Bộ điều tốc máy phát điện là gì?

Bộ điều tốc máy phát điện  là thiết bị có chức năng điều khiển và ổn định tốc độ quay của động cơ. Từ đó giữ cho tần số điện đầu ra luôn ổn định ở mức tiêu chuẩn là 50 Hz hoặc 60 Hz.

Trong hệ thống máy phát điện, tốc độ quay của động cơ có mối liên hệ trực tiếp với tần số điện. Khi tải tăng hoặc giảm đột ngột, tốc độ động cơ sẽ thay đổi, dẫn đến biến động tần số. Bộ điều tốc sẽ tự động điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp vào động cơ để giữ tốc độ quay ổn định.

Chức năng chính của bộ điều tốc máy phát điện

Ổn định tốc độ quay của động cơ

Bộ điều tốc giữ cho động cơ luôn hoạt động ở tốc độ định mức. Điều này giúp duy trì trạng thái vận hành ổn định ngay cả khi tải thay đổi.

Duy trì tần số điện đầu ra

Tần số điện phụ thuộc trực tiếp vào tốc độ động cơ. Bộ điều tốc điều chỉnh lượng nhiên liệu để giữ tần số ở mức chuẩn 50 Hz hoặc 60 Hz. Tránh xảy ra sai lệch ảnh hưởng đến thiết bị điện.

Tự động điều chỉnh nhiên liệu theo tải

Khi tải tăng, động cơ có xu hướng giảm tốc; bộ điều tốc sẽ tăng lượng nhiên liệu để bù lại. Khi tải giảm, bộ điều tốc giảm nhiên liệu để tránh quá tốc và tiết kiệm nhiên liệu. Quá trình này diễn ra liên tục và tự động.

Giảm dao động điện và cải thiện chất lượng nguồn điện

Bộ điều tốc giúp hạn chế tình trạng dao động tốc độ. Từ đó giảm biến động tần số và điện áp, đảm bảo chất lượng điện ổn định cho thiết bị tiêu thụ.

Hỗ trợ hòa đồng bộ nhiều máy phát

Với bộ điều tốc điện tử, hệ thống có thể đồng bộ hóa tốc độ của nhiều máy phát chạy song song. Điều này cực kỳ quan trọng trong các hệ thống công suất lớn hoặc yêu cầu dự phòng nhiều cấp.

Bảo vệ động cơ khỏi quá tốc

Khi máy phát vượt quá tốc độ cho phép, bộ điều tốc sẽ giảm nhiên liệu hoặc ngắt nhiên liệu để bảo vệ động cơ khỏi hư hỏng nghiêm trọng.

Cấu tạo bộ điều tốc máy phát điện

Cảm biến tốc độ

Cảm biến tốc độ là thiết bị đo tốc độ quay của trục động cơ. Thường sử dụng nguyên lý từ trường hoặc tín hiệu xung điện. Cảm biến đọc số vòng quay thực tế (RPM) và liên tục gửi tín hiệu dạng xung về bộ điều khiển điều tốc. Đảm bảo tín hiệu tốc độ chính xác để hệ thống kịp thời phát hiện sự tăng/giảm tốc độ bất thường khi tải thay đổi.

Bộ điều khiển điều tốc (Governor Controller / ECU / ESD)

Bộ điều khiển tốc độ là “bộ não” của hệ thống điều tốc, chứa vi xử lý và các thuật toán điều khiển PID. Nhận tín hiệu tốc độ từ cảm biến, so sánh với tốc độ chuẩn đã cài đặt. Tính toán mức bù nhiên liệu hoặc điều chỉnh góc bướm ga dựa trên độ sai lệch giữa tốc độ thực và tốc độ danh định. Giúp động cơ giữ ổn định tần số ngay cả khi tải biến động đột ngột.

Cơ cấu chấp hành

Cơ cấu chấp hành là bộ phận trực tiếp thực hiện điều chỉnh. Thường là mô-tơ servo hoặc van điện tử điều khiển nhiên liệu. Nhận lệnh từ bộ điều khiển và tác động lên bơm cao áp hoặc bướm ga để tăng/giảm nhiên liệu cấp cho động cơ. Giúp quá trình điều chỉnh diễn ra nhanh và mượt, tránh hiện tượng rung giật hoặc dao động tần số.

Lò xo – đối trọng – bộ ly tâm

Các bộ phận này chỉ có ở bộ điều tốc cơ khí truyền thống. Hoạt động bằng nguyên lý lực ly tâm:

• Khi tốc độ tăng, đối trọng bung ra
• Khi tốc độ giảm, lò xo kéo vào.

Sự cân bằng giữa lực ly tâm và lực lò xo giúp duy trì tốc độ ổn định mà không phụ thuộc vào điện tử. Kết cấu đơn giản, bền nhưng phản ứng chậm và độ chính xác thấp hơn điều tốc điện tử.

