Máy phát điện một chiều là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Máy phát điện là những máy độc lập cung cấp điện dự phòng cho các doanh nghiệp và hộ gia đình khi không có nguồn điện từ lưới điện quốc gia. Dựa trên công suất đầu ra, máy phát điện được phân thành hai loại là máy phát điện xoay chiều và máy phát điện một chiều. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ thảo luận chi tiết về máy phát điện một chiều. Bạn chỉ cần dành ra 2 phút để có thêm cho mình những thông tin hữu ích về máy phát điện một chiều khi tìm hiểu và chọn mua máy phát điện.
Hãy cùng tham khảo ngay nhé!
1. Máy phát điện một chiều là gì ?
Máy phát điện nói chung là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Máy phát điện một chiều hay Dynamo là máy phát điện tạo ra dòng điện một chiều bằng cách sử dụng hệ thống cổ góp.
Máy phát điện một chiều là máy phát điện tiên phong có năng lực cung ứng nguồn năng lượng cho công nghiệp và là nguyên lý nền tảng cho nhiều thiết bị quy đổi nguồn năng lượng điện khác sau này ; gồm có : động cơ điện, máy phát điện xoay chiều và bộ chuyển đổi quay .
Tuy nhiên máy phát điện dùng cổ góp cơ khí có nhiều điểm yếu kém và thiếu đáng tin cậy. Vì thế việc tạo ra dòng điện một chiều đã được thực thi bằng những thiết bị chỉnh lưu nguồn ; như bằng đèn chỉnh lưu thủy ngân hoặc Điốt bán dẫn ; có hiệu suất và tính kinh tế tài chính tốt hơn .
Máy phát điện một chiều được dùng trong giao thông vận tải vận tải đường bộ ; công nghiệp ; hóa chất ; hàn và trong nhiều đồ điện gia dụng, … hoặc động cơ điện ( máy bơm nước ) .
2. Ứng dụng của Máy phát điện DC
Máy điện một chiều tuy cấu trúc phức tạp vì cả phần tĩnh ( stato ) và phần quay ( roto ) đều có dây quấn ; được liên hệ với nhau qua chổi than và cổ góp điện nên khó bảo trì, khó sửa chữa thay thế nhưng lại có nhiều ứng dụng như :
Máy phát điện một chiều cung ứng dòng điện trực tiếp cho công nghiệp điện phân ; đúc điện ; mạ điện ; nạp ắc quy ; dùng cho mạng lưới hệ thống tự động hóa khống chế một chiều ; máy phát điện một chiều ( DC generator ) là máy phát kích từ cho máy phát điện đồng điệu xoay chiều, …
Động cơ một chiều được sử dụng nhiều trong giao thông vận tải vận tải đường bộ với điều kiện kèm theo làm việc nặng nhọc ; thiết bị nâng hạ ; những động cơ chấp hành hiệu suất nhỏ ( vài Watt ). Motor điện dùng cho máy bơm nước loại một chiều dễ kiểm soát và điều chỉnh vận tốc trong khoanh vùng phạm vi rộng, phẳng phiu liên tục, momen khởi động cao .
Cấu tạo của động cơ điện một chiều và máy phát điện một chiều trọn vẹn giống nhau : đều dùng động năng kéo cho rotor quay thì máy sẽ phát ra điện một chiều để thắp đèn, chạy máy. Ngược lại, khi cấp điện vào máy thì rotor sẽ quay để kéo những máy công tác làm việc .
Máy điện một chiều khi sử dụng làm động cơ điện máy bơm nước ; nếu giữ nguyên chiều dòng điện chạy trong dây quấn và tên những cực từ như ở máy phát điện thì động cơ sẽ quay ngược chiều với chiều quay khi làm máy phát điện .
3. Cấu tạo của máy phát điện một chiều
3.1. Phần tĩnh ( stato ) hay phần cảm
Được gọi là phần cảm, thường làm bằng thép đúc để dẫn từ đồng thời là thân máy, trên thân có hàn chân máy, móc treo. Những máy lớn có loại đúc bằng gang ; thân máy liền chân có gắn tăng cường. Phía trong được lắp những cực từ lồi, bắt chặt vào thân máy bằng bu lông .
