Nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều
Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi từ thông qua một vòng dây biến thiên điều hòa, trong vòng dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng xoay chiều.
1. Máy phát điện xoay chiều một pha
* Khái niệm: là máy tạo ra một suất điện động xoay chiều hình sin.
* Cấu tạo
Máy phát điện xoay chiều 1 pha [còn gọi là máy dao điện] gồm 2 phần chính:
+ Phần cảm: Là nam châm dùng để tạo ra từ trường. Nam châm của phần cảm có thể là nam châm vĩnh cữu hoặc nam châm điện.
+ Phần ứng: Là khung dây dẫn dùng để tạo ra dòng điện.
Một trong hai phần cảm và phần ứng đứng yên, phần còn lại quay, bộ phận đứng yên gọi là stato, bộ phận quay gọi là rôto.
Từ thông qua mỗi cuộn dây biến thiên tuần hoàn với tần số \[f = np\] trong đó: n [vòng/s], p: số cặp cực.
Nếu N [vòng/phút] thì tần số \[f = \dfrac{{Np}}{{60}}\]
2. Máy phát điện xoay chiều ba pha
* Khái niệm: Là máy tạo ra ba suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha nhau \[2 \pi\]/3.
*Cấu tạo:
+ Stato: là 3 cuộn dây giống nhau gắn cố định trên một đường tròn lệch nhau một góc 1200
+ Roto: là một nam châm có thể quay quanh một trục cố định với tốc độ quay không đổi là \[\omega \]
Khi đó trên 3 cuộn dây xuất hiện 3 dòng điện xoay chiều có cùng tần số góc \[\omega \], cùng biên độ nhưng lệch pha nhau góc 1200, dòng điện sinh ra từ máy phát điện xoay chiều ba pha gọi là dòng ba pha.
Cấu tạo bên trong của máy phát điện xoay chiều 3 pha:
Mắc hình sao: \[{U_d} = \sqrt 3 {U_p},{I_d} = {I_p}\]
Mắc hình tam giác: \[{U_d} = {U_p},{I_d} = \sqrt 3 {I_p}\]
Công suất của dòng điện 3 pha: \[P = 3{U_p}{I_p}{\rm{cos}}\varphi {\rm{ }}\]
* Ưu điểm của dòng điện 3 pha:
+ Truyền tải điện năng bằng dòng 3 pha tiết kiệm được nhiều dây dẫn.
+ Máy phát điện 3 pha có cấu tạo đơn giản, dòng 3 pha được sử dụng rộng rãi cho các động cơ chạy điện 3 pha được sử dụng ở hầu hết các nhà máy sản xuất, xí nghiệp.
Video mô phỏng về máy phát điện - động cơ điện
Sơ đồ tư duy về máy phát điện xoay chiều - Vật lí 12
- Trang chủ
- Giới thiệu
- Tin tức
- Liên hệ
0989 44 22 49 -
Máy phát điện xoay chiều 3 pha là bao gồm một hệ thống 3 dòng điện xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ, nhưng lệch pha nhau 2/3. Trong đó 3 cuộn dây của phần ứng đặt lệch nhau 1/3 vòng tròn trên stato.
Sơ đồ: Máy phát điện 3 pha
Chú thích:
1- Vỏ máy phát
2- Bạc lót
3- Stato
4- Giá đỡ
5- Bộ chỉnh lưu
6- Bộ điều chỉnh điện
7- Vòng tiếp điện
8- Roto.
– Phần cảm [ROTO]: là 1 nam châm điện [được nuôi bởi các dao động 1 chiều] có thể quay xung quanh trục cố định mục đích để tạo ra từ trường biến thiên.
– Phần ứng [STATO]: gồm 3 cuộn dây giống hệt nhau về số vòng, kích thước, và được bố trí trên ṿòng tṛòn lệch nhau một góc 120 độ.
– Ngoài ra còn có các nắp, cánh quạt, puli, và bộ chỉnh lưu.
Tham khảo thêm các dòng máy phát điện thông dụng nhất hiện nay tại đây
2. Nguyên tắc hoạt động máy phát điện 3 pha
Nguyên lí dòng điện xoay chiều
Nguyên tắc: dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ.
Hoạt động:
– Khi nam châm bắt đầu quay trong cuộn dây, thì điện áp sẽ sinh ra ở giữa 2 đầu cuộn dây. Điện áp này đồng thời sẽ sinh ra một dòng điện xoay chiều.
