تغییر فرکانس مولد برق (ژنراتور)

تغییر فرکانس های ژنراتور

فرکانس خروجی یک ژنراتور ، یکی از پارامتر هایی است که مقدار مجاز مولد را تعیین میکند.

خروجی الکتریکی ژنراتور باید در یک فرکانس ثابت ، 50 یا 60 هرتز ، حفظ شود تا با خروجی شبکه ی الکتریکی استاندارد یا فرکانس مجاز دستگاه های شما مطابقت کند.

 این فرکانس معمولا در آمریکا 60 هرتز، و در اروپا و ایران 50 هرتز میباشد. همچنین، ممکن است شما با بخش های مجزا شده ی مختلفی از شبکه ی مشابه که در فرکانس های مختلف عمل میکند، مواجه شوید.

 سپس این مورد ضروری میشود تا  فرکانس خروجی مولد را تغییر دهید تا مطابقت کند با آن دسته از دستگاه ها یا شبکه ای که مولد شما به ان متصل است، توان بگیرند.

الف – تغییر سرعت موتور بمنظور تغییر فرکانس خروجی

مولد های امروزی شامل یک موتور هستند که بطور مستقیم متصل به یک آلترناتور (ژنراتور جریان متناوب)  میباشد تا الکتریسیته تولید کند.

یکی از معمول ترین روشهای تغییر فرکانس خروجی یک مولد این است تا سرعت چرخش موتور را تغییر دهیم.

همانطور که در فرمول پیش رو میبینید، دو عامل در این امر مرتبط اند

فرکانس مولد (f) = تعداد چرخش ها در دقیقه (N) * تعداد قطب های مغناطیسی (P) تقسیم بر 120

متقابلا، P = 120 * f/N

طبق فرمول بالا، یک مولد دو قطبی که یک فرکانس خروجی 60 هرتزی تولید میکند، سرعت موتور آن، 3,600 دور دقیقه است. برای تغییر فرکانس خروجی به 50 هرتز برای ساختار مولد مشابه، سرعت موتور را باید به 3,000 دور در دقیقه کاهش داد.

 بطور مشابه، برای یک مولد 4 قطبی، سرعت موتور 1,800 دور در دقیقه، خروجی 60 هرتزی تولید میکند. کاهش سرعت موتور به 1,500 دور در دقیقه، خروجی 50 هرتزی تولید میکند.

در مورد ژنراتور های گازی یا دیزلی مسکونی یا کوچک، شما میتوانید تنظیمات سرعت موتور را با چندین تغیر در صفحه ی کنترل دستگاه، تغییر دهید. برای تغییر فرکانس مولد خود از 60 هرتز به 50 هرتز از مراحل داده شده ی زیر پیروی کنید:

(الف) موتور ژنراتور خود را به حرکت در بیاورید و فرکانس سنج روی صفحه ی کنترل را تنظیم کنید تا 50 هرتز را بخواند.

(ب) ولت سنج یا پتانسیومتر AC را چک کنید چون که ممکن است به مورد برسید و ولتاژ خروجی مولد را بخوانید. همانطور که شما فرکانس را کاهش دهید، ولتاژ خروجی کاهش می یابد و ممکن است از مقدار مطلوب کمتر باشد.

(پ) پتانسیومتر یا ولت سنج AC بر روی صفحه کنترل را تا زمانیکه به ولتاژ خروجی مطلوب در 50 هرتزی برسید، تنظیم کنید.

(ت) با ایجاد تغییراتی مشابه بر روی صفحه کنترل، شما میتوانید فرکانس را از 50 هرتز به 60 هرتز افزایش دهید.

(ث) اگر صفحه ی کنترل فرکانس را نشان نداد، شما در ابتدا به وصل کردن یک دستگاه که هنگام عملیات دستگاه، فرکانس را اندازه گیری و سپس سرعت موتور را تغییر دهد، نیاز دارید.

واحد های کنترل کننده ی مولد، عهده دار نمایش و نظارت بر دستگاه شما هستند. اعمال حفاظتی درونی بطور خودکار در مواردی همچون سرعت اضافی موتور یا فرکانس خروجی بسیار کم، مولد شما را خاموش میکنند.

برای اطلاعات بیشتر در مورد کارایی یک مولد، لطفا مقاله ی پیش رو را بخوانید ، چگونه مولدها کار میکنند.

ب – مبدل های فرکانس

 اگر از یک مولد با سرعت ثابت استفاده کنید، میتوانید یک مبدل فرکانس به دستگاهتان متصل کنید.

 یک مبدل فرکانس، ترکیبی از یک یکسو ساز و یک وارونگر (معکوس کننده) است. یکسو ساز از خروجی جریان متناوب (AC) مولد استفاده میکند تا جریان مستقیم (DC) تولید کند.

 سپس وارونگر از این جریان استفاده میکند تا خروجی AC با فرکانس مطلوب تولید کند. هر تغییری همراه با تغییر ولتاژ، منطبق با هدف ان دستگاه است و همچنین به کاربردی که برای کدام مبدل فرکانس استفاده شده است نیز بستگی دارد. 

بطور مرسوم، مبدل های فرکانس، همانند مبدل های چرخان ، ژنراتور های برق و دستگاه های موتور جوش از اجزای الکترو مکانیکی ساخته شده اند. با ظهور الکترونیک های جامدی شکل، اکنون به عنوان واحدهای الکترونیک ساخته شده اند.

علاوه بر تغییر فرکانس خروجی، همچنین از این دستگاه ها برای کنترل گشتاور و سرعت موتورهای AC استفاده میکنند.

همچنین، مبدل های فرکانس، کاربرد جدیدی در صنعت هوافضا یافتنه اند برای تبدیل فرکانس های 50 و 60 هرتزی به یک خروجی 400 هرتزی که در واحد قدرت زمینی هواپیما ها استفاده میشود.

همچنین، از این سیستم ها برای کنترل سرعت پروانه ها و پمپ ها و سایر بارهای گشتاور متغیر در حال عملیات بر اساس سرعت متغیر استفاده میشود.

ج – مولدهای سرعت متغیر الکترونیک

یک دسته خاصی از ژنراتور ها وجود دارند که عنوان مولدهای سرعت متغیر الکترونیک شناخته شده اند که تفاوت در سرعت موتور، سرعت مولد جریان متناوب (آلترناتور)را تغییر میدهد تا بطور خودکار یک خروجی از فرکانس متغیر را تولید کند.

 وارونگر فرکانس سپس برای یکسو سازی خروجی مولد های متفاوت، بمنظور مطابقت با فرکانس خروجی مورد نیاز، 50 یا 60 هرتز، استفاده میشود. استفاده از این دستگاه، نیاز به تحریک سرعت متغیر و ترانسفورماتور را از بین میبرد.

 اشکال این تکنولوژی این است که قسمت الکترونیکی، بعلاوه ی گران قیمت بودن ان، برای استفاده در محیط های نا آرام مناسب نیست تا دستگاه بتواند بخوبی کار کند.

مهم است تا توجه کنیم که اینها از مولد های سرعت متغیر که ترانسفورماتور ولتاژ خازنی (CVT)  دارند، متفاوتند که تغییر سرعت موتور را ممکن میسازند ، اما آلترناتور را در سرعت ثابت حفظ میکنند.

این امر فرکانس خروجی را تغییر نمیدهد اما مولد را قادر به تغییر توان خروجی مولد میسازد تا بارهای متغیر مورد نیاز را مشخص کند.