حفظ ولتاژ خروجی پایدار و بازیابی سریع پاسخ گذرا در هنگام نوسانات شدید بار الکتریکی از الزامات حیاتی دیزل ژنراتورها در تأسیسات صنعتی، تجاری، دریایی و مراکز داده به شمار می‌رود. در ژنراتورهای بدون جاروبک مجهز به سیستم تحریک لروی سامر (Leroy Somer)، رگولاتور ولتاژ خودکار (AVR) جریان تحریک میدان را برای حفظ رگولاسیون ولتاژ پایدار در محدوده ±0.5% تا ±1.0% تنظیم میکند.
طی دهه‌های گذشته، معماری تحریک از سیستم‌های ساده خودتحریک Shunt به سیستم‌های ثبت‌شده دو سیمپیچ کمکی (AREP) و ژنراتورهای مغناطیس دائم (PMG) تکامل یافته است. در زمان تعمیرات دوره‌ای، ارتقا یا رفع خرابی‌های اضطراری، مهندسان نیاز دارند تا بردهای متوقف‌شده مانند R438 و R448 را با مدل پیشرفته R450 جایگزین نمایند یا بردهای خودتحریک فشرده مانند R120 را کالیبره کنند.
این راهنمای تخصصی شامل مقایسه مشخصات فنی، جدول تبدیل ترمینالها، فرآیند گام‌به‌گام تنظیم پتانسیومترها و روش‌های تست استاتیک با مولتی‌متر بر اساس اسناد فنی معتبر می‌باشد.
1. جدول مقایسه مشخصات فنی و ماتریس انتخاب
انتخاب رگولاتور جایگزین نیازمند بررسی توپولوژی تحریک، دامنه ولتاژ حسگر، جریان مداوم و پایداری در برابر اتصال کوتاه است. جدول زیر مقایسه پارامترهای کلیدی بردهای AVR R450، AVR R438، AVR R448 و AVR R120 را نشان میدهد:
| مشخصه فنی | لروی سامر R120 | لروی سامر R438 | لروی سامر R448 | لروی سامر R450 |
|---|---|---|---|---|
| توپولوژی سیستم تحریک | SHUNT (خودتحریک) | AREP / PMG | AREP / PMG | AREP / PMG / SHUNT |
| دقت رگولاسیون ولتاژ | ±1.0% | ±0.5% | ±0.5% | ±0.5% |
| ورودی نمونهبرداری AC | تکفاز 277V / سه فاز 415V (±10%) | 95–140V / 170–260V / 340–528V | 95–140V / 170–260V / 340–528V | 95–140V (110V) / 170–260V (220V) / 340–528V (380V) |
| تغذیه ورودی توان | 277 VAC rms (±10%), 50/60 Hz | AREP (X1, X2, Z1, Z2) یا PMG | AREP (X1, X2, Z1, Z2) یا PMG | حداکثر 150 V, 50/60 Hz (AREP/PMG/Shunt) |
| جریان خروجی مداوم DC | 4.0 A DC (مقاومت میدان ≥15 Ω) | 4.5 A DC (مقاومت میدان ≥10 Ω) | 6.0 A DC (مقاومت میدان ≥10 Ω) | 6.0 A DC (قابل تنظیم از 1.0 تا 5.5 A) |
| جریان اضافهبار 10 ثانیه | 6.0 A DC | 8.0 A DC | 10.0 A DC | 10.0 A DC (حداکثر 9.5 A، سقف 2.9× آستانه) |
| پایداری در اتصال کوتاه | ندارد (افت شدید ولتاژ) | پایدار با AREP/PMG | 300% به مدت 10 ثانیه (افت به ~1 A) | 300% به مدت 10 ثانیه (افت به 0.5–0.7 A) |
| حفاظت اضافه تحریک | آستانه: 60 VDC (10–85 VDC) | حفاظت الکترونیکی داخلی | افت به ~1 A پس از 10 ثانیه >10 A | آستانه P3، 110% نامی، تاخیر زمانی 90 ثانیه |
| حفاظت قطعی حسگر | دارای نشانگر داخلی | مدار مجتمع داخلی | مدار مجتمع داخلی | AREP/Shunt: 1 ثانیه؛ PMG: 10 ثانیه (<1 A) |
| موازیسازی (Droop) | غیراستاندارد | ورودی ترانس جریان اختیاری | ماژول R724 / R725A + ترانس CT | پتانسیومتر P4 (0–8% در 400V، ترانس 1A/5A) |
| فریم ژنراتورهای سازگار | TAL 040, TAL 042, TAL 044 | LSA 42.2, 43.2, 44.2 | LSA 46.2, 47.2, 49.1 | LSA 46.2, 47.2, 49.1, 50.2 |
برای مشاهده جدول کامل تطبیق قطعات یدکی انواع ژنراتورها به راهنمای جامع کدهای معادل قطعات ژنراتور مراجعه فرمایید.
