نحوه کار دیزل ژنراتور چگونه است؟
برق و انرژی الکتریسیته، یکی از مهم ترین اکتشافات بشریت می باشد. به خوبی برای هر کس، کاملا روشن و واضح است که کشف برق، نقطه عطف مهمی در زندگی انسان به شمار می رود. همه چیز بعد از اینکه برق و الکتریسیته به وجود آمد تغییر کرد. در این میان ساخت مولد های تولید برق، اهمیتی کمتر از خود برق ندارند. یکی از این مولدها، انواع دیزل ژنراتورها هستند. در این مقاله بر آن شدیم تا نحوه کار دیزل ژنراتور را با هم بررسی کنیم. نحوه کار دستگاهی که با برقی که تولید می کند، حتی گاها توانسته جان انسان های زیادی را نجات دهد!
دیزل ژنراتور از دو قسمت اصلی تشکیل شده است که در نحوه کار دیزل ژنراتور نقش اصلی را بازی می کنند. موتور دیزل و ژنراتور. موتور دیزل، همانطور که از اسمش پیداست، موتوری است که از سوخت دیزل برای تولید انرژی مکانیکی استفاده می کند. سوخت دیزل یا همان گازوئیل، انرژی شیمیایی را در خود ذخیره کرده است. این انرژی شیمیایی با سوزاندن آزاد می شود. انرژی آزاد شده، خود را به صورت انرژی گرمایی نشان می دهد. ما می توانیم از این انرژی گرمایی استفاده کنیم و آن را به راحتی به انرژی مکانیکی تبدیل نماییم. موتور دیزل، دقیقا همین کار را انجام می دهد.
موتور دیزل یک موتور درون سوز است. موتور های درون سوز دارای سیلندر هستند. نحوه کار هر سیلندر در دیزل ژنراتور به این صورت است که در ادامه میگوییم. این فرایند دارای چهار مرحله است که اغلب با آن آشنا هستیم.
- ورود سوخت
- تراکم
- احتراق
- خروج دود
در مرحله ورود سوخت پیستون در داخل سیلندر پایین می آید و سوخت گازوئیل که قبلا به هوا مخلوط شده، به درون سیلندر تزریق می شود. در مرحله تراکم پیستون به طرف بالا می رود. این کار باعث می شود که مخلوط سوخت و هوا فشرده شود. این همان مرحله تراکم به شمار می رود.
در مرحله بعد که احتراق نام دارد، مخلوط سوخت و هوا باید منفجر شود. این کار در موتور دیزل، به صورت خود به خود انجام می شود. چراکه مخلوط هوا و سوخت به خاطر فشرده شدن، بسیار داغ می شوند. این حرارت آنقدر بالا می رود، که باعث احتراق خود به خودی مخلوط سوخت و هوا می شود. البته در سایر موتورهای درون سوز، مانند موتور ژنراتور هایی که با بنزین کار می کنند و یا ژنراتورهای گاز سوز که با گاز طبیعی کار می کنند، احتراق به واسطه جرقه ای که شمع می زند، صورت می گیرد. مرحله احتراق باعث می شود که پیستون به سمت عقب پس رانده شود. این عمل و این نیروی پس ران ناشی از انفجار مخلوط سوخت و هوا، همان انرژی مکانیکی است که موتور با جمع آوری آن در نهایت، این انرژی مکانیکی را به ژنراتور منتقل می کند.
در مرحله آخر یا همان خروج دود، پیستون که در مرحله قبل تا جای ممکن عقب رانده شده، دوباره به بالا می رود، در این مرحله، سوپاپ خروج دود باز می شود و دود از سیلندر خارج می شود. بعد از آن و هنگامی که پیستون در بالاترین نقطه قرار دارد، سوپاپ خروج دود بسته شده و سوپاپ ورود سوخت و هوا باز می شود. از این به بعد مجدد وارد مرحله اول می شویم. یعنی همان مرحله ورود سوخت و هوا به داخل سیلندر.
انرژی مکانیکی تولید شده در موتور دیزل به ژنراتور منتقل می شود. برای این کار موتور و ژنراتور را روی یک شاسی در کنار هم، به هم متصل می کنند. به این عمل کوپله کردن دیزل ژنراتور گفته می شود. در کوپله کردن دیزل ژنراتور محور های هر دو دستگاه به هم متصل می شود. به این صورت، موتور دیزل با چرخاندن محور خود باعث می شود که محور ژنراتور هم به گردش درآید. از این به بعد ژنراتور کار خود را آغاز می کند.
نحوه کار ژنراتور
در ادامه توضیح درباره نحوه کار دیزل ژنراتور، به بررسی ژنراتور می پردازیم. همانطور که گفته شد، ژنراتور انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریسته تبدیل می کند. کار ژنراتور نسبت به کار موتور دیزل مراحل کمتری دارد و توضیح کمتری هم می طلبد؛ ولی پیچیدگی مهندسی بالاتری دارد.
به طور ساده، محور ژنراتور در چرخش خود یک یا چند آهن ربا را به گردش در می آورد. این آهن رباها، توسط چند سیم پیچ محاصره شده اند. چرخش آهن ربا، چرخش میدان مغناطیسی آن ها را به دنبال دارد. چرخش میدان مغناطیسی در سیم پیچ، باعث ایجاد جریان الکتریسیته در سیم پیچ می شود. این جریان جمع آوری شده و به عنوان برق تولیدی در خروجی دیزل ژنراتور مورد استفاده قرار می گیرد.
البته انواع مختلف ژنراتور وجود دارد. در مدل های دیگر، ممکن است محور ژنراتور سیم پیچ را در میان چند آهنربا به چرخش وادار کند. این موضوع بسته به مهندسی شرکت تولید کننده متفاوت است ولی در کل فیزیک ماجرا تغییر نکرده و به هرحال میزان میدان مغناطیسی در سیم پیچ ها تغییر کرده و همین موضوع باعث ایجاد جریان برق یا همان الکتریسیته در سیم پیچ می شود. نهایتا ما در خروجی می توانیم از برق تولید شده به وسیله دیزل ژنراتور استفاده نماییم.