زمان مطالعه مطلب: 7 دقیقه

تبدیل ژنراتورها به تأمین کننده برق تکفاز یا سه فاز

علاوه بر اینکه فرکانس ژنراتور باید با فرکانس شبکه یا وسایل برقی همخوانی داشته باشد، شرایط زیر نیز باید رعایت شود:

الف) ولتاژ خروجی ژنراتور باید با ولتاژ عملکرد شبکه یا وسایلی که برق آن توسط ژنراتور تأمین می شوند، همخوانی داشته باشد.

ب) تفاوت فاز ، بین ولتاژ شبکه و ولتاژ ژنراتور نباید وجود داشته باشد.

برای درک تبدیل ژنراتور سه فاز به تک فاز و بالعکس ، ابتدا به طور خلاصه به ساختار داخلی این دو نوع ژنراتور نگاهی می اندازیم.

در یک ژنراتور تک فاز، استاتور شامل تعدادی سیم پیچ است که به صورت سری به هم متصل شده اند و یک مدار تشکیل می دهند که در آن ولتاژ خروجی تولید می شود.

  • ولتاژ یکسان در همه سیم پیچ های استاتور با فازی یکسان

به عنوان مثال ، در یک ژنراتور 4 قطبی ، چهار قطب روتور با فاصله یکسان در اطراف چارچوب استاتور قرار دارند. در هر لحظه هر قطب روتور در موقعیت مشابهی نسبت به سیم پیچ های استاتور قرار دارد. بنابراین، ولتاژهای القا شده در تمام سیم پیچ های استاتور اندازه و حجم یکسانی دارند و همچنین در هر لحظه هم فاز هستند.

تبدیل ژنراتورها به تأمین کننده برق تکفاز یا سه فاز

  • اتصال سری پیچ های استاتور

از آنجا که پیچ ها به صورت سری به هم متصل شده اند، ولتاژهای تولید شده در هر پیچ جمع شده و ولتاژ خروجی نهایی ژنراتور را تولید می کند که چهار برابر ولتاژ هر یک از پیچ های استاتور است.

توزیع برق تک فاز به طور معمول در مناطق مسکونی و همچنین در مناطق روستایی که نسبتا کوچکتر هستند و هزینه راه اندازی شبکه توزیع سه فاز در آنها بالا است ، استفاده می شود.

دیزل ژنراتور سه فاز :

در یک ژنراتور سه فاز، سه سیم پیچ تک فاز به گونه ای قرار داده شده اند که بین ولتاژهای القا شده در هر یک از پیچ های استاتور تفاوت فازی 120 درجه وجود داشته باشند. سه فاز از یکدیگر مستقل هستند.

  • پیکربندی ستاره ای یا Y

در پیکربندی ستاره ای یا  Y، یک سر از هر سیم پیچ به منظور خنثی سازی متصل می شود. سر مخالف هر پیچ که به عنوان سر پایانی شناخته می شود ، به یک ترمینال خطی متصل می شود. این موضوع باعث تولید یک ولتاژ خطی بزرگتر از ولتاژ تکی در هر سیم پیچ می شود.

  • پیکربندی دلتا

در پیکربندی دلتا، سر شروع یک فاز به سر پایانی فاز مجاور متصل می شود. این کار باعث تولید یک ولتاژ خطی برابر با ولتاژ فازی می شود. به طور مثال کارخانجات صنعتی برق از دیزل ژنراتورهای تجاری برق سه فاز استفاده می کنند.

دستگاه دیزل ژنراتور سه فاز کوپله رعد

تبدیل فاز در ژنراتورها :

  1. پیکربندی مجدد اتصال سیم پیچ ها

یک ژنراتور سه فاز می تواند با تغییر اتصال بین پیچ های استاتور آن در داخل یا خارج از ژنراتور به یک ژنراتور تک فاز تبدیل شود. به عنوان مثال، در صورتی که ژنراتور سه فاز باشد شما ۶ سر خواهید داشت. ژنراتورهای بزرگ معمولاً ۱۲ سر برای شش سیم پیچ دارند و همه سیم ها از داخل ژنراتور خارج می شوند، این امر باعث می شود تا تنظیمات ژنراتور را به راحتی به شیوه های متنوعی مانند زیر تغییر دهید :

  • اتصال سیم پیچ ها به صورت سری، ژنراتور را به یک ژنراتور تک فاز تبدیل می کند.
  • با اتصال سیم پیچ های مخالف به صورت سری، می توانید ولتاژ خروجی را دو برابر کنید.
  • اتصال موازی جریان را دو برابر می کند.

