عملکرد موتور برق بنزینی چگونه است؟

در صورت عدم دسترسی به برق شبکه، راه‌کارهای متفاوتی برای تامین انرژی الکتریکی وجود دارد. استفاده از ژنراتور برق و استفاده از سلول‌های خورشیدی راحت‌ترین روش‌ها می‌باشند. ژنراتور برق یا به اصطلاح عامه، موتور برق وظیفه‌ی تولید انرژی الکتریکی از سوخت‌های فسیلی را بر عهده دارد. مهم‌ترین سوخت‌های استفاده شده در موتور برق‌ها، بنزین، گازوییل و گاز شهری می‌باشند که در ایران نوع بنزینی به علت دسترسی آسان‌تر، کاربرد بیشتری دارد.

موتور برق بنزینی چگونه کار می‌کند؟

موتور برق بنزینی به کاربردی‌ترین نوع موتور برق در ایران است. این نوع از موتور برق از انرژی حاصل از سوخت بنزین، توان حرکتی بخش ژنراتور را فعال نموده و انرژی برق را در اختیار مشترک می‌گذارد. در این بین انواع و اقسام کنترلر‌ها نیز حاضر بوده و کنترل ولتاژ و فرکانس خروجی را بر عهده دارند.

بلوک دیاگرام زیر عملکرد کلی موتور برق بنزینی را نمایش می‌دهد.

پیش از تشریح بخش‌های عملکردی موتور بنزینی، پیشنهاد می‌شود که به منظور آشنایی بیشتر با بخش‌های مختلف دستگاه، مقاله‌ي آشنایی با اجزای موتور برق بنزینی را مطالعه نمایید.

سیستم کنترلی حلقه بسته چیست؟

هر سیستم و یا دستگاهی به منظور عملکرد مناسب و قابل پیش‌بینی، همواره توسط یک سیستم کنترلی در حال بررسی و اصلاح می‌باشد. لازم به ذکر است که سیستم‌های کنترلی فقط بر روی مدارات الکتریکی و یا مکانیکی پیاده سازی نمی‌شوند. در هر مبحثی اعم از مسایل زیست محیطی، روابط اجتماعی و انسانی، کنترل دما و فشار و ... می‌توان سیستم‌های کنترلی را مشاهده نمود.

سیستم‌های کنترلی انواع مختلفی دارند. یکی از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین این سیستم‌ها، سیستم کنترلی حلقه بسته یا Close Loop  می‌باشد.

در این نوع از سیستم کنترلی، دایما پارامتر خروجی حايز اهمیت برای سیستم، مورد سنجش و اندازه‌گیری قرار گرفته و در صورت هرگونه تغییری نسبت به خروجی مورد انتظار از سیستم، عکس العمل‌های مناسب را از خود نشان می‌دهد.

در عملکرد سیستم موتور برق بنزینی نیز، کنترلر دایما ولتاژ خروجی دستگاه را اندازه گیری می‌کند. اگر ولتاژ خروجی دستگاه و یا فرکانس ولتاژ خروجی دستگاه از حالت ایده‌آل خد خارج شود، سیستم کنترلی حلقه بسته، سیگنال اصلاحی را به بخش‌های مختلف دستگاه ارسال می‌کند. این سیگنال ارسالی باعث جبران خطای خروجی شده و دستگاه خروجی ایده‌آل مورد نظر را تولید خواهد کرد.

در کارکرد موتور برق بنزینی تک فاز، در حالت نرمال باید خروجی برق ۲۲۰ ولت و فرکانس آن ۵۰ هرتز باشد.

حالت نرمال در عملکرد موتور برق بنزینی

در سیستم‌های کنترلی حلقه بسته، بعد از روشن کردن دستگاه مدت زمانی طول می‌کشد تا سیستم از حالت اولیه به حالت نرمال تغییر وضعیت دهد. این مرحله پ زمان آن معمولا به عوامل متعددی بستگی دارد. نوع سیستم مهم‌ترین عامل می‌باشد. مثلا در یک سیستم کنترلی حلقه بسته برای کنترل دمای یک محیط، این زمان می‌تواند تا چند ساعت طول بکشد. ولی در مسیله کنترل موتور برق بنزینی، این زمان کوتاه بوده و حداکثر به یک دقیقه می‌تواند برسد. البته وجود مشکل در مدار باعث افزایش این زمان خواهد شد. 