2. تحلیل ساختار سیستم‌های تحریک: SHUNT، AREP و PMG
شناخت نحوه تأمین توان مدار تحریک برای سیم‌بندی و راهاندازی صحیح الزامی است.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| معماری منابع تغذیه تحریک ژنراتورهای لروی سامر |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| |
| 1. سیستم خودتحریک SHUNT (رگولاتور R120 / R450 در حالت Shunt) |
| استاتور اصلی (ترمینالها) ----[توان و نمونهبرداری مشترک]----> AVR ----> میدان |
| (ساده و اقتصادی؛ افت کامل تحریک هنگام اتصال کوتاه یا استارت موتور سنگین) |
| |
| 2. سیستم سیمپیچ کمکی AREP (رگولاتورهای R438 / R448 / R450 در حالت AREP) |
| سیمپیچهای کمکی استاتور: |
| X1 - X2 (متناسب با ولتاژ) ---+ |
| Z1 - Z2 (متناسب با جریان) ---+--> [تغذیه توان AVR] |
| استاتور اصلی ---------------------> [نمونهبرداری 0-110/220/380V] --> AVR |
| | |
| میدان تحریک |
| (حفظ 300% جریان اتصال کوتاه به مدت 10 ثانیه بدون نیاز به PMG خارجی) |
| |
| 3. سیستم PMG با ژنراتور مغناطیس دائم (رگولاتورهای R438 / R448 / R450 در حالت PMG)|
| ژنراتور PMG انتهای شفت (منبع مستقل AC) ---> [تغذیه توان AVR] |
| استاتور اصلی -----------------------------> [نمونهبرداری ولتاژ] ----> AVR |
| | |
| میدان تحریک |
| (ایزولاسیون الکتریکی کامل در برابر هارمونیک‌ها و بارهای غیرخطی اینورتر) |
| |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
1. تحریک خودتحریک (SHUNT)
در ژنراتورهای مجهز به AVR R120، توان و سیگنال نمونهبرداری از ترمینالهای استاتور اصلی گرفته میشود. این روش اقتصادی برای بارهای خطی مناسب است، اما در زمان اتصال کوتاه شدید، ولتاژ استاتور فرو ریخته و باعث خاموشی کامل میدان تحریک میشود.
2. تحریک با سیمپیچهای کمکی (AREP)
سیستم AREP دارای دو سیمپیچ کمکی مستقل در استاتور است:
- سیمپیچ X1 - X2 (مؤلفه ولتاژ): توانی متناسب با ولتاژ پایانه ژنراتور تولید میکند.
- سیمپیچ Z1 - Z2 (مؤلفه جریان): توانی متناسب با جریان بار تولید کرده و در هنگام تغییر ناگهانی بار مانند بوستر عمل میکند.
به همین دلیل رگولاتورهای R438، R448 و R450 می‌توانند 300% جریان اتصال کوتاه را تا 10 ثانیه تأمین کنند تا کلیدهای محافظتی مدار به صورت ایمن عمل نمایند.
3. سیستم ژنراتور مغناطیس دائم (PMG)
ژنراتور PMG سوار بر شفت، ولتاژ متناوب مستقل و پایداری را برای AVR مهیا میسازد که مدار قدرت تحریک را در برابر نویزهای ناشی از درایوهای فرکانس متغیر (VFD) ایزوله میکند.
