هل المولد الخاص بك يعمل، لكن ساعتك الرقمية تكتسب وقتًا، أو أن UPS الخاص بك يستمر في رفض الطاقة؟ هذه علامات كلاسيكية على التردد غير الصحيح. في حين أن معظم أصحاب المولدات يعرفون كيفية التحقق من الجهد، فإن التردد (هرتز) غالبًا ما لا يلاحظه أحد حتى تفشل الأجهزة الإلكترونية الحساسة في العمل. يمكن أن يتسبب التردد المنخفض في ارتفاع درجة حرارة المحركات ووميض الأضواء، مما يخلق بيئة طاقة محبطة أثناء انقطاع التيار.
الآلية وراء ذلك ميكانيكية. على عكس الجهد، الذي تتم إدارته بواسطة منظم الجهد التلقائي (AVR)، فإن تردد المولد مرتبط مباشرة بسرعة المحرك (RPM). لزيادة التردد، يجب عليك فعليًا زيادة عدد دورات المحرك في الدقيقة. ويعني هذا الاقتران المادي المباشر أن المحرك البطيء يضمن إنتاج تردد منخفض.
في هذا الدليل، سنقوم بتحليل فيزياء العلاقة بين RPM وهرتز ونقدم برنامجًا تعليميًا خطوة بخطوة لضبط الوحدات المحمولة. سنقوم أيضًا بتغطية تحذيرات السلامة الهامة. غالبًا ما تؤدي زيادة التردد إلى ارتفاع الجهد، لذا فإن مراقبة كليهما في وقت واحد أمر ضروري لمنع إتلاف أجهزتك.
عدد الدورات في الدقيقة يساوي التردد: بالنسبة للمولد المحمول القياسي ثنائي القطب، 3600 دورة في الدقيقة = 60 هرتز. بالنسبة للوحدة الصناعية ذات 4 أقطاب، 1800 دورة في الدقيقة = 60 هرتز.
عامل 'التدلي': اضبط دائمًا تردد عدم التحميل مرتفعًا قليلاً (61-62 هرتز) لاستيعاب انخفاض عدد الدورات في الدقيقة الطبيعي عند تطبيق الأحمال.
التشخيص أولاً: قبل ضبط المنظم، تأكد من أن المحرك لا 'يصطاد' (يرتفع) بسبب المكربن المتسخ أو مشكلة الوقود.
ارتباط الجهد: في معظم الوحدات المحمولة، تؤدي زيادة عدد الدورات في الدقيقة أيضًا إلى ارتفاع الجهد. قد تحتاج إلى إعادة ضبط منظم الجهد التلقائي (AVR) بعد تثبيت التردد.
لضبط المولد الخاص بك بشكل آمن، يجب عليك أولاً فهم 'السلطة' التي تتمتع بها الفيزياء على جهازك. لا يمكنك خداع العلاقة بين سرعة المحرك والإخراج الكهربائي. هذا القفل الميكانيكي هو ما يحدد توليد التيار المتردد (AC).
هناك صيغة قياسية صناعية تملي بالضبط ما يجب أن يفعله محركك لإنتاج الكهرباء الصحيحة. يتم تعريفه على النحو التالي:
و = (ن × ف) / 120
في هذه المعادلة:
f يرمز إلى التردد (يُقاس بالهرتز).
يمثل N سرعة المحرك (المقاسة بوحدة دورة في الدقيقة).
P هو عدد أقطاب المولد.
تكشف هذه الصيغة أن التردد هو مجرد دالة على مدى سرعة مرور المجال المغناطيسي فوق ملفات النحاس. إذا كنت بحاجة إلى حساب التردد المستهدف للمولد بناءً على نوع المحرك المحدد لديك، فهذه الصيغة هي نقطة البداية. إنه يثبت أنه إذا كان 'P' (الأقطاب) ثابتًا، فإن 'N' (السرعة) هي المتغير الوحيد الذي يمكنك تغييره لإصلاح 'f' (التردد).
نظرًا لأن عدد الأقطاب هو سمة فيزيائية ثابتة لمولد المولد الخاص بك، فإن سرعة المحرك المطلوبة ثابتة أيضًا. لا يمكنك تشغيل المولد بسرعة 'أي'؛ يجب أن تكون دقيقة.