Cảm biến tải hoặc tín hiệu tải

Một số hệ thống điều tốc cao cấp tích hợp tín hiệu tải hoặc chức năng Droop để chia tải khi chạy song song. Giúp bộ điều tốc phản ứng nhanh hơn với sự thay đổi tải lớn. Bảo đảm tần số không bị sụt hoặc vượt mức quá lâu. Tối ưu hiệu suất khi máy hoạt động trong hệ thống gồm nhiều máy phát điện chạy đồng bộ.

Hệ thống liên kết cơ khí

Hệ thống liên kết cơ khí là các thanh truyền động nối giữa bộ chấp hành hoặc bộ điều tốc với bơm nhiên liệu hoặc bướm ga. Truyền chuyển động điều chỉnh từ cơ cấu chấp hành sang động cơ một cách chính xác. Đòi hỏi căn chỉnh đúng kỹ thuật để tránh hiện tượng giật, kẹt hành trình hoặc đáp ứng chậm.

Nguyên lí hoạt động của bộ điều tốc máy phát điện

Nhận tín hiệu tốc độ từ động cơ

Cảm biến tốc độ được lắp trên động cơ có nhiệm vụ đo số vòng quay thực tế của trục khuỷu. Tín hiệu này, thường ở dạng xung điện hoặc tần số, được truyền trực tiếp về bộ điều tốc. Từ đó, bộ điều tốc có dữ liệu chính xác để theo dõi tốc độ vận hành của động cơ theo thời gian thực.

So sánh tốc độ thực tế với tốc độ đặt

Bộ điều tốc liên tục đối chiếu tốc độ động cơ thu được từ cảm biến với tốc độ tiêu chuẩn đã cài đặt. Nếu xuất hiện sự chênh lệch, bộ điều tốc sẽ xác định mức độ sai lệch. Và chuẩn bị lệnh điều chỉnh tương ứng nhằm đưa tốc độ trở về đúng giá trị yêu cầu.

Xử lý tín hiệu và đưa ra thuật toán điều chỉnh

Bộ điều tốc sử dụng thuật toán điều khiển (thường là PID hoặc điều khiển số) để tính toán lượng điều chỉnh nhiên liệu phù hợp. Thuật toán này dựa trên độ lệch tốc độ, mức tải hiện tại và khả năng đáp ứng của động cơ. Sau khi tính toán, bộ điều tốc gửi tín hiệu điều khiển tới bộ chấp hành.

Điều chỉnh bộ chấp hành nhằm thay đổi lượng nhiên liệu

Bộ chấp hành nhận lệnh từ bộ điều tốc và tác động trực tiếp lên bơm nhiên liệu hoặc cần ga. Cơ cấu này có thể đẩy, kéo hoặc xoay để tăng hoặc giảm lượng nhiên liệu vào động cơ. Khi tải tăng, bộ chấp hành mở rộng lượng nhiên liệu. Khi tải giảm, bộ chấp hành đóng lại để tránh vượt tốc.

Duy trì ổn định tốc độ và tần số máy phát

Khi bộ chấp hành điều chỉnh đúng mức nhiên liệu, tốc độ động cơ trở về tốc độ chuẩn. Bộ điều tốc tiếp tục giám sát tốc độ liên tục và điều chỉnh vi sai để hạn chế dao động. Đảm bảo tần số đầu ra của máy phát điện luôn ổn định ở 50Hz hoặc 60Hz ngay cả khi phụ tải thay đổi thất thường.

Tích hợp các chức năng bảo vệ và giới hạn

Ngoài điều khiển tốc độ, bộ điều tốc hiện đại còn có nhiều chức năng khác. Như giới hạn nhiên liệu cực đại, ngăn chặn quá tốc, hỗ trợ khởi động mềm và tự động chẩn đoán lỗi. Các tính năng này giúp bảo vệ động cơ, nâng cao độ tin cậy và an toàn trong quá trình vận hành.

Trường Phát Tech – Nhà phân phối máy phát điện công nghiệp chạy dầu chính hãng

Công ty TNHH XNK Thiết bị Trường Phát là đơn vị tiên phong tại Việt Nam. Chuyên nghiệp trong lĩnh vực tư vấn và cung ứng máy phát điện công nghiệp. Chúng tôi chuyên nhập khẩu và phân phối các hệ thống máy phát điện diesel, công suất từ 2 đến 3000 kVA, được thiết kế tối ưu về độ ồn và hiệu quả nhiên liệu. Sản phẩm lý tưởng cho văn phòng, khu công nghiệp và nhà máy sản xuất. Trường Phát cam kết chất lượng hàng đầu.

Mọi chi tiết xin vui lòng liên hệ:

Công ty TNHH XNK Thiết bị Trường Phát

• Địa chỉ: Tầng 4 Khu Văn Phòng, Tòa nhà CT2B Nam Đô Complex, Số 609 Trương Định, Thịnh Liệt, Hoàng Mai, Hà Nội
• Hotline: 0964.160.888
•  Email: mayphatdientruongphatchinhhang@gmail.com
• Website: truongphattech.vn