ژنراتور یا موتور برق از نظر نوع خروجی به تک‌فاز و سه‌فاز تقسیم می‌شود؛ انتخاب میان آن‌ها را نوع بار تعیین می‌کند، نه فقط عدد کاوا. اگر قرار است حتی یک مصرف‌کننده ضروری سه‌فاز هنگام قطعی کار کند، فاز و ولتاژ خروجی ژنراتور باید با مشخصات پلاک آن دستگاه هماهنگ باشد. اگر همه بارها تک‌فازند، ژنراتور تک‌فاز معمولاً انتخاب ساده‌تری است. در بار ترکیبی، ژنراتور سه‌فاز زمانی انتخاب درستی است که بارهای تک‌فاز میان فازها تقسیم شوند و جریان هیچ فاز از حد درج‌شده در دیتاشیت سازنده بالاتر نرود.
ژنراتور تک‌فاز یا سه‌فاز را بر چه اساسی انتخاب کنیم؟
نوع بار، مشخصات پلاک، نوع تابلو برق و نحوه توزیع بار تعیین می‌کنند ژنراتور تک‌فاز مناسب است یا سه‌فاز. جدول زیر یک جمع‌بندی اولیه است.
| وضعیت مصرف | انتخاب اولیه | دلیل |
|---|---|---|
| همه دستگاه‌ها تک‌فاز هستند | تک‌فاز | توان نامی دستگاه برای خروجی تک‌فاز اعلام شده و محدودیت تقسیم بار میان فازها وجود ندارد |
| پمپ، کمپرسور یا موتور ضروری سه‌فاز دارید | سه‌فاز | فاز و ولتاژ خروجی ژنراتور باید با پلاک مصرف‌کننده هماهنگ باشد |
| بار تک‌فاز و سه‌فاز هم‌زمان دارید | سه‌فاز با توزیع بار | بارهای تک‌فاز میان سه فاز پخش می‌شوند |
| فاز دستگاه‌ها را نمی‌دانید | هنوز انتخاب نکنید | از پلاک مصرف‌کننده‌ها و تابلو برق عکس بگیرید و پیش از انتخاب بررسی کنید |
سه‌فاز بودن مترادف «قوی‌تر» یا «کم‌مصرف‌تر» بودن نیست. دو ژنراتور با کاوای نامی یکسان، ظرفیت ظاهری نامی یکسانی دارند، اما نوع خروجی آن‌ها متفاوت است. مصرف سوخت نیز به موتور، درصد بار و بازده همان مدل وابسته است، نه به تعداد فاز به‌تنهایی.
روی پلاک مصرف‌کننده، تعداد فاز (PH)، ولتاژ (V) و فرکانس (Hz) را بخوانید. در یک شبکه یا ژنراتور با پلاک ۲۳۰/۴۰۰ ولت، ولتاژ فاز به نول ۲۳۰ ولت و ولتاژ میان دو فاز ۴۰۰ ولت است؛ توضیح فنی اشنایدر الکتریک همین رابطه را نشان می‌دهد. در بازار ایران و روی بسیاری از پلاک‌ها هنوز ۲۲۰/۳۸۰ ولت نوشته می‌شود. در هر صورت، عدد واقعی پلاک مصرف‌کننده و دیتاشیت ژنراتور ملاک انتخاب است.
در ژنراتور سه‌فاز، توان نامی و جریان هر فاز چه معنایی دارند؟
توان نامی ژنراتور سه‌فاز، ظرفیت کل دستگاه در شرایط بار متعادل است؛ این عدد روی هر فاز تکرار نمی‌شود. برای نمونه، درج ۳۰ کاوا روی پلاک سه‌فاز به معنای ۳۰ کاوا قابل برداشت از یک فاز نیست.
هر فاز جریان نامی مشخصی دارد. وقتی بار فقط روی یک فاز قرار می‌گیرد، ممکن است همان فاز زودتر به حد جریان برسد، در حالی که دو فاز دیگر سبک مانده‌اند. به همین دلیل جمع کل کاوا برای تشخیص ظرفیت تک‌فاز کافی نیست؛ جریان نامی هر فاز و حد مجاز نامتعادلی بار در دیتاشیت آلترناتور تعیین‌کننده‌اند.
دو رابطه پایه تفاوت را روشن می‌کنند:
کاوا تک‌فاز = ولتاژ × جریان ÷ ۱۰۰۰
کاوا سه‌فاز متعادل = ۱٫۷۳۲ × ولتاژ خط × جریان خط ÷ ۱۰۰۰
برای نمونه، جریان خط یک ژنراتور ۳۰ کاوا در خروجی سه‌فاز متعادل ۴۰۰ ولت حدود ۴۳ آمپر است:
۳۰٬۰۰۰ ÷ (۱٫۷۳۲ × ۴۰۰) ≈ ۴۳ آمپر
این ۴۳ آمپر جریان نامی هر خط در بار سه‌فاز متعادل است، نه مجوز برداشت ۳۰ کاوا از یک فاز. مقدار مجاز بار تک‌فاز و حد نامتعادلی را دیتاشیت همان آلترناتور تعیین می‌کند.
این روابط برای محاسبه اولیه‌اند. ضریب توان، جریان راه‌اندازی موتور و افت ولتاژ نیز در انتخاب ظرفیت اثر دارند؛ فرمول‌های پایه در تبدیل کاوا به کیلووات و محاسبه ظرفیت ژنراتور آمده است.
