گاورنر دیزل ژنراتور چیست؟ – سرویس ژنراتور

گاورنر دیزل ژنراتور چیست؟ – سرویس ژنراتور

گاورنر چیست؟

Generator Governor – generator speed regulatorControler

سازنده و واردکننده انواع گاورنر – آموزش و طریقه سیم‌کشی انواع گاورنر مکانیکی و الکترونیکی دیزل ژنراتور Governor Wiring Diagram جهت کنترل دور ژنراتور.

عملکرد، تنظیم، طرز کار و ساخت سیستم گاورنر ژنراتور

گاورنر یا رگولاتور سرعت (speed regulator) وسیله‌ای است جهت کنترل دور دیزل ژنراتور که به‌وسیله اکچویتور کار می‌کند. برندهای گاورنـر دیزل ژنراتور شامل؛ گاورنر ولوو، گاورنـر کامینز، گاورنر gac ، گاورنـر وودوارد (woodward) و گاورنـرهای چینی، باکیفیت متوسط و گاورنـرهای ژنراتور ایرانی می‌باشد.

بهترین مارک گاورنـر مربوط به شرکت، وودوارد (WOODWARD) است. شرکت سرویس ژنراتور واردکننده این گاورنـرها می‌باشد و می‌توانید جهت انجام تعمیرات دیزل ژنراتور و گاورنـر با ما تماس حاصل نمایید.

گاورنر در موتورهای دیزل چگونه عمل می‌کند؟

عملکرد گاورنـر ژنراتور به این صورت است که به اکچویتور فرمان می‌دهد که سوخت‌رسانی دیزل ژنراتور را با توجه به میزان بار خروجی کم یا زیاد کند تا دور دیزل ژنراتور، روی ۱۵۰۰ دور بر دقیقه ثابت بماند. بعضی دیزل ژنراتورها گاورنـر ندارند و پمپ انژکتور آنها به‌صورت مکانیکی به‌گونه‌ای طراحی شده (صنعتی یا زمینی شده) که دور دیزل ژنراتور روی ۱۵۰۰ دور ثابت باقی می‌ماند.

در بعضی دیزل ژنراتورها پمپ سوخت آنها خودرویی است. دسته گاز موتور را حرکت داده تا دور موتور در حد ۱۶۰۰ دور باقی بماند و در صورت زیر بار رفتن ژنراتور دور موتور روی ۱۵۰۰ می‌آید.

روی این پمپ انژکتورها می‌توان اکچویتور نصب کرد تا دور موتور را به‌وسیله یک گاورنر رگوله کرد. دیزل ژنراتورهایی که پمپ انژکتور (پمپ برقی) دارند باید با گاورنر ژنراتور به آنها فرمان داد تا روشن شوند و دور آنها روی ۱۵۰۰ قرار بگیرد.

موتورهایی که سوزن انژکتور (سوزن برقی) دارند کنترل آنها به‌وسیله ecu یا ecm انجام می‌پذیرد. در بعضی از موتورها نمی‌توان با گاورنـر ژنراتور به سوزن فارسونگا یا انژکتور فرمان داد؛ بنابراین باید ecu/ecm آنها به اصلاح زمینی شود. (زمینی کردن ecu/ecm)

گاورنر GAC

گاورنر GAC ESD ۵۵۰۰:

این مدل از گاورنر در سه مدل آمریکایی، چینی و ایرانی تولید می شود. GAC ۵۵۰۰ از معروف ترین و پرمصرف ترین گاورنـرهای بازار ایران است، چون به اکثر دیزل ژنراتورها متصل می گردد.

گاورنر GAC ESD ۵۵۵۰:

این گاورنر در نیروگاه ها جهت سنکرون پارالل سازی دیزل ژنراتورها کاربرد دارد و قابلیت کنترل دور موتور بوسیله سیگنال آنالوگ دریافتی از برد کنترلی را دارد.

گاورنر کامینز

این گاورنـرها در سه مدل چینی، ایرانی و آمریکایی می باشند

3044196- 3062322 – S6700H

گاورنر وودوارد WOODWARD GOVERNOR

کاربرد گاورنر در ژنراتور و موتورهای دیزل

معنی لفظی گاورنر: گاورنر محرکی است که میزان انتقال ماده یا شاره مولد یا ذخیره‌کننده انرژی، به درون محفظه احتراق یا محفظه توربین یا محفظه رکتور هسته‌ای را کنترل می‌کند و در نتیجه، تولید توان یا میزان تبدیل توان تغییر کرده، به کنترل ما در می‌آید.