المولدات ثنائية القطب (معظم الأجهزة المحمولة): هذه هي وحدات الغاز القياسية الموجودة في المرآب. يجب أن يحافظوا على 3600 دورة في الدقيقة لإنتاج 60 هرتز. إذا كنت في منطقة تستخدم 50 هرتز، فيجب أن تعمل بسرعة 3000 دورة في الدقيقة.
المولدات رباعية الأقطاب (صناعية/ديزل): وهي أكبر وأثقل وأكثر هدوءًا. يجب أن يحافظوا على 1800 دورة في الدقيقة لإنتاج 60 هرتز (أو 1500 دورة في الدقيقة لمدة 50 هرتز).
من الضروري التأكد من متطلبات سرعة المولد رباعي الأقطاب قبل لمس دواسة الوقود. إذا حاولت عن طريق الخطأ تشغيل مولد رباعي الأقطاب بسرعة 3600 دورة في الدقيقة، فسوف تتسبب في حدوث عطل ميكانيكي كارثي.
| نوع المولد | أقطاب المولد | التردد المستهدف (هرتز) | مطلوب دورة في الدقيقة |
|---|---|---|---|
| محمول (بنزين) | 2 | 60 | 3600 |
| محمول (بنزين) | 2 | 50 | 3000 |
| صناعي (ديزل) | 4 | 60 | 1800 |
| صناعي (ديزل) | 4 | 50 | 1500 |
من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن فتح دواسة الوقود يؤدي ببساطة إلى 'تسريع' المحرك. في سياق المولدات، من المفيد التفكير في الأمر مثل ركوب دراجة هوائية أعلى التل.
تخيل أنك يجب أن تحافظ على سرعة مثالية تبلغ 15 ميلاً في الساعة (تمثل 60 هرتز). عندما تصطدم بتلة (حمل كهربائي)، تتباطأ الدراجة بشكل طبيعي. للحفاظ على سرعة 15 ميلاً في الساعة، يجب عليك استخدام الدواسة بقوة أكبر (إضافة المزيد من الوقود). يقوم منظم المولد بهذا بالضبط: فهو يفتح دواسة الوقود حتى لا يتحرك بشكل أسرع من 3600 دورة في الدقيقة، ولكن للحفاظ على 3600 دورة في الدقيقة ضد مقاومة الحمل.
قبل أن تلتقط مفك البراغي، حدد عدد أقطاب المولد. إذا كانت وحدة غاز محمولة صغيرة، فمن المؤكد تقريبًا أنها آلة ذات قطبين تتطلب 3600 دورة في الدقيقة. إذا كانت وحدة احتياطية كبيرة تعمل بالديزل، فمن المحتمل أن تكون آلة ذات 4 أقطاب. إن معرفة هذا الهدف يمنعك من زيادة سرعة المحرك وإلقاء قضيب التوصيل.
يحاول العديد من المستخدمين على الفور تعديل تردد المولد عندما يسمعون أن المحرك يعمل بشكل سيئ. ومع ذلك، فإن ضبط برغي الحاكم على محرك مريض يعد خطأً. يجب عليك التمييز بين مشكلة المعايرة ومشكلة الصيانة.
يمكنك تشخيص السبب الجذري من خلال الاستماع إلى المحرك ومشاهدة عداد التردد:
هرتز منخفض باستمرار: يعمل المحرك بسلاسة وثبات، لكن التردد يقرأ 55 هرتز أو 56 هرتز. لا يتقلب بشكل جامح. إنه بطيء فقط. الحل: هذه مشكلة تعديل الحاكم. من المحتمل أن يكون التوتر الربيعي قد هدأ بمرور الوقت.
التذبذب في الهرتز (الصيد/الاندفاع): يدور المحرك لأعلى ولأسفل بشكل إيقاعي (على سبيل المثال، القفز من 58 هرتز إلى 63 هرتز والعودة). الحل: هذه مشكلة في نظام الوقود. من المحتمل أن تكون طائرة الطيار مسدودة، مما يتسبب في حالة هزيلة.
