آخرین اخبار

بعضی اوقات به گاورنر‌های دیزل ژنراتور، کنترل‌کننده سرعت موتور نیز گفته می‌شوند. موتور دیزل برای حفظ سرعت از پیش تعیین شده باید خروجی مشخصی داشته باشد. در صورت درست نبودن سرعت موتور، ژنراتور مشخصات خروجی مورد نیاز را حفظ نمی‌کند. در این مقاله به بررسی انواع مختلفی از گاورنر‌های مجموعه‌های دیزل ژنراتور می‌پردازیم. گاورنر‌ها را می‌توان به دو گروه اساسی تقسیم کرد:

کنترل مکانیکی/ الکتریکی: ژنراتور‌های قدیمی از این سیستم کنترل استفاده می‌کنند. سیستم سوخت توسط گاورنر مکانیکی کنترل می‌شود.

کنترل الکترونیکی: ژنراتور‌های جدید از سیستم کنترل الکترونیکی استفاده می‌کنند. این سیستم توابع کنترلی موتور و ژنراتور را بهم ربط داده و کنترل می‌کند تا یک منبع توان ثابت و مطمئن را فراهم کند.

کنترل مکانیکی / الکتریکی

سیستم‌های کنترل مکانیکی / الکتریکی جز اولین سیستم‌های کنترلی هستند که توسط سازندگان ژنراتور معرفی شده اند. این سیستم‌ها کنترل موتور مکانیکی با بار الکتریکی مورد نیاز ژنراتور عمل می‌کند. بسیاری از سیستم‌های کنترل ژنراتور در دسترس هستند که همگی تحت اصول طراحی یکسان کار می‌کنند. سیستم کنترل  [۱]در زیر نمایش داده شده است:

گاورنر  – سرعت موتور توسط گاورنرگریز از مرکز کنترل می‌شود. گاورنرر سیگنال‌های ورودی آنالوگ را از کنترلر دریافت می‌کند.

سنسور سرعت – سنسور مغناطیسی که اطلاعات را در اختیار کنترل کننده قرار می‌دهد.
کنترلر ۲۳۰۱A- سیگنال‌ها را از سنسور سرعت دریافت می‌کند و سیگنال‌ها را به تابلو‌های تغذیه شده توسط گاورنر منتقل می‌کند.

شکل ۱ – سیستم کنترل گاورنر وود وارد

این سیستم کنترل یک سیستم کنترل آنالوگ به حساب می‌آید. تنظیمات سیستم با استفاده از پیچ‌های تنظیم شده در جهت خاص انجام می‌شود تا تنظیمات مورد نیاز انجام شود. کنترل ژنراتور چندگانه با این سیستم ارائه می‌شود.

نصب سخت افزار اضافی می‌تواند امکان ارتباط از راه دور و عملکرد سیستم کنترل اضطراری برق را فراهم کند.

کنترل الکترونیکی

طراحی و ساخت ژنراتور با پیشرفت فناوری دیجیتال بروز شده است. برای نشان دادن رابط بین کنترل رابط موتور، ژنراتور، این بخش به مناطق زیر تقسیم می‌شود:

سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال: مفهوم اصلی مورد استفاده در هنگام معرفی یک مجموعه ژنراتور که دارای موتور مجهز به ECM (ماژول کنترل الکترونیکی) است، اما دارای سیستم کنترل داخلی نیست.

ECM – رابط بین ECM و توابع موتور را برای ژنراتوری که مجهز به کنترل پیشرفته نیست، تعیین می‌کند.

کنترل واسط ژنراتور و موتور: معرفی بسته نرم افزاری یکپارچه برای کنترل موتور و ژنراتور.

سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال

درک تفاوت بین سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال (شکل ۲) هنگام به روزرسانی سیستم آنالوگ قدیمی‌تر با سیستم کنترل دیجیتال جدیدتر مهم است:

سیگنال آنالوگ: سیگنال به صورت موج سینوسی تعریف می‌شود. این سیگنال از طریق سیکل کامل پیک‌های بالا و پایین قابل اندازه گیری و کنترل است. پیچ‌های مخصوص تنظیم اجازه تنظیمات سیستم را می‌دهند.
سیگنال دیجیتال: این سیگنال به صورت یک موج مربعی تعریف شده است. ورودی‌ها و خروجی‌های کنترلر در دو حالت قرار دارند:

حالت OFF- صفر تا ۲.۵ ولت DC

حالت ON- ۲.۶ تا ۵ ولت DC

در صورت نیاز، نیاز به رابط سیگنال (های) آنالوگ با سیگنال (های) دیجیتال می‌باشد. برای تغییر یک سیگنال دیجیتال به سیگنال آنالوگ می‌توان یک اینورتر نصب کرد، اما برای تبدیل یک سیگنال آنالوگ به یک سیگنال دیجیتال می‌توان یک مبدل نصب کرد.