گاورنر ممکن است برای کنترل سرعت موتورهای دیزلی دور ثابت و متغیر یا سرعت گردش توربین نیروگاه برقی آبی یا در آسانسور استفاده شود.

انواع گاورنر

• گاورنر مکانیکی
• گاورنر الکترومکانیکی
• گاورنر الکترونیکی

گاورنرهای مکانیکی: بر روی موتور دیزل نصب می‌باشند و به‌وسیله یک اهرم، دسته گاز موجود بر روی پمپ انژکتور دیزل ژنراتور را کنترل می‌نمایند.

گاورنرهای الکترو مکانیکی: تلفیقی از گاورـنرهای الکتریکی و مکانیکی هستند که به‌وسیله گاورنر الکترونیکی گاز مکانیکی دیزل ژنراتور، به‌وسیله یک اکچویتور کنترل می‌گردد. کاربرد گاورنـر در صنعت موتورهای دیزلی، بنزینی، نیروگاه‌های بخار و برقی آبی و راکتورهای هسته‌ای است. در ادامه به توضیح کامل انواع گاورنـر خواهیم پرداخت.

گاورنر مکانیکی چیست؟

گاورنر مکانیکی از تعدادی چرخ دنده، هرزگرد، وزنه، تسمه‌های کوچک و یا زنجیرهای کوچک تشکیل شده و کاملاً مکانیکی است. ممکن است یک نواره ترمو استاتیک نیز به‌عنوان ورودی در آن به کار رفته باشد تا مثلاً دمای یک کوره را کنترل کند. همچنین ورودی جبران‌کننده دستی نیز دارد و کاربر با چرخاندن یک پیچ، مقدار خروجی یا بازه خروجی را تعیین می‌کند. این گاورنرها قدیمی بوده و دقت و سرعت کمی دارند و همچنین قابلیت کنترل از راه دور را ندارند.

گاورنر هیدرومکانیکی چیست؟

گاورنر هیدرو مکانیکی علاوه بر چرخ دنده، هرزگرد و وزنه دارای سیلندر و پیستون، لوله و مسیرهای هیدرولیک نیز دارد. در نهایت پردازش انجام شده با چرخ دنده‌ها، وزنه، زنجیر و تسمه که معمولاً داخل یک جعبه ریخته‌گری شده هستند، به یک پیستون که داخل سیلندر است؛ منتقل می‌شود.

پیستون نیرو را به نیروی هیدرولیک تبدیل کرده و به محلی دورتر که ممکن است انژکتور یا عملگر دیگری باشد، منتقل شده و تولید توان یا میزان تبدیل انرژی از صورتی به‌صورت دیگر را تغییر می‌دهد.

معمولاً گاورنر هیدرومکانیکی حجم زیادی دارد و برای کنترل موتورهای بزرگ دیزلی یا نیروگاه‌های برق آبی استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال در نیروگاه برق آبی برای جابه‌جا کردن دروازه‌های ورود آب پشت سد که فشار زیادی پشت آن است، نیروی زیادی لازم دارد که از نیروی هیدرولیک این گاورنر استفاده شود تا دروازه‌های ورود آب به توربین گردنده نیروگاه، به‌اندازه‌ای که فرکانس هدف را تأمین کند جابه‌جا شده و میزان ورود آب به ورودی توربین، کنترل شود.

از گاورنر هیدرومکانیکی در دیزل کشنده قطار نیز استفاده می‌شود تا دور موتور را به کنترل راننده در بیاورد. این گاورنرها قابلیت کنترل از راه دور را دارند که در این فاصله از لوله‌های هیدرولیک یا پنوماتیک استفاده می‌شود. مزیت گاورنر هیدرولیکی قدرت و عیب آن سرعت پایین است.

گاورنر الکترومکانیکی چیست؟

سیستم‌های کنترل مکانیکی / الکتریکی اولین سیستم‌های کنترل کننده سرعت یا دور توسط تولیدکنندگان ژنراتور بودند. گاورنر الکترومکانیکی می‌تواند بسیار کوچک‌تر و با سرعت بالاتر نسبت به دو مدل قبلی ساخته شود دارای دو قسمت الکتریکی و مکانیکی می‌باشد که بخش مکانیکی آن ممکن است چرخ دنده ماردن یا حلزونی و یا جعبه‌دنده افزاینده نیرو و یا یک فنر و اهرم ساده باشد. قسمت الکتریکی یا یک الکترو موتور یا یک سیم پیچ تولید کننده میدان مغناطیسی است.