Cấu tạo gồm : vỏ máy ( gông từ ) ; phần cảm bên trong có gắn cực từ chính và cực từ phụ ( mỗi máy thường thì có từ 2 đến 8 cực từ chính ) .
3.1.1. Cực từ chính
- Vĩ thép được ghép bởi các lá thép kĩ thuật điện (tôn silic) dày 0.5-0.1 mm dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ.
- Cực từ chính tạo nên từ trường trong máy. Mặt cực giữ dây quấn và phân bố từ trường trên bề mặt phần ứng.
- Cực từ gắn lên vỏ máy bằng bu lông hoặc đinh vít. Dây quấn kích từ là dây đồng, các cuộn dây kích từ đặt trên các cực từ này được nối tiếp với nhau.
3.1.2. Cực từ phụ
Các cực từ phụ được đặt xen kẽ giữa các cực từ chính để hạn chế tia lửa điện và cải thiện đổi chiều.
Lõi thép cực từ phụ: thường làm bằng thép đúc, dây quấn bằng đồng bọc cách điện, mắc nối tiếp với dây quấn phần ứng.
3.1.3. Gông từ (vỏ máy)
Dùng để gắn các cực từ, làm mạch từ nối liền các cực từ. Do vậy vỏ máy được dẫn từ, đây là điểm khác biệt với vỏ máy của máy điện xoay chiều.
Trong các loại máy điện công suất lớn, gông từ thường làm bằng thép đúc; máy điện công suất nhỏ và vừa thường dùng thép tấm dày uốn và hàn lại, có khi máy nhỏ dùng gang làm vỏ máy.
3.1.4. Các bộ phận khác
Nắp máy và cơ cấu tổ chức chổi than ( gồm chổi than đặt trong hộp chổi than, giá chổi than ) .
Nắp máy có gắn vành giá chổi than để nối với mạch điện bên ngoài; giá chổi than gồm các hộp chứa chổi than gắn trên các thanh cách điện với vành đế.
Các hộp chổi than đặt đối xứng theo chu vi của cổ góp ; những chổi than có dấu dương và âm xen kẽ nhau và cách nhau 180 độ điện. Các chổi cùng dấu dương hoặc âm được nối chung với nhau bằng những dây điện. Vị trí đặt những chổi than là trên vùng trung tính vật lý của động cơ .
Chổi than làm bằng graphit có độ cứng tùy theo vận tốc của động cơ ; số lượng hộp chổi than và kích cỡ của chổi than trên một cực phụ thuộc vào tỷ lệ dòng điện qua. Chổi than được ép trên mặt cổ góp bởi những lò xo ; hoàn toàn có thể kiểm soát và điều chỉnh được lực căng để khắc phục tia lửa điện .
3.2. Phần quay ( roto ) hay phần ứng
Được gọi là phần ứng có lắp trục và vòng bi ở hai đầu trục. Lõi thép phần ứng có dây quấn nối ra cổ góp điện ; khe hở không khí giữa phần tĩnh và phần quay từ 0,5 ~ 3 mm, ở những máy lớn hoàn toàn có thể đến 12 mm .
Gồm trục, lõi phần ứng, dây quấn phần ứng, cổ góp .
3.2.1. Lõi phần ứng
Dạng hình trống, ghép bằng những lá thép KTĐ dày 0,5 mm để dẫn từ tốt, giảm tổn thất do dòng điện xoáy. Các lá thép đã dập sẵn lỗ thông gió để làm mát máy ( máy nhỏ chỉ lắp cánh quạt làm mát ) và những rãnh để quấn dây .
Máy nhỏ dập rãnh nửa kín, tuy lồng dây khó nhưng từ thông phân bổ tốt. Còn ở máy cỡ trung bình và lớn thì rãnh roto thường có hình chữ nhật, vách thẳng và miệng hở. Vì rãnh hở nên việc lồng dây ; đặt thanh dẫn bằng đồng thuận tiện nhưng khi quấn roto xong phải đánh đai quanh roto để chống lực ly tâm làm bung dây .
