Diode máy phát điện là gì?

Diode trong máy phát điện là linh kiện bán dẫn có nhiệm vụ chỉnh lưu dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC). Diode đóng vai trò rất quan trọng trong máy phát điện. Đặc biệt là ở phần mạch kích từ (AVR) và bộ chỉnh lưu.

Vai trò của diode máy phát điện

Chỉnh lưu dòng điện chuyển đổi AC thành  DC

Máy phát điện xoay chiều tạo ra dòng điện AC. Nhưng nhiều bộ phận như mạch kích từ, ắc quy, AVR lại hoạt động bằng dòng điện một chiều (DC). Diode sẽ chuyển đổi dòng AC thành dòng DC, đảm bảo các bộ phận đó hoạt động ổn định.

Cung cấp dòng kích từ cho roto

Trong máy phát điện, dòng kích từ là dòng điện một chiều chạy vào cuộn rotor để tạo từ trường. Diode sẽ giúp chỉnh lưu dòng điện từ cuộn phụ. Hoặc từ mạch điều khiển để cấp dòng kích DC cho roto.

Ổn định điện áp đầu ra

Khi kết hợp với AVR, diode giúp duy trì điện áp đầu ra ổn định, bất kể tải tăng hoặc giảm. Nếu không có diode thì điện áp đầu ra sẽ biến động, gây hỏng thiết bị điện.

Ngăn dòng điện ngược

Diode chỉ cho dòng điện đi theo một chiều duy nhất, ngăn hiện tượng dòng điện ngược quay về phá hỏng các bộ phận khác. Như AVR, cuộn kích từ và các linh kiện bán dẫn khác

Hỗ trợ sạc ắc quy (với máy phát có hệ thống sạc)

Một số máy phát điện tích hợp hệ thống nạp ắc quy. Diode giúp chỉnh lưu và điều hướng dòng điện DC để sạc ắc quy đúng chiều.

Vị trí và phân loại diode máy phát điện

Vị trí diode trong máy phát điện

Diode thường nằm trong cụm chỉnh lưu , được gắn ở phía sau rotor của đầu phát . Tùy theo loại máy phát điện, diode có thể được bố trí tại các vị trí khác nhau :

Trên vành góp : Dẫn dòng kích từ từ mạch chỉnh lưu vào roto.

Trên roto (với máy không chổi than) : Gắn trong cụm chỉnh lưu xoay cùng rotor, chỉnh lưu dòng điện cấp trực tiếp cho cuộn roto.

Trong mạch AVR hoặc bộ sạc : Với các máy tích hợp sạc ắc quy, diode nằm trong bộ chỉnh lưu của mạch sạc.

Cụm chỉnh lưu cố định : Gắn vào vỏ đầu phát, dùng trong máy có kích từ gián tiếp.

Cụm diode thường gồm 6 hoặc 12 diode (tùy loại 1 pha hay 3 pha), và phải chịu dòng lớn, nhiệt độ cao, nên thường được gắn trên khe tản nhiệt nhôm.

Phân loại diode trong máy phát điện

Diode máy phát điện được chia thành nhiều loại theo chức năng và đặc điểm hoạt động:

Theo cực tính hoạt động

Loại	Chức năng	Ký hiệu
Diode dương (Positive diode)	Cho dòng điện đi từ cuộn dây đến cực dương rotor	Có ký hiệu “+” hoặc vỏ màu đỏ
Diode âm (Negative diode)	Dẫn dòng từ cuộn dây về cực âm của rotor	Có ký hiệu “−” hoặc vỏ màu đen

Trong máy phát 3 pha, thường có 3 diode dương và 3 diode âm (tổng 6 diode).

Theo cấu tạo

Diode bán dẫn : Phổ biến nhất, dùng vật liệu bán dẫn như Silicon, có khả năng chỉnh lưu cao.

Diode công suất : Dùng trong máy phát công nghiệp, chịu dòng lớn và nhiệt độ cao.

Diode phục hồi nhanh (FRD): Loại phục hồi nhanh, dùng trong hệ thống kích từ biến tần.