نوع الکتروموتوری

در نوع الکتروموتوری ممکن است الکتروموتور DC یا AC و یا از نوع STEPPER MOTOR باشد. بدیهی است کنترل نوع اول که دارای یک الکترو موتور ساده است راحت‌تر از نوع استپ موتور دار آن است. چرا که نوع استپ موتور دار آن نیازمند یک درایو الکترونیکی برای استپ موتور نیز هست. در عوض نوع دارای الکترو موتور AC یا DC فاقد دقت به‌اندازه نوع استپ موتوری است. نوع فنر اهرمی نیز موجود است.

هسته یک سیم پیچ متحرک

هسته یک سیم پیچ متحرک، طوری طراحی شده که یک فنر حلقوی یا فشاری آن را در جایگاه اولیه نگه می‌دارد. در واقع به هسته، یک اهرم افزایش‌دهنده نیرو یا افزایش‌دهنده سرعت و مسافت (بسته به محل تکیه‌گاه اهرم مذکور) متصل است. سوی دیگر اهرم، خروجی این گـاورنر است که به محل کنترل کننده میزان تبدیل توان یا تولید توان مثل انژکتور یا شیر سوخت خاص متصل است.

وقتی جریانی از سیم پیچ عبور دهیم، فنر شارژ شده و اهرم حرکت می‌کند و نیروی آن به انژکتور یا شیر سوخت خاص متصل است.

اتصالات مکانیکی

به این اتصالات مکانیکی، از این نوع گاورنـر تا محل انژکتور، اکچویتور (ACTUATOR) یا محرک گفته می‌شود. درحالی‌که عوام فکر می‌کنند که اکچویتور همان گـاورنر است. این نوع گـاورنر، دارای طرح ساده‌ای است؛ هرچند کنترل جریان سیم پیچ آن، مدار الکترونیکی پیچیده‌ای دارد.

به‌طورکلی در این نوع گـاورنر، نیروی الکتریکی که می‌تواند از فاصله بسیار دورتر از محل انتقال‌دهنده نیرو یا تبدیل‌کننده نیرو، یعنی موتور دیزل یا توربین نیروگاه فراهم شود به نیروی مکانیکی تبدیل می‌شود. هم در نوع موتوردار و هم در سیم پیج دار.

شکل یک : یک نمونه گاورنر Woodward

گاورنر ژنراتور وودوارد امریکا:

سرعت موتور به‌وسیله گاورنر مرکزی کنترل می‌شود. گاورنر سیگنال ورودی آنالوگ را از کنترلر دریافت می‌کند.

سنسور سرعت یا پیکاپ:

سنسور مغناطیسی که اطلاعات را به کنترل کننده Woodward می‌دهد.

کنترل کننده Woodward ۲۳۰۱ A :

دریافت سیگنال از سنسور سرعت و انتقال سیگنال به گاورنر و بردهای کنترلی دیگر.

گاورنر الکترونیکی (آموزش گاورنر کامینز پاور)

طراحی و ساخت ژنراتور، با ظهور تکنولوژی دیجیتال پیشرفت کرد. برای نشان دادن رابط بین موتور و ژنراتور این بخش به چند قسمت تقسیم می‌شود:

سیگنال آنالوگ و دیجیتال

فهوم پایه‌ای که هنگام معرفی یک دیزل ژنراتور استفاده می‌شود این است که دارای یک موتور مجهز به ECM  (ماژول کنترل الکترونیکی) است، اما سیستم کنترل داخلی ندارد.

ECM – تعریف روابط بین ECM و عملکرد موتور برای دیزل ژنراتوری که مجهز به کنترلرهای ژنراتور پیشرفته نیست.

کنترل کننده رابط موتور و ژنراتور – بسته نرم‌افزاری یکپارچه را برای کنترل موتور و ژنراتور معرفی می‌کند.

سیگنال آنالوگ و دیجیتال

مهم است که تفاوت بین سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال (شکل ۲) را در هنگام به‌روزرسانی یک پیکربندی آنالوگ قدیمی با پیکربندی کنترل دیجیتالی جدید مهم بدانید.

سیگنال آنالوگ – سیگنال به‌عنوان یک موج سینوسی تعریف شده است. این سیگنال قابل اندازه‌گیری و کنترل از طریق چرخه کامل پیک‌های بالا و پایین است. ولوم‌های تنظیم خاص، تنظیمات سیستم را فراهم می‌نماید.

سیگنال دیجیتال – سیگنال به‌عنوان موج مربعی تعریف شده است. ورودی‌ها و خروجی‌ها از کنترل کننده در دو حالت هستند:

OFF صفر تا ۲.۵ ولت

ON از ۲.۶ تا ۵.۰ VDC

اگر دستگاه نیاز به‌واسطه ای بین سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال دارد، اینورتر را می‌توان برای تغییر یک سیگنال دیجیتال به یک سیگنال آنالوگ نصب کرد. کانورتر (مبدل) را می‌توان برای تغییر سیگنال آنالوگ به یک سیگنال دیجیتالی نصب کرد.