إذا كان المولد الخاص بك 'يصطاد'، فلن يؤدي تدوير برغي الحاكم إلى إصلاحه. وفي الواقع، فإنه سيجعل هذا الارتفاع أسوأ. يمنع المكربن القذر المحرك من الحصول على تدفق مستمر من الوقود. يستشعر الحاكم انخفاض عدد الدورات في الدقيقة، ويفتح دواسة الوقود، ويتسارع المحرك. ثم يتجاوز الحد، ويغلق الحاكم دواسة الوقود. تتكرر هذه الدورة.
إذا رأيت صيدًا، ضع مفك البراغي جانبًا. تحتاج إلى تنظيف المكربن أو إضافة منظف قوي لنظام الوقود. اضبط التردد فقط عندما يصبح المحرك خاملاً بشكل سلس.
من المهم أيضًا فهم دور منظم الجهد التلقائي (AVR). يتحكم AVR في الجهد (120 فولت/240 فولت)، وليس التردد. إذا كان التردد منخفضًا (على سبيل المثال، 55 هرتز)، فإن ضبط المسمار النحاسي على AVR لن يفعل شيئًا على الإطلاق لإصلاح هرتز. سوف يغير الجهد فقط. يجب عليك معالجة سرعة المحرك أولاً.
بمجرد التأكد من أن المحرك سليم (عمل سلس) ولكن ببساطة بطيء، يمكنك متابعة عملية الضبط. تنطبق هذه العملية على معظم أنظمة التحكم الميكانيكية الموجودة في المولدات المحمولة.
لا تحتاج إلى معدات باهظة الثمن، ولكنك تحتاج إلى طريقة لقياس الناتج.
1. مقياس التردد المتعدد: من الناحية المثالية مقياس رقمي متعدد مع إعداد 'هرتز'.
2. مفك براغي/كماشة: لضبط برغي الحاكم.
3. معدات السلامة: القفازات وحماية العين، حيث سيتم تشغيل المحرك.
إذا لم يكن لديك مقياس متعدد، فيمكنك استخدام طريقة 'الساعة التناظرية' الموضحة لاحقًا في هذا القسم.
أنت بحاجة إلى العثور على برغي الحاكم الخانق . هذا ليس برغي الخليط الخامل الموجود على المكربن نفسه. ابحث عن ذراع الحاكم - وهو ذراع معدني متصل بخانق المكربن بواسطة قضيب معدني وزنبرك.
سيكون هناك برغي طويل ملولب يضغط على الزنبرك المتصل بهذا الذراع. غالبًا ما يتم تمييزه بالطلاء الأصفر من المصنع. يتحكم هذا المسمار في عدد الدورات في الدقيقة المستهدف.
الاحماء: قم بتشغيل المولد واتركه يعمل لمدة 5 إلى 10 دقائق. يحتاج المحرك إلى الوصول إلى درجة حرارة التشغيل الكاملة حتى تتمدد المكونات المعدنية ويدور الزيت. التعديل البارد سيكون غير دقيق.
قياس خط الأساس: قم بتوصيل جهاز القياس المتعدد الخاص بك بأحد منافذ 120 فولت. تأكد من عدم وجود أجهزة متصلة (حالة عدم التحميل). لاحظ هرتز الحالي.
الضبط: حدد موقع برغي الحاكم. لزيادة التردد، عادة ما تقوم بتدوير المسمار في اتجاه عقارب الساعة . يؤدي هذا إلى تضييق الزنبرك، وسحب ذراع الحاكم إلى إعداد سرعة أعلى. قم بتشغيله ببطء أثناء مشاهدة العداد.
تحديد الهدف (حاسم): لا تتوقف عند 60.0 هرتز بالضبط. تهدف إلى هدف 61.0 إلى 62.0 هرتز في ظل ظروف عدم التحميل.
قد تتساءل لماذا نهدف إلى 61 أو 62 هرتز. هذا هو السبب في 'Governor Droop'. إن أدوات التحكم الميكانيكية ليست مثالية. عندما تقوم بتحميل حمل ثقيل (مثل المدفأة أو المنشار)، ستنخفض سرعة المحرك بشكل طبيعي قليلاً قبل أن يمسكه الحاكم.
إذا قمت بتعيين خط الأساس عند 60 هرتز تمامًا، فقد تنخفض الوحدة إلى 58 هرتز تحت الحمل، وهو منخفض بما يكفي لإتلاف بعض المعدات. من خلال ضبط خط الأساس لعدم التحميل على 61-62 هرتز، فإنك تضمن أنه عندما يعمل المولد بجد، فإنه يستقر في 'النقطة المثالية' البالغة 60 هرتز.
