ژنراتورهای سنكرون به همراه سیستم‌های جانبی آن‌ها، اغلب تجهیزات گران‌قیمتی هستند كه در بهره برداری و استفاده از آن‌ها باید نكات بسیاری را رعایت كرد. آشنا بودن پرسنل با ساختمان و نحوه كار سیستم‌های مرتبط با ژنراتورها، نحوه بهره‌برداری صحیح، تعمیرات و تست‌های پیشگیرانه، نكات ایمنی و مسائلی از این قبیل می‌تواند نقش به سزایی در افزایش طول عمر و بهره‌برداری ایمن و صحیح از ژنراتورها داشته باشد.

سر فصل‌ها و عناوین زیرمجموعه‌های موجود در این نرم‌افزار، به ترتیب در زیر آمده است:

 

1- مقدمه 

 

2- مبانی تئوری 

 

2-1- اساس كار 

 

2-2- منحنی‌های عملكرد 

 

3- ساختمان ژنراتور 

 

3-1- اجزاء 

 

3-2- سیستم‌ها 

 

3-2-1- سیستم تحریك 

 

3-2-2- سیستم تنظیم ولتاژ 

 

3-2-3- سیستم پایدارساز قدرت 

 

3-2-4- سیستم استارت 

 

3-2-5- سیستم تنظیم فركانس 

 

3-2-6- سیستم سنكرون 

 

4- مشخصات فنی 

 

5- مدهای كاری ژنراتور 

 

6- بهره‌برداری از ژنراتور 

 

6-1- راه‌اندازی 

 

6-2- شات داون 

 

7- تعمیرات دوره‌ای 

 

7-1- كلیات 

 

7-2- آزمایشات

7-3- نكات ایمنی

 

ژنراتورهای سنكرون، مبدل‌هایی هستند كه انرژی مكانیكی را به انرژی الكتریكی تبدیل می‌كنند. در این ماشین‌ها، از دو نوع سیم پیچی استفاده شده است. سیم‌پیچی آرمیچر كه یك یا چند سیم پیچ ac بوده و از نظر فیزیكی بر روی بخشی فلزی به نام استاتور قرار گرفته‌اند و سیم پیچی فیلد یا تحریك كه بر روی بخشی به نام رتور نصب شده‌اند. از درون سیم پیچی‌های فیلد، جریان مستقیم یا DC عبور داده می‌شود تا میدان ثابتی اطراف آن به وجود آید. این میدان از درون استاتور عبور كرده و سیم پیچی‌های استاتور را در بر می‌گیرد. هنگام كار ژنراتور، رتور توسط یك محرك اولیه به گردش درآمده كه با گردش آن، خطوط میدان توسط سیم پیچی های استاتور قطع شده و در نتیجه در درون آن‌ها ولتاژ القا می شود.

 

ژنراتورهای سنكرون می‌توانند به دو صورت مجزا و یا سنكرون شده كار كنند. در حالت مجزا، ولتاژ خروجی و نیز فركانس ولتاژ می‌تواند با توجه به جریان تحریك و نیز توان ورودی روی شافت، قابل تنظیم باشد. ولتاژ داخلی یك ژنراتور و به تبع آن ولتاژ ترمینال‌های آن ارتباط مستقیم با میزان جریان تحریك دارد؛ به گونه‌ای كه با افزایش جریان تحریك، ولتاژ ترمینال نیز افزایش پیدا می‌كند. فركانس ولتاژ اعمالی به میزان دور رتور بستگی داشته و توسط محرك اولیه ژنراتور تعیین می‌گردد. در صورتی كه بار ثابتی به ژنراتور متصل باشد، با افزایش قدرت محرك اولیه، دور رتور افزایش پیدا كرده و فركانس خروجی ژنراتور افزایش می‌یابد. باید توجه داشت كه در این حالت، ضریب توان ژنراتور، به ضریب توان بار بستگی داشته و قابل كنترل نیست. 

 

در حالت سنكرون، ولتاژ و فركانس خروجی ژنراتور، تغییر چندانی نداشته و نمی‌توان آن ها را با تغییر جریان تحریك و یا تغییر توان ورودی ژنراتور، كنترل كرد. در این حالت تغییر جریان تحریك باعث تغییر ضریب توان ژنراتور می‌شود. با افزایش جریان تحریك ضریب توان كاهش پیدا كرده و با كاهش جریان تحریك، ضریب توان افزایش پیدا كرده و می‌تواند به ضریب توان واحد نیز برسد. با ادامه این فرآیند، ضریب توان وارد محدوده خازنی شده و دوباره كاهش می یابد. به حالتی ضریب توان ژنراتور سلفی است، حالت اضافه تحریك یا Over Excited و به حالتی كه ژنراتور در محدوده ضریب توان خازنی كار می‌كند، حالت زیرتحریك یا Under Excited نیز گفته می شود. 

 

عملكرد ژنراتورهای سنكرون توسط منحنی‌های مختلفی نشان داده می شود كه مهم‌ترین آن‌ها منحنی اشباع است. این منحنی ولتاژ ترمینال‌های ژنراتور را در موقع بی‌باری، بر حسب جریان تحریك نشان می‌دهد. در این منحنی سرعت ژنراتور، برابر با سرعت نامی در نظر گرفته می‌شود. ژنراتورهای سنكرون اغلب به صورتی طراحی می‌شوند كه ولتاژ نامی آن‌ها در انتهای بخش خطی منحنی و به اصطلاح در بخش زانویی منحنی قرار داشته باشد. به جریان تحریكی كه این ولتاژ را تأمین می‌كند، جریان تحریك بی‌باری یا No-Load Field Current گفته می‌شود. علاوه بر منحنی اشباع در حالت بی‌باری، سازندگان، اغلب مشابه این منحنی را در بار نامی نیز ارائه می‌كنند.