3. جدول تبدیل ترمینالها جهت ارتقا به مدل R450
برد AVR R450 جایگزین استاندارد بردهای قدیمی R448 و R438 است. جدول زیر مطابقت ترمینالها را نشان میدهد:
| عملکرد | ترمینال قدیمی R448 | ترمینال قدیمی R438 | ترمینال جدید R450 | توضیحات سیم‌بندی |
|---|---|---|---|---|
| خروجی مثبت تحریک (+) | E+ / F+ | E+ / F+ | E+ | اتصال به قطب مثبت میدان اکسایتر |
| خروجی منفی تحریک (-) | E- / F- | E- / F- | E- | اتصال به قطب منفی میدان اکسایتر |
| سیمپیچ کمکی 1 (ولتاژ) | X1, X2 | X1, X2 | X1, X2 | تغذیه ولتاژ کمکی (یا خطوط PMG) |
| سیمپیچ کمکی 2 (جریان) | Z1, Z2 | Z1, Z2 | Z1, Z2 | تغذیه جریان تقویت‌کننده کمکی |
| مشترک نمونهبرداری | 0 V | 0 V | 0 V | نول یا فاز مرجع نمونهبرداری |
| پله نمونهبرداری 110V | 110 V | 110 V | 110 V | محدوده ولتاژ حسگر: 95–140 VAC |
| پله نمونهبرداری 220V | 220 V | 220 V | 220 V | محدوده ولتاژ حسگر: 170–260 VAC |
| پله نمونهبرداری 380V | 380 V | 380 V | 380 V | محدوده ولتاژ حسگر: 340–528 VAC |
| ترانس جریان موازیسازی | ماژول خارجی | ترمینال انتخابی | S1, S2 | اتصال ثانویه ترانس CT با 1A یا 5A (<2.5VA) |
| پتانسیومتر ولتاژ خارجی | ST1 / ST2 | ST1 / ST2 | ST1, ST2 | برداشتن جمپر و اتصال ولوم 1 kΩ / 1W |
برای آشنایی با اصول سیم‌بندی و نمونهبرداری انواع رگولاتورها، راهنمای جامع سیم‌بندی و نمونهبرداری AVR ژنراتور را مطالعه کنید.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| چیدمان ترمینالها و بردهای R450 |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| |
| [ 0V ] [ 110V ] [ 220V ] [ 380V ] [ E- ] [ E+ ] [ S1 ] [ S2 ] |
| |------------ نمونهبرداری ولتاژ -| |-- میدان تحریک | |-- ترانس CT --| |
| |
| [ X1 ] [ Z1 ] [ X2 ] [ Z2 ] [ ST1 ] [ ST2 ] [ فیوزهای F1 / F2 ] |
| |------- ورودی توان تغذیه -| |- ولوم خارجی -| [ 10A 250V سرامیکی ] |
| |
| +---------------------------------------------------------------------------+ |
| | کلید سلکتوری: انتخاب پاسخ LAM و فرکانس قطع U/F (50Hz / 60Hz) | |
| | پتانسیومترها: P1 (VOLT) P2 (STAB) P3 (I_EXC) P4 (DROOP) | |
| | نشانگرهای LED: سبز (عملکرد عادی/شمارش معکوس) قرمز (اضافهبار/قطع حفاظتی) | |
| +---------------------------------------------------------------------------+ |
| |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
4. مراحل تنظیم و کالیبراسیون پتانسیومترها (R450)
پس از نصب رگولاتور AVR R450، پتانسیومترهای P1 تا P4 را طبق ترتیب زیر کالیبره کنید:
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| مراحل کالیبراسیون استاندارد ولوم‌های R450 |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| |
| مرحله 1: پیش‌تنظیم اولیه قبل از استارت |
| - P1 (VOLT ولتاژ): کاملاً خلاف جهت عقربههای ساعت (کمترین ولتاژ) |
| - P2 (STAB پایداری): در موقعیت وسط (حدود 50%) |
| - P3 (I_EXC سقف جریان): کاملاً در جهت عقربههای ساعت (جلوگیری از قطع اولیه) |
| - P4 (DROOP دروپ): کاملاً خلاف جهت عقربههای ساعت (0% برای کارکرد تک‌دستگاه) |
| |
| مرحله 2: تنظیم ولتاژ نامی (P1) |
| - موتور را روشن کرده و به دور نامی (1500 / 1800 RPM) برسانید |
| - P1 را به آرامی در جهت ساعت بچرخانید تا ولتاژ به مقدار هدف (مثلاً 400V) برسد |
| |
| مرحله 3: تنظیم پایداری دینامیکی (P2) |
| - P2 را خلاف جهت ساعت بچرخانید تا عقربه ولتاژ نوسان خفیفی نشان دهد |
| - P2 را کمی در جهت ساعت فراتر از نقطه پایداری برگردانید (حالت میرایی بهینه) |
| |
| مرحله 4: تنظیم آستانه حفاظت اضافه تحریک (P3) |
| - 100% بار نامی را روی ژنراتور اعمال نموده و جریان تحریک E+/E- را اندازه بگیرید |
| - P3 را طوری تنظیم کنید که در 110% جریان نامی، LED سبز پایدار بماند |
| |
| مرحله 5: تنظیم دروپ موازیسازی (P4 - فقط ژنراتورهای موازی) |
| - ترانس CT را به S1/S2 وصل کرده و بار سلفی (PF 0.8) اعمال کنید |
| - P4 را برای ایجاد افت ولتاژ 2% تا 4% در بار کامل تنظیم نمایید |
| |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
آستانه‌های حفاظتی و زمان‌بندی‌ها (P3)
- محدوده تنظیم جریان مداوم: قابل تنظیم از 1.0 تا 5.5 آمپر DC.