إذا كنت في حالة طوارئ وليس لديك مقياس متعدد، يمكنك استخدام ساعة كهربائية تناظرية قديمة (من النوع الذي يحتوي على عقرب ثانوي يتم توصيله بالحائط).
قم بتوصيل الساعة بالمولد.
استخدم ساعة توقيت (أو هاتفك) لضبط توقيت عقرب الثواني لمدة دقيقة واحدة بالضبط.
إذا أكمل عقرب الثواني دورة كاملة في أقل من 60 ثانية ، يكون التردد مرتفعًا جدًا.
إذا استغرق إكمال الدورة أكثر من 60 ثانية ، يكون التردد منخفضًا.
اضبط المسمار حتى تحافظ الساعة على الوقت المثالي مع ساعة الإيقاف الخاصة بك. هذه الطريقة دقيقة بشكل مدهش لأن هذه الساعات تعتمد بشكل مباشر على دورة 60 هرتز للحفاظ على الوقت.
إن تغيير عدد الدورات في الدقيقة لا يؤدي إلى تغيير التردد فحسب؛ فهو يؤثر على ملف تعريف جودة الطاقة بالكامل. يجب عليك التحقق من سلامة الإخراج قبل توصيل الأجهزة الإلكترونية الحساسة.
في المولدات المحمولة البسيطة، هناك رابط مادي بين السرعة والجهد. عندما يدور الجزء المتحرك بشكل أسرع (زيادة هرتز)، تتغير كثافة التدفق المغناطيسي، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى زيادة الجهد.
بعد أن نجحت في زيادة التردد إلى 60 هرتز (أو 62 هرتز بدون تحميل)، تحقق من الجهد الكهربي لديك. من الممكن أن يكون الجهد قد ارتفع إلى 130 فولت أو أعلى. يمكن أن يؤدي هذا الجهد العالي إلى تفجير المصابيح الكهربائية وإتلاف أدوات الحماية من زيادة التيار.
إذا كان الجهد غير آمن (عادةً أعلى من 127 فولت):
1. حدد موقع منظم الجهد التلقائي (AVR) في نهاية رأس المولد (عادةً ما يكون مكونًا على شكل كلية).
2. ابحث عن برغي مقياس الجهد النحاسي الصغير الموجود على AVR (غالبًا ما يكون مخفيًا تحت مادة التأصيص الزرقاء).
3. أدر هذا المسمار عكس اتجاه عقارب الساعة لخفض الجهد مرة أخرى إلى نطاق آمن (120 فولت-124 فولت) بينما يظل التردد عند هدفك الجديد.
الخطوة الأخيرة هي إثبات قدرة المولد على الاحتفاظ بالتردد. قم بتطبيق حمولة بنسبة 50٪، مثل سخانين بقدرة 1500 واط. مشاهدة مقياس التردد.
يجب أن ينخفض التردد عن خط الأساس 62 هرتز ولكن يجب أن يظل أعلى من 58.5 هرتز . إذا انخفض بشكل كبير (على سبيل المثال، إلى 55 هرتز)، فقد يكون المحرك ضعيفًا، أو قد يكون الزنبرك الحاكم مرهقًا ويحتاج إلى الاستبدال.
إذا كنت تدير مولدًا صناعيًا كبيرًا بدلاً من وحدة محمولة، فإن القواعد تتغير. تستخدم الأنظمة التجارية منطق تحكم مختلفًا.
غالبًا ما تستخدم المولدات الصناعية المتطورة أدوات التحكم الإلكترونية 'المتزامنة'. على عكس النوابض الميكانيكية، تحافظ هذه الأنظمة التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر على 60.0 هرتز تمامًا بغض النظر عن الحمل. ولا تواجه 'التدلي'. إذا كنت تقوم بضبط أحد هذه العناصر، فمن المحتمل أنك تقوم بتغيير المعلمات في وحدة تحكم البرنامج بدلاً من تدوير المسمار.
