستگاههای سنکرون شده نیز در مقایسه با یک ژنراتور بزرگ بهتر خواهد بود.

 

تابلو سنکرون دیزل ژنراتور

همان طور که گفته شد؛ متناسب با شرایط بار کار و تغییر بار مصرفی لازم است تا بار انتقال داده شده از ژنراتور های به مدار نیز کنترل شود. به همین منظور و برای استفاده بهینه از این دستگاه‌ها از تابلو سنکرون دیزل ژنراتور استفاده می‌شود. کنترلر موجود در این تابلو کار سنکرون کردن ژنراتور‌ها با هم و تطابق بار با بار مصرفی را انجام می‌دهد.

 

امکانات تابلو سنکرون دیزل ژنراتور

همان طور که گفته شد؛ تابلو سنکرون دیزل ژنراتور قابلیت اتصال دو یا چند دیزل ژنراتور به یکدیگر یا برق شهر را دارد و به کمک آن می‌توان تقسیم بار بین دیزل ژنراتور‌ها برای انعطاف پذیری بیشتر سیستم را انجام داد؛ علاوه بر آن امکان برگشت برق بدون ایجاد قطعی در سیستم نیز به کمک این تجهیزات امکان پذیر می‌باشد.

به طور کلی مهمترین امکانات تابلو سنکرون دیزل ژنراتور شامل موارد زیر می‌باشد:

  • استارت دستی دیزل ژنراتور
  • استارت اتوماتیک دیزل ژنراتور
  • تنظیم پارامتر های دیزل ژنراتور با کیبورد یا نرم افزار
  • نمایش ولتاژ برق شهری
  • نمایش فرکانس برق شهری
  • نمایش ولتاژ دیزل ژنراتور
  • نمایش فرکانس دیزل ژنراتور
  • حفاظت در مقابل عواملی مانند پارامترهای الکتریکی، مکانیکی، موتور و ژنراتور
  • قابلیت افزودن ورودی آنالوگ
  • قابلیت افزودن ورودی دیجیتال جهت اتصال سنسورهایی مانند سنسور دمای آب، فشار روغن، دور  موتور

 

تفاوت ژنراتور سنکرون و آسنکرون

ژنراتور های سنکرون و آسنکرون با وجود شباهتی که در از نظر نام دارند، از نظر کارکرد کاملا متفاوت می‌باشند که در ادامه برخی از مهمترین این اختلافات را مورد بررسی قرار خواهیم داد؛

اساسی ترین تفاوت این سیستم‌ها با هم، تفاوت در تعریف کلی و ساختار آنهاست؛ آسنکرون وظیفه تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی را برعهده دارد در حالی که موتور سنکرون انرژی مکانیکی را  به الکتریکی مبدل می‌کند و علت نام گذاری آن به ژنراتور نیز بر همین اساس می‌باشد

در آسنکرون سرعت روتور و استاتور با یکدیگر برابر نیست، اما در موتور سنکرون این دو سرعت یکسان هستند و زمانی که سرعت یکی از آنها کم شود، سرعت دیگری نیز کاهش خواهد یافت.

در الکترو موتورهای آسنکرون با افزایش بار، سرعت کم می‌شود اما در موتور سنکرون سرعت دستگاه در صورت تغییر در میزان بار تغییر نمی کند.

روش تغییر سرعت در آسنکرون و سنکرون متفاوت است و در سنکرون با تغییر در فرکانس تغذیه آن یا تغییر تعداد قطب ‌ها، سرعت موتور کم و زیاد می‌شود اما در آسنکرون با کوپل کردن موتور به گیربکس این تغییر امکان پذیر می‌شود.

پیشرو موتور پارسیان دیزل

 

سوالات متداول

  • چرا ژنراتورهای سنکرون جایگزین ژنراتورهای ذغالی شده‌اند؟

ژنراتورهای سنکرون به دلیل داشتن مزایایی نظیر راندمان بالاتر، جریان تحریک کمتر، ابعاد کوچکتر و عدم نیاز به تعویض جاروبک، جایگزین ژنراتورهای ذغالی شده‌اند که دارای معایبی مانند راندمان پایین و بالا بودن جریان تحریک بودند.

  • فرایند سنکرون کردن دیزل ژنراتورها چیست و چه اهمیتی دارد؟
فرایند سنکرون کردن دیزل ژنراتورها به معنای تطبیق پارامترهایی مانند زاویه فاز، نوع و شکل موج ژنراتور، فرکانس و ولتاژ با سیستم‌های قدرت دیگر است. این فرایند اهمیت دارد زیرا در صورت عدم مطابقت این پارامترها، تحویل انرژی به شبکه با مشکل مواجه خواهد شد و هماهنگی سرعت ژنراتور و جریان تحریک برای تولید برق مؤثر و بی‌وقفه ضروری است.
  • چه تفاوت‌هایی بین ژنراتورهای سنکرون و آسنکرون وجود دارد؟

ژنراتورهای سنکرون و آسنکرون از نظر کارکرد متفاوت هستند. ژنراتور سنکرون انرژی مکانیکی را به الکتریکی تبدیل می‌کند و سرعت روتور و استاتور آن همزمان و یکسان است. در مقابل، ژنراتور آسنکرون انرژی الکتریکی را به مکانیکی تبدیل می‌کند و سرعت روتور و استاتور آن یکسان نیست. همچنین، روش تغییر سرعت در این دو نوع ژنراتور متفاوت است.

۱
۲
۳
۴
۵
میانگین امتیازات ۵ از ۵
از مجموع ۱ رای

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

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

مشاوره رایگان و استعلام قیمت