Theo vị trí mạch

Loại diode	Vị trí lắp đặt	Chức năng
Diode chỉnh lưu chính	Trong cụm chỉnh lưu (rectifier)	Biến đổi AC → DC
Diode bảo vệ	Trong AVR hoặc cuộn kích từ	Ngăn dòng điện ngược, chống sét điện áp
Diode sạc	Trong mạch sạc ắc quy	Chuyển dòng sạc DC đúng chiều

 

Cấu tạo cơ bản

Diode gồm 2 lớp vật liệu bán dẫn ghép lại với nhau:

• Lớp bán dẫn loại P (Positive) : Có nhiều lỗ trống (lỗ tích điện dương)
• Lớp bán dẫn loại N (Negative) : Có nhiều electron tự do (tích điện âm)

Mối nối PN (Junction) : Khu vực tiếp giáp giữa lớp P và N, là vùng có tính chất dẫn điện một chiều.

Hai chân cực :

• Anode (chân dương): nối với lớp P
• Cathode (chân âm): nối với lớp N

Nguyên lý dẫn điện của diode

Phân cực thuận (Anode nối dương, Cathode nối âm) : Dòng điện đi qua diode  và có tác dụng dẫn điện.

Phân cực ngược (Anode nối âm, Cathode nối dương) : Không cho dòng điện đi qua, mang chức năng  chặn dòng.

Nhờ tính chất này, diode chỉ cho phép dòng điện chạy theo một chiều. Đây là điều lý tưởng để chỉnh lưu điện xoay chiều trong máy phát điện.

Loại vỏ và hình dạng thông dụng của diode công suất (trong máy phát)

Kiểu vỏ	Đặc điểm	Ứng dụng
Vỏ kim loại bắt ốc (press-fit)	Tản nhiệt tốt, bắt vào khung nhôm	Máy phát công suất lớn
Dạng đĩa (disc diode)	Hình tròn, dẫn dòng cao	Máy phát công nghiệp, 3 pha
Vỏ nhựa có chân cắm (TO-220, TO-3P)	Lắp dễ, dùng cho mạch nhỏ	AVR, mạch kích từ phụ trợ

Các thông số quan trọng của diode

Thông số	Ý nghĩa
Điện áp ngược cực đại	Mức điện áp tối đa diode chịu được khi phân cực ngược
Dòng điện tối đa	Mức dòng diode có thể dẫn liên tục
Điện áp rơi	Mức điện áp bị tiêu hao khi dẫn dòng (thường 0.5–0.7V)
Nhiệt độ hoạt động	Diode công suất có thể chịu tới 150°C – 200°C

Các lỗi thường gặp trên diode

Diode bị chập

Máy phát không lên điện hoặc điện áp ra bị tụt mạnh. Có dòng điện ngược gây cháy AVR và hiện tượng tăng bất thường nhiệt độ tại vị trí diode

Diode bị hở

Không có dòng kích từ dẫn đến máy phát không ra điện. Từ đó không sạc được ắc quy với mạch có sạc. Làm điện áp ra chập chờn hoặc thấp.

Rò rỉ dòng

Điện áp ra không ổn định, AVR hoạt động bất thường, có dòng nhỏ chạy ngược khi máy dừng.

Diode quá nhiệt hay sứt vỏ

Diode bị chảy keo, vỡ lớp cách nhiệt. Mạch chỉnh lưu nóng bất thường và có mùi khét từ đầu phát.

Lỗi do lắp sai cực tính

Cháy diode ngay khi khởi động, không có dòng kích, máy phát không lên điện.

Máy phát điện công nghiệp nhập khẩu chính hãng

Công ty TNHH XNK Thiết bị Trường Phát – Đơn vị nhập khẩu và phân phối máy phát điện công nghiệp chính hãng.

Địa chỉ : Tầng 4 Khu Văn Phòng, Tòa nhà CT2B Nam Đô Complex, Số 609 Trương Định, Thịnh Liệt, Hoàng Mai, Hà Nội

SĐT liên hệ : 0945.989.313

Email giải đáp thắc mắc : mayphatdientruongphatchinhhang@gmail.com