بالنسبة للمولدات المتصلة بشبكة المرافق (الحافلة اللانهائية)، تختلف فيزياء التعديل بشكل أساسي. إذا كان المولد الخاص بك متزامنًا مع الشبكة، فإن زيادة دواسة الوقود لا تؤدي إلى زيادة التردد.
نظرًا لأن الشبكة أقوى بشكل لا نهائي من المولد الخاص بك، يتم قفل التردد بواسطة الأداة المساعدة. يؤدي فتح الخانق في هذا السيناريو إلى زيادة خرج الطاقة الحقيقية (kW) وتغيير زاوية عزم الدوران. أنت في الأساس تدفع بقوة أكبر نحو جدار غير متحرك. لا تحاول ضبط التردد على وحدة مرتبطة بالشبكة يدويًا؛ سوف تقوم فقط بتغيير عامل الطاقة وتوزيع الحمل.
يجب على مالكي المولدات العاكسة (مثل سلسلة Honda EU) ملاحظة أن سرعة المحرك منفصلة عن تردد الخرج. تقوم هذه الوحدات بتوليد التيار المتردد، وتحويله إلى تيار مستمر، ومن ثم عكسه مرة أخرى لتنظيف التيار المتردد.
إذا كان مولد العاكس ذو تردد منخفض، فهذا يشير إلى وجود عطل إلكتروني في وحدة العاكس. لن يؤدي تسريع المحرك إلى تغيير هرتز الناتج. تتطلب هذه الوحدات استبدال المكونات، وليس التعديل.
تعد زيادة تردد المولد مجرد تمرين في إدارة RPM. سواء كنت تتعامل مع وحدة محمولة ذات قطبين أو تتحقق من سرعة مولد ذو 4 أقطاب ، تظل القاعدة كما هي: يجب أن يدور المحرك بشكل أسرع لزيادة الهرتز.
تذكر العلاقة الحرجة: يشير انخفاض هرتز إلى انخفاض عدد الدورات في الدقيقة . ومع ذلك، فإن تصحيح هذا التردد المنخفض يمكن أن يؤدي عن غير قصد إلى ارتفاع الجهد. تحقق دائمًا من كلا المقياسين بعد أي تعديل. إذا وجدت أن المنظم الميكانيكي لا يمكنه الحفاظ على التردد ضمن نطاق آمن (+/- 3%) تحت الحمل حتى بعد الضبط، فمن المحتمل أن يكون الوقت قد حان لتقييم استبدال زنبرك المنظم أو الترقية إلى نظام تحكم إلكتروني أكثر دقة.
ج: لا. التيار المباشر (DC) له تردد 0 هرتز. إذا كنت تقوم بقياس التردد على مخرج التيار المستمر، فمن المحتمل أنك تقرأ 'تموجًا' أو ضوضاء من عملية التبديل. التردد هو خاصية للتيار المتردد (AC) فقط، ويمثل عدد المرات التي يعكس فيها التيار اتجاهه في الثانية.
ج: وهذا ما يسمى 'Governor Droop'. مع زيادة الحمل، يواجه المحرك مقاومة مغناطيسية، على غرار ركوب الدراجة صعودًا. يجب ألا يقل تردد المولد الصحي عن 58 هرتز. إذا انخفض إلى أقل، فيجب ضبط تردد عدم التحميل الخاص بك بشكل أعلى (حتى 62 هرتز) أو سيتم تحميل المولد بشكل زائد.
ج: يعتبر التردد العالي قليلاً (61-62 هرتز) آمنًا بشكل عام لمعظم الإلكترونيات والأحمال المقاومة مثل السخانات. ومع ذلك، فإن التردد المنخفض (أقل من 57 هرتز) يضر بشدة بالأحمال الحثية مثل المحركات والضواغط (الثلاجات ومكيفات الهواء)، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها واحتراقها في النهاية.
ج: يتم الصيد عندما يدور محرك المولد لأعلى ولأسفل بشكل إيقاعي. ويسبب هذا تقلبات شديدة في التردد (على سبيل المثال، 55-65 هرتز). يحدث هذا عادةً بسبب وجود مكربن متسخ أو انسداد في الوقود، وليس بسبب وجود برغي حاكم تم ضبطه بشكل خاطئ. يجب عليك تنظيف نظام الوقود لإصلاح ذلك قبل محاولة إجراء أي تعديلات على التردد.