3.2.2. Dây quấn phần ứng
Thường làm bằng dây đồng tròn hoặc dẹp, những đầu dây của những thành phần dây quấn ( bối dây ) được gộp lại tại cổ góp .
3.2.3. Cổ góp
Gồm những phiến góp làm bằng đồng, giữ những phiến góp cách điện với nhau bởi mica và cổ góp cũng được cách điện với trục rotor bằng ống phíp, phía ngoài là một mặt trụ láng nhẵn bóng .
Máy nhỏ thì cổ góp được đổ nhựa tổng hợp, còn máy lớn thì phiến góp được giữ chặt bằng hai vòng chặn, đầu có ren đai ốc hoặc tán chặt thành khối. Dây quấn phần ứng được kẹp vào những phiến góp rồi hàn thiếc chắc như đinh .
Nhiệm vụ của cổ góp điện là chỉnh lưu sức điện động xoay chiều thành sức điện động một chiều trên những chổi than, chổi than tiếp xúc ( tì lên ) cổ góp để lấy điện ra ngoài hoặc đưa nguồn điện một chiều vào trong dây quấn phần ứng .
3.2.4. Các bộ phận khác
- Cánh quạt: làm nguội máy được gắn với một phía trục rotor.
- Trục động cơ được quay trên hai ổ đỡ hoặc vòng bi.
- Puly nối trục máy điện với máy công tác.
4. Nguyên lý hoạt động giải trí của máy phát điện một chiều ?
Máy phát điện một chiều quản lý và vận hành dựa trên định luật cảm ứng điện từ của nhà khoa học Faraday. Theo đó, khi một dây dẫn đặt trong từ trường không không thay đổi ; một lực điện động sẽ được cảm ứng trong dây dẫn. Độ lớn cảm ứng được đo bằng phương trình suất điện động của máy phát điện .
Trong máy phát điện một chiều, sự hoạt động của cuộn dây sẽ tạo ra từ trường, giúp sản sinh ra dòng điện. Đường dẫn của dòng điện cảm ứng sẽ được cung ứng dựa trên nguyên tắc bàn tay phải .
Công thức máy phát điện 1 chiều:
U = Eư – R.Iư
Trong đó:
- U: điện áp đầu cực máy
- Rư: điện trở của dây quấn phần ứng
- R.Iư: điện áp rơi phía trong dây quấn phần ứng
5. Phân loại máy phát điện một chiều
5.1. Phân loại theo cấu trúc :
- Kích từ nối tiếp: cuộn dây kích từ nối nối tiếp với phần ứng.
- Kích từ hỗn hợp: phối hợp hai loại kích từ song song và nối tiếp.
- Kích từ độc lập: cuộn dây kích từ và phần ứng có nguồn cấp riêng.
- Kích từ song song: cuộn dây kích từ đấu song song với phần ứng.
5.2. Phân loại theo công dụng :
- Máy phát điện một chiều: chuyển đổi cơ năng thành điện năng.
- Động cơ điện một chiều: chuyển đổi điện năng thành cơ năng.
6. Làm thế nào để quy đổi máy phát điện AC thành máy phát điện DC ?
Cổ góp vòng chia được sử dụng để quy đổi máy phát điện xoay chiều thành máy phát điện một chiều. Khi sử dụng cổ góp vòng trượt, nó sẽ làm cho dòng điện đổi khác hướng sau mỗi nửa chu kỳ luân hồi thay thế sửa chữa. Về cơ bản, nó đảo ngược hướng của dòng điện sau mỗi nửa vòng xoay và điều này giúp duy trì dòng điện ở nửa chu kỳ luân hồi dương .
7. Lời kết
Trên đây là những thông tin cơ bản về máy phát điện một chiều mà các bạn có thể tham khảo. Để có thêm thông tin về sản phẩm cũng như tư vấn chọn mua máy phát điện phù hợp, giá tốt, Quý vị có thể liên hệ ngay tới hotline của chúng tôi để được hỗ trợ nhanh nhất. Tổng Kho Máy Phát Điện cam kết sẽ mang đến cho bạn những trải nghiệm tuyệt vời nhất khi sử dụng các sản phẩm chúng tôi.