- زمان‌بندی اضافه تحریک: در صورت تجاوز جریان از 110% مقدار تنظیمشده P3، شمارنده داخلی به مدت 90 ثانیه (1 پالس در ثانیه) کار میکند. در صورت رفع اضافهبار، شمارنده معکوس میشود و در پایان 90 ثانیه، AVR جریان را محدود میسازد.
- قطع اتصال کوتاه (10 ثانیه): در اتصال کوتاه شدید، جریان تا 2.9 برابر آستانه (با سقف 9.0 A ± 0.5 A و پیک 9.5 A) مجاز است. با تداوم خطا به مدت 10 ثانیه، AVR جریان تحریک را به 0.5–0.7 آمپر کاهش میدهد.
- تحدید ولتاژ پس از رفع اتصال کوتاه: در ژنراتورهای AREP، ولتاژ پس از رفع خطا موقتاً روی 70% ولتاژ نامی محدود میشود تا از تجهیزات محافظت به عمل آید.
5. تست استاتیک با مولتی‌متر و عیب‌یابی
پیش از تعویض برد یا در هنگام عیب‌یابی، اندازه‌گیری‌های استاتیک را در حالت تست دیود و مقاومت با سیمهای جدا شده انجام دهید.
تست استاتیک رگولاتور R120
- F1 به F2 (تست دیود): پراب قرمز به
F1و مشکی بهF2. مقدار خوانده‌شده: 0.4 تا 0.6 کیلو اهم. با معکوس کردن پراب‌ها باید مدار باز (بی‌نهایت) نمایش داده شود. - U به N1 (مقاومت مدار حسگر): مقاومت بین ترمینال
Uو نولN1باید بین 200 تا 260 کیلو اهم باشد. مقدار بی‌نهایت نشان‌دهنده سوختن مقسم ولتاژ است. - N به F1 (مقاومت اتصال): مقاومت بین
NوF1باید بسیار کم یا نزدیک به 0 اهم باشد. - فیوز محافظتی داخلی: پیوستگی فیوز سرامیکی 4 A / 240 VAC را بررسی کنید.
عیب‌یابی استاتیک رگولاتور R450
- بررسی فیوزها: سلامت دو فیوز قدرت 10 A / 250 V (
F1/X1وF2/Z2) را چک کنید. سوختن فیوز معمولاً ناشی از خرابی دیودهای چرخان یا اتصال کوتاه در سیمپیچ تحریک است. - تست قطعات نیمههادی قدرت: مقاومت بین ورودیهای توان (
X1/X2/Z1/Z2) و خروجی‌های تحریک (E+/E-) را اندازه بگیرید. مقاومت 0 اهم نشان‌دهنده اتصال کوتاه شدن تریستورها است. - تشخیص از روی نشانگرهای LED:
- LED سبز روشن ثابت: عملکرد عادی، جریان زیر آستانه قطع.
- LED سبز چشمک‌زن: شمارنده اضافهبار در حال کاهش است (کاهش بار پس از اضافهبار موقت).
- LED سبز خاموش / قرمز روشن: حالت حفاظت و قطع جریان تحریک به 0.5–0.7 آمپر.
6. کیفیت سازگار و ضمانت کارخانه POPULACE
شرکت POPULACE طیف کاملی از رگولاتورهای ولتاژ سازگار با ژنراتورهای لروی سامر از جمله AVR R450، AVR R438، AVR R448 و AVR R120 را تولید میکند.
تمام محصولات تحت سیستم مدیریت کیفیت ISO9001 تولید میشوند:
- 100% تست دینامیکی بارداری: بررسی دقیق رگولاسیون ولتاژ، پایداری، نقاط برش UFRO و زمان‌های قطع اتصال کوتاه.
- قطعات استاندارد صنعتی: استفاده از تریستورهای مقاوم در برابر حرارت بالا، ولوم‌های دقیق آب‌بندی‌شده و عایق سیلیکونی ضد لرزش و رطوبت.
- گارانتی کارخانهای 13 ماهه: تعویض یا تعمیر بدون قید و شرط.
برای استعلام و اطمینان از تطابق رگولاتور با ژنراتور خود، تصویر پلاک ژنراتور را به [email protected] ارسال نموده یا در صفحات محصولات درخواست خود را ثبت کنید.