⚠️ توجه: نمی‌توان برای همه ژنراتورها درصد ثابتی به‌عنوان «توان قابل برداشت از یک فاز» در نظر گرفت. نوع سیم‌پیچی، سربندی ستاره یا مثلث، وجود نول و محدودیت سازنده عدد نهایی را تعیین می‌کنند.
بارهای تک‌فاز چگونه روی ژنراتور سه‌فاز تقسیم می‌شوند؟
بارهای تک‌فاز روی ژنراتور سه‌فاز تا حد امکان میان سه فاز تقسیم می‌شوند. روشنایی، یخچال، رایانه و پریزهای یک کارگاه می‌توانند در تابلو روی مدارهای جدا قرار گیرند تا یک فاز به‌تنهایی سنگین نشود.
راهنمای کاربرد ژنراتور کامینز توزیع یکنواخت بارهای تک‌فاز را برای استفاده از ظرفیت ژنراتور و محدود کردن نامتعادلی ولتاژ توصیه می‌کند. راهنمای نصب کاترپیلار نیز جریان نامی هر فاز را ملاک قرار می‌دهد و بار تک‌فاز مجاز را به نوع سیم‌پیچی ژنراتور و بار سه‌فاز هم‌زمان وابسته می‌داند.
استفاده از فاز و نول برای تغذیه یک وسیله تک‌فاز، در ژنراتور دارای نول و ولتاژ مناسب امکان‌پذیر است. این اتصال «تبدیل ژنراتور به تک‌فاز» نیست؛ ژنراتور همچنان سه‌فاز می‌ماند و محدودیت جریان همان فاز و عدم تعادل پابرجاست.
نامتعادلی بار می‌تواند باعث نامتعادلی ولتاژ شود و کار موتورهای سه‌فاز را مختل کند. حد مجاز را از دیتاشیت آلترناتور می‌خوانند و برق‌کار مدارهای تک‌فاز را بین فازها جابه‌جا می‌کند تا جریان فازها به هم نزدیک شود.
هنگام خرید چه اطلاعاتی را بررسی کنیم؟
برای انتخاب فاز و ظرفیت، این پنج مورد را بررسی کنید:
- پلاک دستگاه‌های اصلی: ولتاژ، تعداد فاز، جریان نامی، توان و فرکانس هر دستگاه.
- بارهای هم‌زمان: دستگاه‌هایی که واقعاً در یک لحظه روشن می‌مانند.
- مصرف‌کننده با بیشترین جریان راه‌اندازی یا جریان گذرا: جریان و روش راه‌اندازی پمپ، کمپرسور یا آسانسور و جریان ورودی دستگاه جوش.
- تابلو و نول: تعداد سیم‌ها، نوع کلید اصلی، مسیر نول و مدارهای تک‌فاز.
- دیتاشیت آلترناتور: جریان هر فاز، نوع سیم‌پیچی و حد نامتعادلی مجاز.
عکس واضح پلاک‌ها از یک فهرست شفاهی دقیق‌تر است. برای خانه، جدول توان مصرفی وسایل خانگی توان و جریان راه‌اندازی وسایل رایج را نشان می‌دهد؛ برای پمپ چاه نیز انتخاب ژنراتور کشاورزی فاز پلاک موتور و جریان راه‌اندازی را در همان کاربرد بررسی می‌کند.
آیا می‌توان فاز ژنراتور را بعداً تغییر داد؟
تغییر خروجی سه‌فاز به تک‌فاز فقط در بعضی آلترناتورها که امکان سربندی مجدد دارند انجام می‌شود. اتصال دلخواه سیم‌ها یا جمع کردن فازها روش تبدیل نیست و به سیم‌پیچی و تجهیزات متصل آسیب می‌زند.
راهنمای فنی شماره ۱۵۴ استمفورد امکان سربندی مجدد برخی سیم‌پیچی‌های سه‌فاز ۱۲ سیمه را توضیح می‌دهد و کاهش توان نامی در حالت تک‌فاز را نیز اعلام می‌کند. همه آلترناتورها چنین قابلیتی ندارند؛ امکان و روش سربندی فقط از روی نقشه اتصال همان مدل مشخص می‌شود.
آیا گرفتن برق از یک فاز و نول همان تبدیل به تک‌فاز است؟
خیر، گرفتن برق از یک فاز و نول فقط یک بار تک‌فاز را به ژنراتور سه‌فاز وصل می‌کند. ظرفیت کامل سه‌فاز روی آن خروجی در دسترس نیست و بار سایر فازها همچنان در محاسبه باقی می‌ماند.
آیا ژنراتور تک‌فاز موتور سه‌فاز را روشن می‌کند؟
خیر، موتور سه‌فاز مستقیماً با خروجی تک‌فاز راه نمی‌افتد. در بعضی کاربردها می‌توان از درایوی استفاده کرد که ورودی تک‌فاز و خروجی سه‌فاز دارد، اما انتخاب آن باید بر اساس ولتاژ، جریان و مشخصات موتور انجام شود؛ این یک تبدیل ساده و عمومی نیست.
انتخاب ژنراتور تک‌فاز یا سه‌فاز از پلاک مصرف‌کننده‌ها شروع می‌شود؛ در بار ترکیبی نیز باید جریان هر فاز، وضعیت نول و حد مجاز نامتعادلی اعلام‌شده توسط سازنده بررسی شود. برای دیدن بقیه معیارهای خرید، راهنمای خرید موتور برق دیزلی را بخوانید یا برای مشاوره خرید ژنراتور در کرمان با کارشناسان نزتس تماس بگیرید.