بهترین راه کار برای بررسی اولیه دستگاه مشاهده‌ی ولت متر موجود بر روی پنل دستگاه می‌باشد. زمانی که دستگاه را روشن کردید، کمی باید صبور بوده تا ولتاژ و فرکانس خروجی دستگاه به حالت عادی رسیده و بعد از آن وسایل و تجهیزات خود را به دستگاه متصل کنید.

بخش ‌های مختلف کنترلر حلقه بسته در کارکرد موتور برق بنزینی

بخش کنترلر موتور برق بنزینی شامل موارد زیر می‌باشد:

• نمونه بردار ولتاژ و فرکانس خروجی: این بخش از ولتاژ و فرکانس تحویلی به خروجی دایما نمونه برداری می‌کند. این کار به کمک سنسور‌های متفاوتی انجام می‌شود.
• کنترل کننده ولتاژ: ولتاژ خروجی اندازه گیری شده توسط سنسور، به این بخش ارسال می‌شود. در این قسمت از مدار، کنترلر وظیفه مقایسه ولتاژ خروجی با ولتاژ مبنا را بر عهده دارد. اگر ولتاژ خروجی از ولتاژ رفرنس بیشتر باشد، ژنراتور سطح ولتاژ خروجی را کاهش می‌دهد. اگر ولتا خروجی نیز کمتر از ولتاژ مورد نظر باشد، ژنراتور تلاش می‌کند تا کمبود ولتاژ خروجی را جبران نماید.
  در این قسمت اگر ژنراتور نتواند کمبود ولتاژ خروجی را جبران نماید، سیگنال کنترلی دیگری به بخش موتور ارسال شده تا موتور دستگاه با قدرت بیشتری کار کند. و همچنین در حالت برعکس، اگر ولتاژ خروجی بیشتر از مقدار مورد انتظار باشد، ژنراتور سطح ولتاژ را کاهش داده و سیگنالی به موتور ارسال می‌کند تا موتور با توان کمتری کار کرده و مصرف سوخت آن کاهش یابد.
• کنترل کننده بخش موتور: این قسمت از مدار وظیفه مدیریت موتور را بر عهده دارد. با توجه به سیگنال‌هایی که به این قسمت می‌رسد، توان موتور کاهش یا افزایش پیدا می‌کند. این عمل توسط بالابردن میزان سوخت موتور و در نتیجه توان تولید انرژی مکانیکی توسط موتور انجام می‌شود. میزان سوخت موتور توسط دریچه سوخت‌رسان بر روی موتور کنترل می‌شود.

مشکل در عملکرد موتور برق بنزینی

در صورتی که بخش‌های کنترلی مدار دچار مشکل شوند، انواع و اقسام مشکلات در دستگاه ایجاد می‌شود. این مشکلات می‌توانند شامل موارد زیر باشند:

• عدم ثبات در ولتاژ خروجی در هنگام تغییر در مصرف
• کالیبره نبودن ولتاژ خروجی که به معنای عدم وجود خروجی ۲۲۰ ولت در خروجی می‌باشد.
• کالیبره نبودن و عدم ثبات در فرکانس خروجی
• داغ شدن بیش از اندازه دستگاه
• کارکرد دایمی بخش موتور با حداکثر توان موتور
• ...

مشکلات بالا با ایجاد خرابی در بخش های مختلف دستگاه مثل سنسورها، شیرهای کنترلی، ولتاژ مبنا و ... ایجاد می‌شود. مشکلات ایجاد شده به علت پیچیده بودن دستگاه توسط افراد غیر فنی و کارشناس قابل ردیابی و اصلاح نبوده و فقط توسط افراد حرفه‌ای برطرف خواهند شد.