مشکل بار خازنی که اغلب توسط مجموعه های دیزل ژنراتور در مرکز داده با آن مواجه می شود

قبل از هر چیز دامنه بحث خود را محدود کنیم تا زیاد شل نشویم. ژنراتور مورد بحث در اینجا به یک ژنراتور سنکرون AC سه فاز بدون جاروبک اشاره دارد که از این پس تنها به عنوان "ژنراتور" نامیده می شود.
این نوع ژنراتور حداقل از سه قسمت اصلی زیر تشکیل شده است که در بحث زیر به آنها اشاره خواهد شد:
ژنراتور اصلی، به استاتور اصلی و روتور اصلی تقسیم می شود. روتور اصلی میدان مغناطیسی را فراهم می کند و استاتور اصلی برای تامین بار برق تولید می کند. محرک، استاتور محرک و روتور؛ استاتور تحریک کننده یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند، روتور برق تولید می کند و پس از یکسو شدن توسط یک کموتاتور چرخان، توان روتور اصلی را تامین می کند. تنظیم کننده ولتاژ خودکار (AVR) ولتاژ خروجی ژنراتور اصلی را تشخیص می دهد و جریان سیم پیچ استاتور محرک را برای تثبیت ولتاژ خروجی استاتور اصلی کنترل می کند.
شرح وظایف تنظیم ولتاژ AVR
هدف عملیات AVR تثبیت ولتاژ خروجی ژنراتور است که در اصطلاح رایج به آن "رگولاتور" نیز می‌گویند.
عملکرد آن به این صورت است: وقتی ولتاژ خروجی ژنراتور کمتر از مقدار تنظیم شده باشد، جریان استاتور تحریک کننده افزایش می یابد که معادل افزایش جریان تحریک روتور اصلی است، به طوری که ولتاژ ژنراتور اصلی به مقدار تنظیم شده افزایش می یابد. در غیر این صورت، جریان تحریک کاهش می یابد و ولتاژ کاهش می یابد. اگر ولتاژ خروجی ژنراتور برابر با مقدار تنظیم شده باشد، AVR خروجی موجود را بدون تنظیم حفظ می کند.
سپس بار، با توجه به رابطه فاز بین طبقه بندی جریان و ولتاژ، بار AC را می توان به سه دسته تقسیم کرد:
بارهای مقاومتی که در آن جریان در فاز با ولتاژ اعمال شده به آنها باشد. بار القایی، فاز فعلی از ولتاژ عقب است. بار خازنی، فاز فعلی جلوتر از ولتاژ. مقایسه ویژگی های سه بار به ما کمک می کند تا بار خازنی را بهتر درک کنیم.
برای بارهای مقاومتی، هرچه بار بزرگتر باشد، جریان تحریک مورد نیاز برای روتور اصلی (برای تثبیت ولتاژ خروجی ژنراتور) بیشتر است.
در بحث بعدی، جریان تحریک مورد نیاز بار مقاومتی را به عنوان یک استاندارد مرجع در نظر می گیریم، یعنی بزرگتر از آن چیزی که ما آن را بزرگتر می نامیم. هر چیزی کوچکتر از آن را کوچکتر می نامیم.
هنگامی که بار ژنراتور القایی است، روتور اصلی برای حفظ ولتاژ خروجی پایدار به جریان هیجان انگیز بیشتری نیاز دارد.
بار خازنی
هنگامی که ژنراتور با بار خازنی مواجه می شود، روتور اصلی به جریان هیجان انگیز کمتری نیاز دارد، یعنی جریان تحریک باید کاهش یابد تا ولتاژ خروجی ژنراتور تثبیت شود.
چرا این اتفاق می افتد؟
همچنین باید به یاد داشته باشیم که جریان روی بار خازنی جلوتر از ولتاژ است و این جریان های پیشرفته (که از طریق استاتور اصلی می گذرد) جریان القایی را روی روتور اصلی ایجاد می کند که فقط در برهم نهی مثبت با جریان هیجان انگیز است. میدان مغناطیسی روتور اصلی افزایش یافته است. بنابراین، جریان تحریک کننده باید کاهش یابد تا ولتاژ خروجی ژنراتور ثابت بماند.
هرچه بار خازنی بزرگتر باشد، خروجی محرک باید کوچکتر باشد. هنگامی که بار خازنی تا حد معینی افزایش می یابد، خروجی محرک باید به صفر کاهش یابد. خروجی محرک صفر است که حد ژنراتور است. در این زمان ولتاژ خروجی ژنراتور خود تثبیت نمی شود و این منبع تغذیه واجد شرایط نخواهد بود. به این محدودیت «محدودیت کم تحریک» نیز می گویند.
ژنراتور فقط می تواند ظرفیت بار محدود را بپذیرد. (البته، برای یک ژنراتور معین، محدودیت های اندازه در بارهای مقاومتی یا القایی نیز وجود دارد.)
اگر پروژه ای با بارهای خازنی مشکل دارد، می توانید از منبع تغذیه فناوری اطلاعات با ظرفیت کمتر به ازای هر کیلووات توان استفاده کنید، همچنین می توانید از سلف ها برای جبران استفاده کنید، اجازه ندهید که ژنراتور در ناحیه نزدیک به "حد کم تحریک" کار کند.