موتورها

موتورها

4.3 موتورها

            4.3.1 دستگاه کنترل سرعت موتور

            4.3.1.1 دستگاه های کنترل سرعت موتور مکانیکی

کنترل سرعت موتور مکانیکی، همان گونه که از نام آن پیداست، سوخت رسانی موتور را بر اساس حسگر مکانیکی RPM موتور از طریق flyweight و یا مکانیزم های مشابه کنترل می کند. این سیستم ها 5-3 درصد کاهش سرعت از وضعیت بدون بار به بار کامل که از طراحی نشات می گیرد را نشان می دهند. این نوع سیستم به طور کلی ارزان ترین نوع است و برای کاربردهایی که در آن ها کاهش فرکانس برای بارهایی که به کار می روند مشکلی پدید نمی آورد مناسب است. بعضی از دستگاه های مولد کنترل سرعت مکانیکی را نیز فراهم آورده اند.

            4.3.1.2 دستگاه های کنترل سرعت موتور الکترونیکی

کنترل سرعت موتور الکترونیکی در مواردی استفاده می شود که کنترل سرعت همزمان (کاهش صفر) مورد احتیاج است و یا ابزار همزمان سازی و موازی سازی فعال مشخص شده است. RPM موتور معمولا توسط حسگر الکترومغناطیسی اندازه گیری شده و سوخت رسانی موتور با سولنوئید هایی که توسط مدارهای الکترونیکی به دست می آیند کنترل می شود. این مدارها، خواه کنترل کننده های مستقل باشند و یا بخشی از کنترل کننده دستگاه مولد ریزپردازشگر باشند، الگوریتم های پیچیده ای را جهت حفظ دقیق کنترل سرعت (و همچنین فرکانس) به کار می برند. کنترل سرعت موتور الکترونیکی به دستگاه مولد این امکان را می دهد تا در مواجهه با چند نوبت بار ناپایدار سریع تر از کنترل سرعت موتور مکانیکی ریکاور شود. کنترل سرعت موتور الکترونیکی همیشه باید در مواردی که بار شامل ابزار UPS می شود مورد استفاده قرار گیرد.

موتور های مدرن، خصوصا موتور های دیزلی که سیستم های سوخت رسانی الکترونیکی کاملا خودکاری دارند، تنها با سیستم های کنترل سرعت موتور الکترونیکی فراهم می شوند. تقاضا یا شرایط تنظیم برای دستیابی به راندمان سوخت بهبود یافته، انتشار دود کم، و دیگر مزایا به کنترل دقیقی که توسط این سیستم ها قابل دسترسی است نیازمند است.

            4.3.2 سیستم های شروع موتور

            4.3.2.1 شروع باتری

سیستم های شروع باتری برای دستگاه های مولد معمولا 12 ولت تا 24 ولت هستند. به طور معمول دستگاه های کوچک تر از سیستم های 12 ولتی و دستگاه های بزرگتر از سیستم های 24 ولتی استفاده می کنند. شکل 21 در صفحه ی 53 نشان گر اتصالات یک شروع کننده ی باتری معمول است. به طریقه ی انتخاب یا اندازه ی باتری و ابزارهای مرتبط که در پایین آمده اند توجه کنید:

  • باتری ها باید گنجایش کافی (CCA، آمپر سرد لنگ) برای فراهم سازی جریان لنگ موتور که در قسمت توصیه های دستگاه مولد در برگه ی مشخصات ارائه شده است داشته باشند. ممکن است باتری ها اسید-سربی یا نیکل-کادمیمی باشند. آن ها باید برای این گونه استفاده ها طراحی شده باشند و توسط مقامات محلی که اختیارات حقوقی دارند تایید شده باشند.
  • دینامی که از موتور نیرو می گیرد و رگلاتور ولتاژ خودکاری داخلی دارد به طور معمول برای شارژ دوباره باتری ها در طول عملکرد مورد استفاده قرار می گیرد.
  • در بیشتر سیستم های نیروی دستگاه مولد، شارژ باتری شناور یدکی، که توسط منبع نیروی معمولی تامین می شود مورد نیاز است تا باتری ها را در زمانی که دستگاه مولد در حال کار نیست پر نگه دارد. شارژهای باتری شناور برای سیستم های استندبای اضطراری لازم هستند.
  • کدها معمولا زمان بیشینه ی شارژ باتری را مشخص می کنند. فرمول ساده ی زیر می تواند برای اندازه گیری شارژرهای یدکی باتری مورد استفاده واقع شود:

آمپر لازم برای باتری در حال شارژ =

  • اگر دستگاه مولد در معرض دماهای محیطی بسیار سردی قرار بگیرد، ممکن است کدهای محلی جهت حفظ حداقل دمای 50 درجه ای باتری لازم باشد. اطلاعات بیشتر در قسمت لوازم یدکی و گزینه ها (همین بخش)، ابزارهای گرمایش استندبای برای دستگاه های مولد فراهم شده است.
  • دستگاه های مولد استاندارد معمولا شامل کابل های باتری می شوند، و محفظه ی باتری نیز فراهم شده است.