– Mối liên hệ giữa dòng điện được sinh ra trong cuộn dây và vị trí của các nam châm được chỉ ra trong hình vẽ. Dòng điện lớn nhất sẽ được sinh ra khi 2 cực N và cực S của nam châm gần với cuộn dây nhất. Tuy nhiên, chiều dòng điện ở mỗi nửa vòng quay, của nam châm lại ngược nhau.
Sơ đồ nguyên lý sinh điện
Dựa trên nguyên lý trên thì sẽ sinh ra dòng điện một cách hiệu quả hơn, máy phát điện của ô tô dùng 3 cuộn dây cũng bố trí lệch nhau một góc 120 độ trên stato.
Mỗi cuộn A, B, C được đặt chênh nhau 120 độ. Khi nam châm bắt đầu quay giữa chúng dòng điện xoay chiều được sinh ra ở trong mỗi cuộn dây. Dòng điện đó bao gồm 3 dòng xoay chiều được gọi là “dòng xoay chiều 3 pha”.
Click xem thêm>>>>
- Máy phát điện công nghiệp
- Các sản phẩm máy phát điện 3 pha chạy dầu
Những máy móc trong các hoạt động công nghiệp đều dùng nguồn điện áp 3 pha. Do đó, để đảm bảo đủ lượng điện năng vận hành cho những thiết bị công suất này thì bạn phải sử dụng máy phát điện xoay chiều 3 pha. Những máy phát này có công suất lớn, cho khả năng cấp đủ điện cho nhiều thiết bị cùng lúc, điện áp 3 pha xoay chiều ổn định. Mời bạn cùng Điện máy Yên Phát tham khảo những thông tin sau đây để hiểu hơn về dòng thiết bị này nhé.
Máy phát điện xoay chiều 3 pha chuyên dùng cho những thiết bị điện công suất lớn
Máy phát điện xoay chiều 3 pha là gì?
Để có thể hiệu được máy phát điện xoay chiều 3 pha là gì thì đầu tiên hãy cùng nhau tìm hiểu về dòng điện 3 pha đã nhé. Theo quy ước trong ngành điện lực, số pha của dòng điện được tính bằng số dây nóng [dây lửa]. Theo đó ta có cách định nghĩa các dòng điện như sau.
Dòng điện 1 pha gồm có 2 dây dẫn, vơi smột dây lửa [dây nóng] và một dây mát [dây lạnh]. Dòng điện 1 pha là dòng được tách từ một phần của dòng điện 3 pha.
Cũng tương tự như vậy, dòng điện 3 pha là dòng điện có 3 dây nóng và 1 dây lạnh [3 dây lửa và 1 dây mát]. Dòng điện 3 pha này giống như là sự hợp nhất của 3 đường điện 1 pha chạy song song với nhau. Hiểu đơn giản, dòng điện 3 pha là một hệ thống gồm 3 dòng điện xoay chiều 1 pha. Cả ba dòng điện này được gây ra bởi 3 suất điện động xoay chiều với biên độ giống nhau, cùng tần số nhưng có sự sai khác về pha là 2pi/3. Chúng ta có thể nối dòng điện 3 pha theo hai cách đó chính là nối hình tam giác và nối hình sao.
Máy phát điện xoay chiều 3 pha là những máy phát tạo ra dòng điện xoay chiều 3 pha. Cụ thể, máy phát điện 3 pha xoay chiều là hệ thống điện gồm có 3 dòng điện xoay chiều 1 pha. Hya bạn có thể hiểu, máy phát điện ba pha xoay chiều là ba máy phát điện xoay chiều một pha. Các máy phát điện này chạy tuần tự với độ lệch 120° giữa chúng được thực hiện cùng một lúc. Do đó, máy phát tạo ra ba sóng điện áp xoay chiều tại một chu kỳ, giúp cung cấp điện áp ổn định và nhất quán.
Máy phát 3 pha thường là dòng máy phát điện công nghiệp, với công suất lớn thường trên 10kva đến hàng nghìn kva. Thiết bị được dùng làm nguồn điện dự phòng cho các thiết bị điện công suất lớn trong các nhà máy, xí nghiệp, các công trình lớn.