 

یكی دیگر از این منحنی‌ها، منحنی نسبت ولتاژ به فركانس است. در یك ژنراتور، میزان شار مغناطیسی ایجاد شده در هسته، ارتباط مستقیم با نسبت ولتاژ به فركانس ژنراتور دارد. با افزایش این نسبت از حد مشخصی، تلفات هسته افزایش پیدا كرده و باعث وقوع مشكلات حرارتی برای ژنراتور می‌شود. از طرف دیگر، كاهش بیش‌از حد شار مغناطیسی در هسته و به عبارت دیگر كاهش نسبت ولتاژ به فركانس نیز باعث ایجاد مشكلات پایداری برای ژنراتور می‌شود. در منحنی‌هایی كه برای نشان دادن حد مجاز این نسبت وجود دارد، محدوده بین دو خط كه دارای شیب مثبت هستند در نظر گرفته می‌شود. از طرفی دیگر، بر طبق استاندارد، ژنراتورها در حالت پایدار باید در محدوده ولتاژی بین 95 تا 105 درصد ولتاژ نامی و محدوده فركانسی 98 تا 102 درصد فركانس نامی كار كنند. با اعمال این محدودیت‌ها بر روی منحنی، محدوده كاركرد پایدار و ایمن ژنراتور مشخص می شود. در حالت‌های گذرا، محدوده تغییرات فركانس ژنراتور، بر طبق استاندارد باید بین 95 تا 103 درصد فركانس نامی باشد كه از این لحاظ در حالت‌های گذرا، محدوده كاركرد ایمن ژنراتور، اندكی بزرگتر از حالت پایدار است. 

سیستم‌های مختلفی در كاركرد ژنراتور تأثیر گذارند كه از آن‌ها می‌توان به سیستم تنظیم ولتاژ یا AVR، سیستم استارت، سیستم تنظیم فركانس، سیستم پایدارساز قدرت و سیستم تحریك اشاره كرد. سیستم‌های تحریك ژنراتور، انواع مختلفی دارند كه مهم‌ترین آن‌ها انواع استاتیك و Brushless هستند. سیستم‌های استاتیك، اغلب برای ژنراتورهای بزرگ به كاربرده شده و زمان پاسخ آن نسبت به سیستم تحریك بدون جاروبك كم‌تر است. در این سیستم، انرژی مورد نیاز جهت تحریك اغلب به كمك یك ترانسفورماتور كه ترانسفورماتور تحریك نامیده می شود، از ترمینال‌های ژنراتور گرفته شده و پس از یكسوسازی با استفاده از جاروبك و حلقه‌های لغزان به سیم‌پیچی رتور اعمال می‌شود. یكسوساز مورد استفاده اغلب تریستوری بوده و قابلیت اعمال ولتاژ منفی یا مثبت به رتور را دارا می‌باشد. زاویه آتش این تریستورها توسط سیستم كنترل ولتاژ تعیین می‌شود.

ژنراتورهای سنكرون از موقعی كه از حالت سكون، وارد مدار می‌شوند و سپس از مدار خارج می شوند، در مدهای كاری مختلفی قرار می‌گیرند. این مدها به ترتیب عبارتند از: مد خاموش، مد Turning Gear، مد Ramp Up، مدField Applied-Open Circuit، مد Online یا Synchronized و مد Run Down. 

تعمیرات دوره‌ای یا Preventive Maintenance در بازه‌های زمانی مشخص و با توجه به دستورالعمل‌های سازنده، جهت افزایش بازدهی، افزایش طول عمر ژنراتور، كاهش هزینه نگهداری و مواردی از این قبیل بر روی ژنراتور انجام می شود. این تعمیرات و بازرسی‌ها، می‌تواند به صورت روزانه، هفتگی، ماهیانه، سالانه و یا بر اساس میزان ساعات كاركرد دستگاه صورت گیرد. برخی از این فعالیت‌ها، تنها در حد بازرسی و چك بوده ولی برخی دیگر تعمیرات اساسی را شامل می‌شوند. این تعمیرات اساسی اغلب تحت عنوان Overhaul بیان می‌گردند كه برای انجام آن‌‌ها ژنراتور باید برای مدت زمان مشخصی از مدار خارج شود. تعداد Overhaulها، بازه‌های زمانی انجام آن‌‌ها، فعالیت‌های قابل انجام در هر كدام و غیره توسط سازنده بیان شده و همواره باید توصیه‌های سازنده به دقت رعایت شود.

 

هنگام انجام تعمیرات پیشگیرانه، آزمایشات و تست‌های مختلفی بر روی یك ژنراتور صورت می‌گیرد كه مهم‌ترین آن‌ها به این شرح‌اند:

 

1- اندازه‌گیری مقاومت اهمی سیم‌پیچی‌ها 

 

2- اندازه‌گیری مقاومت عایقی سیم‌پیچی‌ها

 

3- تست اندیس پلاریزاسیون 

 

4- تست ولتاژ بالا یا Hipot 

 

5- تست هسته استاتور 

 

6- تست فشار جاروبك‌ها 

 

7- چك بیرینگ‌ها 

 

8- تست لرزش

جهت خرید پک  کلیک کنید