شکل ۲- سیگنال‌های دیجیتال و آنالوگ

ECM

این مثال رابط بین اجزای یک ژنراتور را نشان می‌دهد که دارای کنترل پیشرفته موتور است، اما به ارتباطات خارجی و تابلو کنترل خارجی متکی است (شکل ۳). جریان سیستم کنترل برای مثال زیر با استفاده از اطلاعاتی از نمودار سیم کشی Cummins QSK۴۵ / ۶۰ طراحی شده است.

ECM – سیگنال‌های ورودی را دریافت کرده و سیگنال‌های خروجی را به موتور منتقل می‌کند. سیگنال‌های ورودی را از کنترل پنل دریافت می‌کند.
موتور – محرک اصلی سیگنال‌های ورودی را دریافت کرده و سیگنال‌های خروجی را به ECM منتقل می‌کند.

پنل کنترل – ECM موتور قلب کنترل موتور است که قابلیت تکمیل حلقه اطلاعات بین موتور، ژنراتور و کنترل پنل را دارد. داده‌های دیجیتال و آنالوگ منتقل شده بین موتور، ECM و کنترل پنل یا ورودی یا خروجی هستند. در زیر چند مثال آورده شده است:

ارسال سیگنال از موتور به ECM: سرعت موتور، حسگر دما و خنک کننده. پمپ سوخت، ریل زمان‌بندی اکچویتر و فشار ریل سوخت
ارسال سیگنال از ECM به موتور: استارت موتور، خاموش کردن سوخت، محرک‌های ریل زمان‌بندی سوخت و زمان بندی و کلاچ فن.
ارسال ژنراتور به پنل کنترل: ژنراتور ولتاژ را برای پانل کنترل جهت توزیع فراهم می‌کند.

ارسال پنل کنترل به ECM: کنترل پنل اجزای مورد نیاز مشتری را در خود جای می‌دهد.

برای حفظ الزامات سرعت، سیگنال‌ها به ECM منتقل می‌شوند. ارتباط بین اجزای سیستم در هنگام قطع برق برای این سیستم عبارتند از:

ارسال سیگنال استارت از صفحه کنترل (از طریق سوئیچ انتقال اتوماتیک) از طریق ECM به موتور.
موتور روشن می‌شود ECM بر عملکرد موتور نظارت می‌کند و سوخت را برای دستیابی به سرعت از پیش تعیین شده موتور تنظیم می‌کند ECM می‌تواند موتور را در هنگام خرابی‌های اساسی موتور خاموش کند.
ژنراتور ولتاژ را به کنترل پنل برای توزیع ارسال می‌کند. بسیاری از پانل‌های کنترل توانایی نظارت بر ژنراتور را دارند.
برق دوباره می‌آید. کنترل پنل سیگنال توقف موتور را به ECM منتقل می‌کند. ECM سیگنال خاموش را به موتور منتقل می‌کند.

شکل ۳ – ماشین پیشرفته بدون کنترل ژنراتور

کنترل واسط موتور و ژنراتور

مدل‌های جدیدتر ژنراتور با سخت افزار نظارت و کنترل کامل و نرم افزار پشتیبانی معرفی شدند (شکل ۴). ماژول‌های قابلیت موازی‌سازی نیز اضافه شدند. این ساختار می‌تواند برای تأمین انرژی اضطراری یک مجموعه به صورت ریداندنت استفاده شود (در صورتی که یک ژنراتور در مدار قرار نگرفت ژنراتور دیگر جایگزین آن می‌شود). اگر یک ژنراتور دچار خطا شد، بار کاهش می‌یابد و ژنراتور دیگر به پشتیبانی از بار ادامه می‌دهد.

در مثال زیر از دو ژنراتور پشتیبانی شده توسط ژنراتور‌های کامینز QSK۴۵ استفاده شده است. سیستم کنترلی مورد استفاده PCC ۳۲۰۰ است. ماژول‌های مورد استفاده عبارتند از:

سوخت (کانکتور ۰۲): با اجزای سیستم سوخت رسانی ورودی و خروجی ارتباط برقرار می‌کند.
بیس (کانکتور ۰۵ و ۰۶): با مؤلفه‌های عملکرد موتور ورودی و خروجی ارتباط برقرار می‌کند.
ژنراتور (کانکتور ۰۱): سیگنال‌های ورودی و خروجی را با ژنراتور ارتباط می‌دهد.
موازی (کانکتور ۰۴): به ژنراتور‌های متعدد اجازه موازی کردن را فراهم می‌کند.
TB۶: کارت شبکه امکان شبکه‌نمودن برای هر ژنراتور را می‌دهد. ترتیب وقایع در هنگام قطع برق تحت مفاهیم اساسی در بخش ECM فوق الذکر انجام می‌شود و تفاوت‌ها عبارتند از:
کلیه سخت افزار‌ها و نرم افزار‌های ژنراتور در یک سیستم عامل موجودند
قابلیت موازی نمودن ژنراتور‌ها
قابلیت گزارش‌دهی و نظارت پیشرفته

شکل ۴ – ماژول کنترل PCC ۳۲۰۰

منبع : ماه صنعت