Máy phát điện 3 pha có công suất lớn, cấp nguồn điện dự phòng dồi dào
Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 3 pha
Máy phát điện 3 pha xoay chiều thường bao gồm một số bộ phận sau: Vỏ máy phát, giá đỡ, bạc lót, stato, roto, bộ chỉnh lưu, bộ điều chỉnh điện, bóng tiếp điện. Trong đó quan trọng nhất chính là stato, roto, cụ thể như sau:
- ROTO: hay còn có tên gọi là phần cảm. Đây là 1 nam châm điện, được nuôi bởi các dao động 1 chiều. Bộ phận này sẽ quay xung quanh một trục cố định với mục đích tạo ra từ trường biến thiên.
- STATO: hay còn gọi là phần ứng. Bộ phận này được cấu tạo gồm có 3 cuộn dây giống hệt nhau về kích thước cũng như số vòng. Stato của máy phát điện thường được bố trí ở trên vòng tròn và lệch nhau một góc 120 độ.
Sơ đồ cơ bản về cấu tạo của máy phát điện 3 pha xoay chiều
Máy phát điện xoay chiều 3 pha vận hành như thế nào?
Máy phát điện 3 pha xoay chiều có nguyên lý hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi nam châm trong cuộn dây quay, điện áp sẽ được sinh ra ở giữa hai đầu cuộn dây. Đây chính là một dòng điện xoay chiều. Vị trí của nam châm cùng với dòng điện được sinh ra ở giũa hai cuộn dây có mối quan hệ mật thiết với nhau.
Theo như hình vẽ bên dưới ta thấy, khi cực S và cực N của nam châm điện quay gần với vị trí cuộn dây nhất chính là vị trí tạo ra dòng điện lớn nhất. Chiều dòng điện tại mỗi nửa vòng quay của nam châm điện thường lệch nhau một pha nhất định. Thông thường, để có thể tạo ra nguồn điện hiệu quả, thì những chiếc máy phát điện thường sử dụng 3 cuộn dây bố trí lệch nhau một góc 120 độ. Khi nam châm quay, sẽ tạo ra một dòng điện xoay chiều. Dòng điện này bao gồm 3 dòng xoay chiều cho nên được gọi là “dòng xoay chiều 3 pha”.
Nguyên lý vận hành của máy phát xoay chiều ba pha
Máy phát điện ba pha xoay chiều có hai loại kết nối - kết nối Delta hoặc kết nối Wye [ngôi sao]. Trong kết nối Delta [kết nối tam giác], các đầu của ba cuộn dây liên kết với nhau để tạo thành một vòng khép kín xuất hiện giống như chữ Delta [ký hiệu hình tam giác] trong tiếng Hy Lạp. Trong kết nối Wye [ngôi sao], một đầu của mỗi cuộn dây nối với nhau để lại các đầu còn lại để kết nối bên ngoài và hình thành giống như bảng chữ cái Y.
Ưu điểm và hạn chế của máy phát điện xoay chiều 3 pha
Cũng như nhiều dòng thiết bị khác, những chiếc máy phát 3 pha xoay chiều cũng có những ưu điểm và hạn chế riêng. Cùng tìm hiểu trong phần chia sẻ sau đây nhé:
Ưu điểm
- Ưu điểm lớn nhất của máy phát điện 3 pha là mức sản lượng điện và mức hiệu suất cao. Đây là nguồn cung cấp điện dự phòng cho các thiết bị công nghiệp, máy móc hạng nặng, các tòa nhà văn phòng lớn và các cơ sở,...
- Mặc dù những máy phát điện 3 pha đắt hơn, nhưng khi tính toán đến chi phí bảo trì, cập nhật hệ thốngthì dòng máy này tối ưu hơn. Chúng ổn định hơn do ít hao mòn bởi mô-men xoắn, tải nặng, phân bố xung động,... Ngoài ra, việc chạy một số máy phát điện một pha có thể tốn kém khi cố gắng cấp nguồn cho các ứng dụng lớn. Với cùng một hiệu điện thế và công suất, chi phí truyền tải cho máy phát điện 3 pha nhỏ hơn máy phát điện 1 pha.
- Máy phát điện ba pha xoay chiều là thiết bị mạnh mẽ với điện áp đầu ra điển hình là 380V. Nhiều model có điện áp lên đến 480V. Do đó mà đáp ứng nguồn điện áp đầu vào với đa dạng loại máy móc.
- Các máy phát điện này có thể linh hoạt trong việc nâng hoặc hạ mức điện áp bằng cách sử dụng máy biến áp. Chính vì vậy mà máy có thể cấp điện cho nhiều thiết bị khác nhau.