شکل ۲، سیگنال های آنالوگ و دیجیتال

ECM دیزل ژنراتور

این مثال در مورد رابط بین اجزای یک دیزل ژنراتور است که دارای کنترل پیشرفته موتور است، اما بر ارتباطات خارجی از کنترل پنل خارجی (شکل ۳) تکیه می‌کند. برای مثال سیستم زیر طراحی شده است که با استفاده از اطلاعات از Cummins QSK45 / ۶۰ سیم‌کشی و تعریف قطعات به‌صورت زیر است:

ECM

دریافت سیگنال‌های ورودی و انتقال سیگنال‌های خروجی به موتور جهت کنترل. سیگنال ورودی را از کنترل پنل یا برد ژنراتور دریافت می‌کند.

موتور

دریافت سیگنال‌های ورودی و انتقال سیگنال‌های خروجی به ECM.

کنترل پنل

دریافت سیگنال‌های ورودی از ژنراتور و انتقال سیگنال‌های خروجی به ECM.

ECM

قلب کنترل موتور است. این توانایی برای تکمیل حلقه اطلاعات بین موتور، ژنراتور و کنترل پنل است. در زیر چند نمونه آمده است:

انتقال اطلاعات موتور به ECM

سرعت موتور، دما و سنسور خنک‌کننده. پمپ سوخت، تایمینگ، فشار سوخت و…

انتقال ECM به موتور

استارت موتور، قطع سوخت، میزان سوخت و تایمینگ اکچویتور، توربو شارژ و فن و…

انتقال ژنراتور به کنترل پنل

دیزل ژنراتور تغذیه کنترل پنل را برای کار فراهم می‌کند.

کنترل پنل انتقال به ECM

کنترل پنل وضعیت موتور را با بار هماهنگ می‌کند.

سیگنال‌ها به ECM  وارد می‌شوند و آن برای تنظیم سرعت موتور به دریچه سوخت فرمان می‌دهد. ارتباط بین اجزای سیستم برق اضطراری در هنگام قطع برق شبکه عبارتند از:

فرمان استارت از طریق برد کنترلی (از طریق سوئیچ اتوماتیک) به ECM به موتور ارسال می‌شود.

موتور روشن می‌شود. ECM عملکردهای موتور و تنظیم سوخت برای تنظیم سرعت پیش فرض موتور را ارسال می‌کند. ECM می‌تواند موتور را در لحظات بحرانی خاموش کند.

ژنراتور ولتاژ را به برد کنترلی برای توزیع می‌فرستد. بسیاری از پانل‌های کنترلی کامینز پاور توانایی نظارت بر مشخصات و عملکرد ژنراتور را دارند.

برق اصلی وصل می‌شود. پانل کنترل سیگنال توقف موتور را به ECM منتقل می‌کند. ECM سیگنال خاموش شدن را به موتور منتقل می‌کند.

شکل ۳، موتور پیشرفته بدون کنترل ژنراتور

نقش گاورنر در دیزل ژنراتور

کنترل کننده رابط موتور و ژنراتور: مدل‌های جدید ژنراتور با سخت‌افزار کامل نظارت و کنترل و پشتیبانی نرم‌افزاری در شکل ۴ معرفی شده‌اند. ماژول‌های قابلیت سنکرون اضافه شده است. این ترتیب می‌تواند برای برق اضطراری تنظیم شود. اگر یک ژنراتور نتواند بار را تأمین کند، بار کاهش می‌یابد و ژنراتور پشتیبان بار را تأمین می‌کند.

در مثال زیر، دو ژنراتور که توسط ژنراتور کامینز Cummins QSK45 طراحی شده‌اند استفاده می‌شود. سیستم کنترل مورد استفاده برد PCC ۳۲۰۰ است.

ماژول‌های واحد برای موارد زیر استفاده می‌شود:

• سوخت (اتصال ۰۲) – با اجزای سیستم سوخت موتور به‌صورت ورودی و خروجی ارتباط برقرار می‌کند.
• اصلی (اتصالات ۰۵ و ۰۶) – با اجزاء عملکرد موتور (سنسورها) به‌صورت ورودی و خروجی ارتباط برقرار می‌کند.
• ژنراتور (اتصال ۰۱) – سیگنال‌های ورودی و خروجی را با ژنراتور ارتباط می‌دهد.
• سنکرون پارالل (اتصال ۰۴) – اجازه می‌دهد تا چندین ژنراتور سنکرون پارالل شوند.
• TB6 – کارت شبکه. اتصال شبکه برای هر ژنراتور در شبکه
• توالی رویدادها در هنگام قطع برق بر اساس مفاهیم اساسی در قسمت ECM فوق انجام می‌شود.

