شرح مبسط لعمل المولد الكهربائي ومعدات السيطرة

شرح مبسط لعمل المولد الكهربائي ومعدات السيطرة

يتكون مولد الكهرباء من محرك ديزل عادة اوبنزين للمولدات الصغيرة والمولد المتزامن alternatorولوحة التشغيل والسيطرة

1المحرك يعمل على توليد الطاقة اللازمة لتدوير المولد وهي الطاقة الميكانيكية التي ستتحول عن طريق المولد الى طاقة كهربائيةوهذا المحرك يجب ان يحتوي علىدوائر التشغيل والسيطرة والمراقبة والحماية
وهذه الدوائر متصلة ومتكاملة مع لوحة السيطرة التي يتم من خلالها تشغيل واطفاء المحرك والسيطرة علىالسرعة التي تحدد تردد الفولتاج ومراقبة تشغيل المحرك من ناحية الحرارة وضغط الزيت ومستوى سائل التبريد الخ.
من اهم المكونات في المحرك هي دائرة السيطرة على السرعة governorوهي اما ميكانيكية او كهربائية وتقوم بتثبيت سرعة المحرك وتعويض التغيير في السرعة عند التحميل او رفع الحمل وكذلك تنظيم السرعة بين حالة الحمل واللا حملspeed regulation
2المولد وهو مولد تزامني synchronous generatorيقوم بتحويل الطاقةالميكانيكية للمحرك الى طاقة كهربائيةويتكون من المحرضexcitorومنظم الفولتاج الاوتوماتيكي AVRوالمولد المتزامن بقسميه الدوار والساكن

فكرة التوليد تكون كما يلي

ينبغي وجود DC voltageفي الجزء الدوار للمولد لكي يقوم بحث الجهد الكهربائي في الساكن عند دورانه ومسحه لملفات الساكن
طريقة ايصال الdcللدوار صعبة لذلك يستخدم ال excitorوهو مولد يعمل بطريقة معكوسة للمولد الاصلي اي ان الساكن يمثل المغناطيسات التي تقابل الجزء الدوار في المولدات والجزء الدوار في الexcitorيقابل الساكن في المولدات وهو مركب على نفس عمود التدوير الذي يحمل دوار المولد الاصلي
يتم تغذية ساكن ال EXCITOR من نفس اخراج المولد بعد تحويلها ال DC وتحديد قيمتها من قبل ال AVR بما يسمى تغذية خلفية FEEDBACK
وبذلك عند تغذية ساكن الexcitorبال DC voltageيتولد AC voltageفي الدوار وبذلك يتم نقل الطاقة اللازمة للتوليد الى الدوار عن طريق المجال المغناطيسي للexcitor
ولكن هذه الطاقة في الدوار هي تيار متناوب ويجب تحويلها الى DC ولذلك يتم ادخالها الى منظومة تعديل دوارة تسمىrotating bridge rectifiersهي three phase bridge rectifierمركبة على الجزء الدوار حيث تقوم بتحويل الACالخارج من ال EXCITORالى DCليتم تغذية الجزء الدوار للمولد بها
لكن مسالة رفع الحمل او التحميل تؤدي الى مرور تيار حمل عالي اي ان الهبوط على مقاومة الملفات والخسائر الاخرى متغيرة مع التحميل وسوف تؤدي الى تغير فولتية الاخراج ممايستدعي زيادة تيار الدوار عند التحميل او انقاصه عند رفع الحمل
وهذه السيطرة يجب ان تكون اوتوماتيكية لاننا لايمكن ان نتكهن متى سيتم التشغيل او الاطفاء للاحمال المختلفة
ولذلك يتم الاستعانة بمنظم الفولتاج الاوتوماتيكي AUTOMATIC VOLTAGE REGULATORوالذي يتحكم بتيار ال DC لمغذي لل EXCITOR الذي بدوره يؤثر على قيمة الفولتاج المتولد
وهناك تصاميم اخرى لمنظومة التوليد لكنها تتبع بشكل عام هذه الفكرة
نقطة اخيرة يجب توضيحها وهي ان المولدات تحتوي على مغناطيس دائم على الجزء الدوار يقوم بتوليد فولتاج بسيط كمرحلة ابتدائية حيث يتم تغذيتها الى الEXCITOR الذي يقوم بتعزيز التوليد بعملية تسمى REGENERATIONوهي تستغرق جزء من الثانية حتى تصبح فولتية الاخراج بالقيمة المطلوبة لادامة التوليد
ال avrيقوم بتحديد قيمة فولتية الاخراج وثبات الفولتاج وتنظيم الفولتاج بين حالة الحمل واللا حمل وفيه مقاومات متغيرة لهذه التضبيطات
3لوحة السيطرة للتشغيل ومراقبة المولد والمحرك وحالة كل منهما واذا كان المولد ذاتي التشغيل automatic start stopفانه يحتوي على دوائر تحسس التيار الكهربائي العام ومفتاح التحويل change over switch

thanks alot