Máy phát điện xoay chiều là gì?

Máy phát điện xoay chiều là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

Nói cách khác, khi một cuộn dây hoặc nam châm quay trong từ trường, dòng điện cảm ứng sẽ xuất hiện trong cuộn dây. Dòng điện này có chiều thay đổi luân phiên theo chu kỳ, gọi là dòng điện xoay chiều.

Điểm khác biệt của máy phát điện xoay chiều

Loại dòng điện tạo ra

Máy phát điện xoay chiều tạo ra dòng điện xoay chiều (AC). Đây là dòng điện có chiều và cường độ thay đổi liên tục theo chu kỳ thời gian, thường có dạng hình sin.

Nhờ đặc tính này, dòng điện xoay chiều có thể truyền tải đi xa mà ít tổn hao năng lượng và dễ dàng biến đổi điện áp thông qua máy biến áp. Ngược lại, máy phát điện một chiều (DC) tạo ra dòng điện có chiều không đổi. Thích hợp cho các thiết bị điện tử hoặc hệ thống lưu trữ như ắc quy.

Cấu tạo phần cảm và phần ứng

Máy phát điện xoay chiều có cấu tạo khác biệt so với máy phát điện một chiều:

Phần cảm (roto) là bộ phận quay, gồm các nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu, tạo ra từ trường quay.

Phần ứng (stato) là phần đứng yên, gồm các cuộn dây quấn quanh lõi thép, nơi dòng điện cảm ứng được sinh ra.

Cấu tạo này giúp việc thu dòng điện ra ngoài dễ dàng hơn vì cuộn dây không quay. Đồng thời giảm hao mòn và tăng độ bền của máy. Trong khi đó, ở máy phát điện một chiều, phần ứng quay còn phần cảm đứng yên. Cần thêm bộ cổ góp  để chỉnh lưu dòng điện, khiến cấu tạo phức tạp và dễ mòn hơn.

Nguyên lý phát điện

Cả hai loại máy đều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Nhưng khác nhau ở cách tạo ra dòng điện.

Ở máy phát điện xoay chiều, khi nam châm quay trong cuộn dây hoặc ngược lại. Từ thông biến thiên liên tục qua cuộn dây tạo ra suất điện động cảm ứng biến thiên hình sin. Khiến cho dòng điện đổi chiều theo chu kỳ.

Trong máy phát điện một chiều, dòng điện cảm ứng cũng thay đổi chiều. Nhưng nhờ cổ góp, dòng điện được chỉnh lưu thành dòng một chiều ổn định trước khi ra mạch ngoài. Như vậy, máy phát điện xoay chiều không cần bộ chỉnh lưu, giúp giảm chi phí và tăng hiệu suất.

Số pha của dòng điện

Máy phát điện xoay chiều có thể thiết kế thành:

Máy phát điện 1 pha: Chỉ có một cuộn dây phần ứng, thích hợp cho nhu cầu hộ gia đình hoặc thiết bị công suất nhỏ.

Máy phát điện 3 pha: Gồm ba cuộn dây đặt lệch nhau 120°, tạo ra ba dòng điện xoay chiều lệch pha. Thường dùng trong công nghiệp, nhà máy vì hiệu suất cao, dòng điện ổn định và truyền tải xa tốt hơn.

Trong khi đó, máy phát điện một chiều chỉ tạo ra một dòng điện duy nhất, không có khái niệm số pha.

Cấu tạo cơ bản của máy phát điện xoay chiều

Phần cảm (Roto) – Bộ phận tạo từ trường quay

Phần cảm là “trái tim từ trường” của máy phát điện, quyết định cường độ dòng điện phát ra.

Vị trí: Là phần quay của máy.

Chức năng: Sinh ra từ trường biến thiên, tạo điều kiện cho hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong phần ứng.

Cấu tạo chi tiết:

Lõi sắt: Thường làm bằng thép kỹ thuật điện ghép thành khối trụ, giúp dẫn từ tốt và giảm tổn hao dòng xoáy.

Cuộn dây kích từ: Quấn quanh lõi sắt, khi có dòng điện kích từ một chiều chạy qua sẽ sinh ra từ trường mạnh.

Cực từ: Là nơi tập trung từ thông, có thể là cực từ lồi (máy chậm, như máy thủy điện) hoặc cực từ ẩn (máy tốc độ cao, như máy tua-bin hơi).

Bộ góp điện và chổi than (nếu có): Dùng để dẫn dòng điện kích từ từ nguồn bên ngoài vào cuộn dây kích từ của rôto.

Phần ứng (Stato) – Nơi tạo ra dòng điện xoay chiều

Phần ứng là nơi sinh ra dòng điện xoay chiều cung cấp cho tải hoặc hệ thống điện.

Vị trí: Là phần đứng yên bao quanh phần cảm.