 

4.3.2.2 تغییر مکان باتری های شروع کننده

اگر باتری ها در فاصله ای دورتر از شروع کننده سوار شده اند که کابل های استاندارد نمی توانند آن را حمایت کنند، کابل ها باید بر اساس این فواصل طراحی شوند. مقاومت کل کابل ها و اتصالات نباید به افت ولتاژ بیش از بین باتری و موتور شروع کننده منجر شود. توصیه ها در مورد موتور بر این مساله تاکید دارد که مقاومت کل جریان لنگ کابل ها و اتصالات از 0.00075 اهم به ازای سیستم های 12 ولتی و 0.002 اهم به ازای سیستم های 24 ولتی بیشتر نشود. مثال محاسبه ای زیر را ببینید.

محاسبه ی نمونه: یک دستگاه مولد، سیستم شروعی 24-VDC دارد که توسط دو باتری 12 ولتی متصل به مدار تامین می شود (شکل 21 در صفحه ی 53). طول کل کابل 375 اینچ است، که شامل کابل بین باتری ها نیز می شود. شش اتصال کابلی در این مدار وجود دارد. اندازه ی کابل مورد نیاز را در موارد زیر محاسبه کنید:

  1. فرض کنید مقاومت تماس سولنوئید شروع کننده (Rcontact) 0.0002 اهم باشد.
  2. فرض کنید مقاومت هر اتصال کابلی (Rconnection)، که در مجموع شش اتصال می شود، 0.0001 اهم باشد.
  3. بر اساس فرمول:

= 0.002 –  Rconnection –     Rcontact

= 0.002 –   0.0002  – (6×0.00001)

= 0.00174 اهم

  1. به منظور آگاهی از مقاومت کابلی AWG (معیار سیم امریکایی) به شکل 22 در صفحه ی 53 مراجعه کنید. در این مثال، همان طور که با خطوط نشان داده شد، کوچک ترین سایز کابل که قابل استفاده بود 0/1#2 AWG کابل موازی بود.

            شکل 21. اتصالات معمول موتور شروع کننده ی الکتریکی (سیستم 24 ولتی نشان داده شده است)

            شکل 22. مقاومت در مقایسه با طول برای اندازه های کابل مختلف AWG

            شکل 23. آرایش معمول لوله ها برای یک شروع کننده ی هوا

            4.3.2.3 شروع کننده ی هوا

سیستم های شروع موتور هوای فشرده برای بعضی دستگاه های مولد بزرگ تر تعبیه شده اند. ممکن است شروع کننده ی هوا در بعضی کاربردهای نیروی اولیه با فرض این که هوای فشرده فراهم شده است ترجیح داده شود. شکل 23 صفحه ی 54 نشان گر نحوه ی آرایش لوله ها در یک سیستم معمول شروع کننده ی هوا است. موارد زیر باید برای تعیین نیاز ابزارها در زمان نصب سیستم شروع کننده ی هوا در نظر گرفته شود:

  • باید با سازنده ی موتور جهت توصیه های مربوط به اندازه ی شلنگ هوا و حجم حداقلی مورد نیاز مخزن برای هر کدام از لنگ های ثانوی مشورت شود. اندازه ی مخزن به حداقل زمان مورد نیاز لنگ بستگی دارد. تمامی شروع کننده های موجود از “تولید نیروی Cummins” میزان حداکثر درجه ی فشار 150 psig (kPa 1035) را دارا می باشند.
  • مخزن های هوا (گیرنده ها) باید با دریچه ی تخلیه پیچ خروجی، از نوع باریک، متناسب باشد (دیگر گونه ها غیر قابل اطمینان هستند و منبع معمولی هوا نشت می کند). رطوبت می تواند به اجزاء شروع کننده صدمه بزند.
  • همه ی دریچه ها و اجزاء یدکی سیستم باید متناسب با سرویس شروع کننده ی هوای دیزل طراحی شوند.
  • تناسب لوله باید از نوع درز گیر خشک باشد و از درز گیر های نخی درست شده باشد. نوار تفلون توصیه نمی شود، چرا که از شل شدن نخ جلوگیری نمی کند و می تواند منبع خرده ریز هایی باشد که دریچه را مسدود می کنند.

نکته: ممکن است باتری ها با وجود اینکه گنجایش بسیار کمتری دارند برای کنترل موتور و سیستم های نظارتی در هنگام استفاده از شروع کننده ی هوا الزامی باشند.