قسمت سخت پیکربندی مجدد ژنراتور در نحوه اتصال سیم  پیچ های خروجی از ژنراتور به سیم پیچ هایی است که به آنها متصل هستند. لازم است که حتما به راهنمای تولید کننده دسترسی داشته باشید. در غیر این صورت، باید نحوه اتصال فعلی ژنراتور خود را بررسی کرده و مراحل را رو به عقب انجام دهید.

  1. اتصال ژنراتورهای تک فاز به ژنراتورهای سه فاز

یک ژنراتور سه فاز می تواند به عنوان ترکیبی از سه واحد تک فاز در نظر گرفته شود. ژنراتور تک فاز را می توان به یک ژنراتور سه فاز به یکی از روش های زیر متصل کرد:

  • اتصال به عنوان یک رسانای فاز و سیستم خنثی. این کار معمولاً برای بارهای با قدرت کم انجام می شود.
  • اتصال بار بین دو رسانای فعال در اتصال فاز به فاز. این کار معمولاً برای بارهای بزرگ قدرتی مانند کولرهای هوا و هیترها صورت می گیرد و ولتاژ ۲۰۸ ولت را فراهم می کند. با این حال، این کار ممکن است باعث عملکرد ضعیف شود زیرا لوازم خانگی برای کار کردن به ولتاژ 220 ولت نیاز دارند و با ولتاژ ۲۰۸ ولت وسایل با ۷۵ درصد از ظرفیت مصرفی خود عمل خواهند کرد.
  1. تبدیل کننده های فاز

یک تبدیل کننده فاز چرخان (RPC) می تواند به صورت مستقیم به یک ژنراتور تک فاز متصل شده و برق سه فاز  تولید کند. این کار نیاز به یک پیکربندی ساده دارد که شامل دو اتصال ورودی است، که به آنها ورودی های تغییر یافته  از یک ژنراتور تک فاز می گویند. ولتاژی در سومین سر تولید می شود که به برق تک فاز متصل نیست. ولتاژ تولید شده در سر سوم با دو سر دیگر تفاوت فاز ۱۲۰ درجه دارد.

  1. متغیرهای تنظیم سرعت(VSD) / متغیرهای تنظیم فرکانس(VFD)  / مبدل ها

این موارد به تبدیل کننده های فاز چرخان شبیه هستند. ترکیب VFD و ژنراتور تک فاز در مواردی که به توان کمتر از 20 اسب بخار نیاز است، بسیار موثر است.

انتخاب بین ژنراتورهای تک فاز و سه فاز

خروجی ژنراتورهای تک فاز معمولاً تا ۲۵ کیلو ولت آمپر هستند. در توان های بالاتر، اقتصادی تر است که برق تک فاز را از یک ژنراتور سه فاز برداشت کرد به جای اینکه واحدهای تک فاز مجزا برای بارهای بیشتر خرید کنیم. برای کمک به پیدا کردن یک ژنراتور مناسب برای هر شرایط می توانید از کارشناسان شرکت صنایع کوپله رعد مشاوره بگیرید.

انتخاب بین خروجی تک فاز و سه فاز کاملا به کاربرد و استفاده تامین برق بستگی دارد. ژنراتورهای تک فاز برای خروجی تک فاز گزینه مناسب هستند در حالی که یک ژنراتور سه فاز به راحتی می تواند هم برق تک فاز و هم برق سه فاز را تأمین کند. اگر تمام لوازم خانگی شما با برق تک فاز کار می کنند، منطقی است ژنراتور تک فاز را انتخاب کنید. اگر نیاز به راه اندازی لوازم خانگی با فازهای مختلف دارید، ژنراتور سه فاز بهترین گزینه خواهد بود. با این حال، مهم است که در هنگام تبدیل ژنراتور تک فاز به واحد سه فاز، توازن بار را مدنظر قرار دهید.

سوالات متداول

در یک ژنراتور تک فاز، استاتور شامل تعدادی سیم پیچ است که به صورت سری به هم متصل شده اند و یک مدار تشکیل می دهند که در آن ولتاژ خروجی تولید می شود.

  • ولتاژ یکسان در همه سیم پیچ های استاتور با فازی یکسان

به عنوان مثال ، در یک ژنراتور 4 قطبی ، چهار قطب روتور با فاصله یکسان در اطراف چارچوب استاتور قرار دارند. در هر لحظه هر قطب روتور در موقعیت مشابهی نسبت به سیم پیچ های استاتور قرار دارد. بنابراین، ولتاژهای القا شده در تمام سیم پیچ های استاتور اندازه و حجم یکسانی دارند و همچنین در هر لحظه هم فاز هستند.