Chức năng: Là nơi cảm ứng điện từ, tạo ra suất điện động xoay chiều khi từ trường của phần cảm quay qua.

Cấu tạo chi tiết:

Lõi sắt stato: Là khối trụ rỗng bằng thép kỹ thuật điện, ghép từ nhiều lá mỏng để giảm tổn hao do dòng Foucault.

Rãnh stato: Các rãnh được xẻ dọc theo chu vi của lõi sắt để đặt cuộn dây phần ứng.

Dây quấn phần ứng: Là các cuộn dây đồng, thường được cách điện kỹ lưỡng, và phân bố lệch nhau 120° trong máy 3 pha để tạo ra 3 dòng điện xoay chiều lệch pha.

Vỏ máy: Là khung kim loại bảo vệ toàn bộ phần ứng và cố định toàn bộ cấu trúc máy.

Bộ phận truyền động cơ học

Bộ phận này quyết định tốc độ quay của phần cảm, ảnh hưởng đến tần số và điện áp đầu ra.

Chức năng: Cung cấp năng lượng cơ học cho rôto quay.

Nguồn động lực:

• Động cơ diesel hoặc xăng (máy phát điện dân dụng, công nghiệp).
• Tuabin nước (thủy điện).
• Tuabin hơi (nhiệt điện).
• Tuabin gió (máy phát điện gió).

Bộ chỉnh lưu kích từ (nếu có)

Chức năng: Cung cấp dòng điện một chiều ổn định cho cuộn dây kích từ của phần cảm.

Phân loại bộ chỉnh lưu tỏng máy phát điện :

Bộ chỉnh lưu cơ khí: Gồm chổi than và cổ góp.

Bộ chỉnh lưu bán dẫn: Dùng trong các máy phát hiện đại để điều chỉnh tự động điện áp đầu ra.

Hệ thống làm mát và bôi trơn

Chức năng: Giúp giảm nhiệt độ sinh ra trong quá trình phát điện, tăng tuổi thọ linh kiện.

Phương pháp làm mát:

Bằng không khí: Dùng quạt gió thổi qua lõi stato và rôto (máy nhỏ).

Bằng dầu hoặc nước: Dùng cho máy phát công suất lớn trong công nghiệp hoặc nhà máy điện.

Hệ thống điều chỉnh điện áp tự động (AVR)

Chức năng: Duy trì điện áp đầu ra ổn định khi tải thay đổi.

Cách hoạt động: AVR giám sát điện áp đầu ra, sau đó điều chỉnh dòng kích từ của phần cảm để điện áp luôn ổn định trong giới hạn cho phép.

Nguyên lí hoạt động máy phát điện xoay chiều

Khi máy phát điện xoay chiều hoạt động:

Nguồn cơ năng từ động cơ, tuabin nước, tuabin gió,… làm quay phần cảm (rôto).

Phần cảm mang theo nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu. Tạo ra từ trường quay quét qua các cuộn dây của phần ứng (stato).

Khi từ thông qua cuộn dây phần ứng thay đổi liên tục, trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng biến thiên theo thời gian.

Suất điện động này có giá trị và chiều thay đổi tuần hoàn, tạo ra dòng điện xoay chiều (AC) đưa ra mạch ngoài để sử dụng.

Quá trình tạo ra dòng điện xoay chiều 1 pha và 3 pha

Máy phát điện 1 pha : Máy phát 1 pha chỉ có một cuộn dây phần ứng. Khi rôto quay, dòng điện cảm ứng trong cuộn dây thay đổi chiều liên tục. Tạo ra một dòng xoay chiều duy nhất.

Máy phát điện 3 pha : Có ba cuộn dây phần ứng, đặt lệch nhau 120° trên stato. Khi từ trường quay qua, mỗi cuộn dây sinh ra một dòng điện xoay chiều lệch pha nhau 120°. Kết hợp ba dòng này tạo ra nguồn điện 3 pha, có hiệu suất cao, ổn định. Được dùng phổ biến trong công nghiệp và nhà máy điện.

Máy phát điện công nghiệp chính hãng, nhập khẩu

Công ty TNHH XNK thiết bị Trường Phát tự hào là đơn vị hàng đầu tại Việt Nam về lĩnh vực Tư vấn và Cung cấp máy phát điện công nghiệp chạy dầu diesel nhập khẩu nguyên chiếc. Trường Phát chuyên nhập khẩu và phân phối các dòng máy phát điện công nghiệp có công suất từ 2Kva tới 3000Kva sử dụng nhiên liệu dầu diesel. Có khả năng chống ồn tốt và tiết kiệm nhiên liệu khi sử dụng, phù hợp với các văn phòng, khu công nghiệp, xưởng sản xuất.

Mọi thông tin chi tiết xin vui lòng liên hệ Hotline : 0964 160 888

Email: mayphatdientruongphatchinhhang@gmail.com

Website : truongphattech.vn