- Các máy phát điện này mang lại lợi thế truyền tải với các liên kết truyền dẫn mỏng hơn. Cụ thể, máy phát điện 3 pha có thành phần dây dẫn bằng đồng hoặc nhôm nhẹ hơn so với máy phát điện một pha, làm cho toàn bộ thiết bị có khả năng nhẹ hơn nhưng vẫn hiệu quả hơn.
- Máy phát điện xoay chiều ba pha ghi điểm hơn máy phát điện xoay chiều một pha.
- Những máy phát điện này hoạt động tốt mà hầu như không có bất kỳ vấn đề bảo trì nào.
- Ít mô-men xoắn hơn trong máy phát điện của bạn có nghĩa là ít rung động cơ học hơn. Điều này, giúp bổ sung độ tin cậy vượt trội của máy phát điện 3 pha so với người anh em một pha của nó. Các mức mô-men xoắn mở rộng sẽ gây ra một vòng xoắn ốc giống như domino đối với đơn vị của bạn. Sóng AC của bạn trở nên gián đoạn và kém ổn định hơn, do các nam châm dịch chuyển ra khỏi vị trí hoặc các trọng lượng và lực khác làm hỏng cơ học. Điều này có nghĩa là chu kỳ không đều, hiệu quả vì vậy mà kém hơn.
- Hầu hết các máy phát điện 3 pha có xếp hạng hệ số công suất trung bình là 0,8. Cao hơn gần 1,5 lần so với hệ số công suất điển hình của máy phát điện một pha có cùng kích thước và trọng lượng. Những con số hệ số công suất cao hơn có nghĩa là đầu ra cuối cùng lớn hơn có khả năng xử lý các ứng dụng công nghiệp của bạn.
- Đa dạng về mẫu mã, công suất, kiểu dáng,... Một số thương hiệu lớn phải kể đến như Cummins, Kama, Huyndai, Kipor, Honda,...
- Thiết bị phát điện 3 pha cho khả năng vận hành ổn định trong cả những môi trường khắc nghiệt nhờ có thiết kế linh hoạt, độ an toàn đảm bảo.
Nhược điểm
Bên cạnh những ưu điểm, thì dòng máy phát điện 3 pha vẫn còn tồn tại một số hạn chế như:
- Máy phát điện 3 pha thường có kết cấu lớn, nên trọng lượng khá nặng, gây khó khăn trong việc di chuyển.
- Giá máy 3 pha khá cao. Hầu hết các model đều trên vài chục triệu, có máy còn lên đến vài trăm triều. Vì vậy, đòi hỏi các doanh nghiệp cần bỏ ra một khoản đầu tư lớn.
- Quá trình vận hành, bảo trì, bảo dưỡng cũng như sửa chữa máy phát xoay chiều 3 pha khá phức tạp. Yêu cầu những người thợ có chuyên môn cao, am hiểu về thiết bị.
Máy phát điện công nghiệp 3 pha có kích thước lớn
>>> Xem thêm: Báo giá máy phát điện gia đình tại Yên Phát
Ưng dụng của máy phát điện xoay chiều 3 pha
Những chiếc máy phát điện 3 pha hiện được sử dụng phổ biến trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau:
- Gia đình, kinh doanh quy mô lớn: Những chiếc máy phát điện 3 pha công suất nhỏ cung cấp điện cho những hệ thống điện của các gia đình, cửa hàng, nhà xưởng nhỏ,... có yêu cầu điện áp trên 220V.
- Trong công nghiệp: Là nguồn dự phòng cho hệ thống máy móc cho tất cả các khu công nghiệp như may mặc, chế tạo, chế biến thực phẩm,...
- Trong ngành khai mỏ: Các mô hình máy phát 3 pha động cơ diesel được triển khai trong ngành công nghiệp nặng như khai thác mỏ, khoáng sản, xây dựng,...
- Các tòa nhà thương mại: Máy phát 3 pha được dùng để cấp điện cho các trung tâm dữ liệu, trung tâm mua sắm, tòa nhà văn phòng lớn và chung cư,...
Máy phát điện 3 pha cung cấp điện cho các ngành công nghiệp
Trên đây là những thông tin tổng hợp về máy phát điện xoay chiều 3 pha. Những model này thường được trang bị công tắc chuyển tự động [ATS] để máy có thể tự cấp điện ngay khi mất điện, không làm gián đoạn quá trình vận hành. Nếu cần tư vấn thêm về máy phát điện, quý khách vui lòng liên hệ đến Điện máy Yên Phát theo hotline: 0987 661 782. để được tư vấn nhé.