Dizel Jeneratör Nasıl Çalışır?

Elektrik enerjisine olan ihtiyaç her geçen gün daha da artmaktadır. Talep tarafındaki bu artış yalnızca enerji miktarına değil aynı zamanda bu enerjinin sürekliliğine de yöneliktir. Jeneratörler ise bu konuda en sık başvurulan yöntemlerdendir. Ancak bir jeneratörün kullanılabilir bir elektrik enerjisi üretimi nasıl gerçekleşir? Cevabı yazımızda…

A- A+

19.03.2019 tarihli yazı 20382 kez okunmuştur.

Jeneratör Generatör AVR

Elektrik enerjisine hayatımızın her alanında ihtiyaç duyduğumuz bir gerçek. Bu enerjinin hayatlarımızla bu kadar bütünleşik bir hale gelmesi, elektrik enerjisinin sürdürülebilirliği ve sürekliliğine olan ihtiyacı da artırmıştır. Mevcut elektrik enerjisi kaynakları ile olan bağlantımız herhangi bir sebep ile kesildiği zaman enerjisiz kalmamak adına jeneratörlere başvururuz ve işlerimize aksamadan devam etmek isteriz.

Dizel jeneratörler de bu ihtiyacı karşılamak için oluşturulmuş ve nihayetinde kimyasal enerjiyi birkaç aşama aracılığıyla elektrik enerjisine dönüştüren bir makinedir. Dizel jeneratörler içten yanmalı motora sahip otomobillerin kullandığı teknolojiyi kullanarak sahip oldukları dizel yakıtı oksijen ile tepkimeye sokarak yakarlar. Bunu yapabilmek için pistonlarda sıkıştırılan atmosferden alınan hava sıkıştırılır ve sıcaklığının artması sağlanır. Benzinli motorların aksine normal koşullarda dizel yakıt kendiliğinden alev alabildiği için yanma işlemi için bujilere ihtiyaç duyulmaz. Fakat özellikle kış günleri gibi soğuk havalarda sıkıştırılan hava dizel yakıtın yanmasına elverişli bir sıcaklığa ulaşamayacağı için, dizel motor ünitesi kızdırma bujileri yardımı ile dizel motorun yanma odasına bakan kısmı ısıtılarak yakıtın yanacağı sıcaklığa erişmesini sağlayabilir.

Şekil 1 : Kızdırma Bujisi İç Yapısı

Şekil 2 : Dizel Motorda Kızdırma Bujisi Kullanımı

►İlginizi Çekebilir : Jeneratör Çalışmasında Neden Kompanzasyon İstenmez?

Tüm bu işlemler gerçekleştirildikten sonra yanma sonucu elde edilen basınç pistonu iter. Piston bu hareketi biyel koluna, biyel kolu da krank miline iletir. Bu sayede pistonların doğrusal hareketi krank mili aracılığıyla dairesel harekete çevrilir. Böylelikle kimyasal enerji mekanik enerjiye çevrilerek dönüşümün ilk adımı tamamlanmış olur.

Şekil 3 : Dizel Motor Hareket Diyagramı

►İlginizi Çekebilir : Manuel Şanzımanın Parçaları

Krank milinin bir ucu aynı zamanda bir elektrik makinesinin rotor miline akupledir. Böylelikle dizel motordan alınan hareket enerjisi elektrik makinesine iletilebilir. Ancak bu mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çevirmek için yalnızca bu iki mili birbirine bağlamak yeterli olmaz. Hareket eden rotora harici bir kaynaktan doğru akım verilmelidir. Rotor sargılarından geçen bu doğru akım, makinenin stator kısmını kesen bir manyetik alan meydana getirir. Rotor milini krank milinden ayırdığımızda durağan bir rotor ve çevresinde yönü ve büyüklüğü sabit bir manyetik alan elde edilir. Fakat rotor hareket etmeye başladığında Faraday Yasası uyarınca hareketli bir manyetik alan durağan olan stator iletkenlerini keser ve o iletkenlerde bir gerilim indüklemesine sebep olur. İletkenleri kesen manyetik alanın kuzey ve güney kutupları arasında sürekli olarak değiştiğinden, stator iletkenlerinde indüklenecek gerilimin yönü de sürekli olarak değişecektir. Yani diğer bir deyişle stator iletkenlerinden AC gerilim elde edilecektir.

Şekil 4 : 3 Faz AC Gerilim Çıkışı

►İlginizi Çekebilir : Alternatif Akımın Temel Tanımları

Elektrik enerjisi üretimi her zaman tüketime eşitlenecek şekilde planlanır ve yapılır. Dizel jeneratörde üretilen elektrik enerjisinin de tam olarak ihtiyaç kadar üretilmesi gerekir. Fakat yük her zaman sabit değildir. Jeneratör, beslediği herhangi bir yükün devreden çıkmasına veya yeni bir yükün devreye girmesine göre esneklik gösterebilmelidir. Bunu yapabilmek için otomatik voltaj regülatörleri (AVR) kullanılır. Elektrik enerjisi jeneratörden sağlanıyor olsa bile gerilimdeki müsaade edilen dalgalanma miktarının %10’u geçmemesi gerekir. Aksi halde yüklerde jeneratörde arızalar meydana gelebilir. Jeneratöre bağlı olan yük miktarı arttığında gerilim seviyesi düşer. Bu durumu dengelemek için AVR uyarma akımını artırır ki bu manyetik alan akısını da arttır. Bu olay kapasitif bir etkiye sebep olur ve gerilim seviyesi tekrar istenen aralıkta olur. Tersi bir durum söz konusu olup bağlı olan yükler azalırsa bu jeneratörde bir gerilim yükselmesine sebep olur. AVR ise bu durumu dengelemek için uyarma akımını azaltır ki bu manyetik alan akısını azaltır. Bu olay ise endüktif bir etkiye sebep olur ve böylece gerilim seviyesi tekrar istenilen aralığa düşer.

Şekil 5 : AC Jeneratörler İçin Otomatik Voltaj Regülatörü

Yük ve gerilim dengesi ile ilgili bilinmesi gereken diğer önemli bir husus da aktif ve reaktif güç dengesidir. Jeneratörlerde gerilim regülasyonunu sağlayabilmek için uyartım akımının artırılıp azaltılması işlemi esasında bir reaktif güç ayarlamasıdır. Bilindiği gibi kapasitif etki gerilimde yükselmeye endüktif etki ise düşmeye sebep olur ki AVR de tam olarak bunu yapar. Fakat devreye bağlanan yükün hangi oranlarda endüktif, kapasitif veya omik olduğuna göre jeneratörün sağlaması gereken güç değeri de değişir. Örneğin bağlanan yük çoğunlukla omik yükten oluşuyorsa bu yüke aktif güç sağlanmalıdır. Bunu yapmak için ise rotor sargılarına uygulanan uyarma akımının değiştirilmesi değil, rotor miline uygulanan mekanik gücün artırılması yani kullanılan yakıt miktarının artırılması gerekir. Bu olay tıpkı otomobillerde daha hızlı gitmek için gaza daha sert basmaya benzetilebilir. Böylelikle jeneratörden talep edilen aktif güç ihtiyacı da karşılanmış olur.