تفاوت‌ها عبارتند از:

• تمام سخت‌افزار و نرم‌افزار ژنراتور موجود در یک سیستم عامل.
• توانایی سنکرون پارالل کردن چندین ژنراتور (گاورنر ژنراتور سنکرون).
• قابلیت نظارت و گزارش پیشرفته.
• برد کنترلی کامینز پاور PCC ۳۲۰۰ شامل گاورنر

شکل ۴، ماژول کنترل PCC ۳۲۰۰

کنترل سرعت، دور و تنظیم فرکانس دیزل ژنراتور

طریقه نصب گاورنر gac یا وودوارد چگونه است؟

آموزش گاورنر دیزل ژنراتور – طریقه سیم‌کشی گاورنـر دیزل ژنراتور – نقشه گاورنـر دیزل ژنراتور – wiring diagram governor

اکچویتور در انواع مختلفی وجود دارد و در بعضی موتورها موجود می‌باشد. اگز موتوری اکچویتور نداشت می‌توان از اکچویتور اهرمی مانند شکل فوق استفاده نمایید (قابل نصب بر روی دسته گاز پمپ انژکتور). سعی کنید گـاورنر را بر روی دیزل ژنراتور نصب نشود و روی تابلوی برق دیزل ژنراتور نصب کنید تا لرزش دیزل ژنراتور، مقادیر تنظیم شده پتانسیومترهای گـاورنر ژنراتور را به مرور زمان به هم نریزد.

گاورنر ژنراتور اگر برق‌دار شود عمل می‌کند. باید موقع راه‌اندازی یا چند ثانیه قبل از راه‌اندازی دیزل ژنراتور برق‌دار شود. گـاورنر ژنراتور پس از استارت زدن با دریافت سیگنال از مگنت پیکاپ|سنسور دور سنج دیزل شروع به حرکت دادن اهرم گاز یا اکچویتور می‌کند. طریقه سیم‌کشی گاورنر ژنراتور به این صورت است که یک ورودی مثبت و منفی دارد که تغذیه دستگاه می‌باشد.

دو ورودی مگنت پیکاپ دارد که به سنسور دور سنج نصب شده بر روی دنده فلایویل موتور متصل می‌شود. دو خروجی اکچویتور دارد که مستقیماً به اکچویتور دیزل ژنراتور متصل می‌شود. سایر سیم‌کشی‌های گـاورنر ژنراتور بسته به نوع موتور متفاوت می‌باشد.

هشدار: اگر در این زمینه، تخصص کافی ندارید از این کار پرهیز کنید. در غیر این صورت موجب آسیب جدی به دیزل ژنراتور و مصرف‌کننده خواهید شد. نقشه وایرینگ و طریقه سیم‌کشی گـاورنر در زیر آمده است (Wiring Diagram  Governor):

تنظیم گاورنر الکترونیکی / آنالوگ بروی دیزل ژنراتور:

گـاورنرهای الکترونیکی دارای تنظیم اولیه کارخانه سازنده می‌باشد. ولی از آنجایی که گاورنـر ژنراتور بر روی عمده موتورهای دیزل ژنراتور نصب می‌باشد؛ باید سیستم گاورنر را با دیزل ژنراتور انطباق داد. جهت تنظیم گـاورنر بعد از سیم‌کشی طبق نقشه مربوطه و کاتالوگ آن به‌دقت عمل کنید؛ چرا که ممکن است به موتور یا متعلقات آن آسیب بزنید.

در تنظیمات گاورنـر ژنراتور به غیر از اطلاعات، مقداری هم تجربه و فوت‌وفن‌های خاص لازم است. گـاورنر در نیروگاه‌ها در انواع مختلفی وجود دارد و بعضاً به‌وسیله برد کنترلی، یا به‌صورت دستی کنترل می‌شوند. عملکرد، شکل و تنظیمات تمامی گاورنرها متفاوت می‌باشد. جهت شرکت در کلاس‌های آموزشی دیزل ژنراتور با ما تماس حاصل فرمایید.

شرکت سرویس ژنراتور به‌عنوان نمایندگی گـاورنر gac ، کامینز و وودوارد woodward  تولید کننده و واردکننده انواع گـاورنر کامینز، وودوارد و gac و گـاورنرهای مکانیکی می‌باشد.