Máy phát điện là gì? Nguyên lý máy phát điện

Ngày nay, máy phát điện có nhiều tùy chọn nhiên liệu khác nhau. Máy phát điện diesel là máy phát điện công nghiệp phổ biến nhất trên thị trường. Máy phát điện dân dụng phổ biến bao gồm: máy phát điện khí tự nhiên hoặc máy phát propan, trong khi máy phát điện cầm tay nhỏ hơn thường chạy bằng xăng, nhiên liệu diesel hoặc propan. Một số máy phát điện có khả năng sử dụng nhiên liệu sinh học – chạy bằng cả xăng và dầu diesel.

Vậy máy phát điện là gì? Chúng ta cùng tìm hiểu nhé!

Nội Dung Chính

Máy phát điện là gì?

Máy phát điện là máy chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện. Nó hoạt động dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ của định luật Faraday.

Máy phát điện là máy độc lập cung cấp điện khi không có nguồn điện từ lưới điện cục bộ. Máy phát điện công nghiệp thường được sử dụng để cung cấp điện dự phòng cho các cơ sở, doanh nghiệp hoặc nhà ở khi mất điện nhưng chúng cũng có thể được sử dụng làm nguồn điện chính ở những nơi không có lưới điện địa phương hoặc khó tiếp cận như hoạt động khai thác và canh tác…

Có các loại như: máy phát điện diesel, máy phát điện khí tự nhiên, máy phát điện propane và máy phát điện nhiên liệu sinh học. Bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về máy phát điện nhé!

Máy phát điện tiếng Anh là gì?

Trong tiếng Anh máy phát điện được hiểu là: generator. Đôi khi chúng ta bắt gặp một số từ như: dynamo hay alternator,… cũng mang nghĩa là máy phát điện. Nhưng thông thường khi tìm kiếm tài liệu tiếng Anh về máy phát điện, thì chúng ta hay dùng từ generator hơn!

Nguyên lý máy phát điện

Máy phát điện không thực sự tạo ra điện. Thay vào đó, nó chuyển đổi năng lượng cơ học hoặc hóa học thành năng lượng điện. Chúng làm điều này bằng cách nắm bắt sức mạnh của chuyển động và biến nó thành năng lượng điện thông qua một mạch điện. Một máy phát điện về cơ bản là một động cơ điện làm việc ngược.

Một số máy phát điện rất lớn và cung cấp lượng năng lượng khổng lồ bằng cách chuyển năng lượng được tạo ra bởi tua-bin nước biến thành điện. Tuy nhiên, các máy phát điện dân dụng và thương mại nhỏ hơn nhiều và dựa vào các nguồn nhiên liệu truyền thống hơn như diesel, khí đốt và propan để tạo ra năng lượng cơ học và tạo ra dòng điện.

Khi một dòng điện đã được thiết lập, nó được dẫn qua dây đồng để cấp nguồn cho các máy móc, thiết bị bên ngoài hoặc toàn bộ hệ thống điện.

Máy phát điện hiện đại có thể dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ của Michael Faraday. Faraday phát hiện ra rằng khi một dây dẫn di chuyển trong từ trường, các điện tích có thể được tạo ra và định hướng để tạo ra dòng điện. Về cơ bản nhất, một máy phát điện không gì khác hơn là một nam châm điện – dây di chuyển gần một nam châm để điều khiển dòng điện. Nó giống như cách một máy bơm đẩy nước qua đường ống.

Cấu tạo máy phát điện

Các bộ phận của một máy phát điện là gì?

Có đến chín thành phần cho một máy phát điện. Và tất cả chúng đều đóng một vai trò trong việc đưa năng lượng đến nơi cần thiết nhất. Các bộ phận của máy phát điện là:

Động cơ

Động cơ cung cấp năng lượng cho máy phát điện. Sức mạnh của động cơ quyết định lượng điện mà một máy phát có thể cung cấp.

Máy phát điện

Đây là nơi xảy ra sự chuyển đổi từ năng lượng cơ học sang năng lượng điện. Một máy phát điện xoay chiều chứa cả các bộ phận chuyển động và đứng yên làm việc cùng nhau để tạo ra trường điện từ và chuyển động của các điện tử tạo ra điện.

Hệ thống nhiên liệu

Hệ thống nhiên liệu giúp máy phát điện có thể tạo ra năng lượng cần thiết. Hệ thống bao gồm bình nhiên liệu, bơm nhiên liệu, đường ống nối bình với động cơ và ống hồi lưu. Một bộ lọc nhiên liệu loại bỏ các mảnh vụn trước khi nó vào động cơ và một kim phun nhiên liệu vào buồng đốt.

Bộ điều chỉnh điện áp

Thành phần này giúp kiểm soát điện áp của điện được sản xuất. Nó cũng giúp chuyển đổi điện từ AC sang DC, nếu cần.

Hệ thống làm mát và xả khí

Máy phát điện tạo ra rất nhiều nhiệt. Hệ thống làm mát đảm bảo máy không quá nóng. Hệ thống xả trực tiếp và loại bỏ khói trong quá trình hoạt động.

Hệ thống bôi trơn

Có nhiều bộ phận nhỏ, di chuyển bên trong một máy phát điện. Điều cần thiết là phải bôi trơn chúng đầy đủ bằng dầu động cơ để đảm bảo vận hành trơn tru và bảo vệ chúng khỏi sự mài mòn quá mức.

Pin – ac quy

Pin được sử dụng để khởi động máy phát điện. Bộ sạc pin là một thành phần hoàn toàn tự động, đảm bảo pin sẵn sàng hoạt động khi cần bằng cách cung cấp cho nó mức điện áp thấp không đổi.

Bảng điều khiển

Bảng điều khiển kiểm soát mọi khía cạnh của hoạt động máy phát điện từ khởi động và tốc độ chạy đến đầu ra. Các thiết bị hiện đại thậm chí có khả năng cảm nhận khi mất điện và có thể tự động khởi động hoặc tắt máy phát điện.

Khung vỏ

Đây là cơ thể của máy phát điện. Là lớp vỏ bao bọc và bảo vệ các thành phần bên trong máy. Đó là phần mà chúng ta nhìn thấy.

Các loại máy phát điện

Máy phát điện được phân loại thành các loại:

Máy phát điện xoay chiều
Máy phát điện một chiều

Máy phát điện xoay chiều là gì

Đây là phương tiện sản xuất năng lượng điện quan trọng nhất, vì chúng ta đều đang sử dụng điện AC. Nó hoạt động dựa trên nguyên tắc của cảm ứng điện từ. Có hai loại là máy phát điện cảm ứng và loại khác là máy phát đồng bộ.

Máy phát điện cảm ứng không yêu cầu kích thích DC riêng, bộ điều khiển, điều khiển tần số hoặc bộ điều chỉnh. Khái niệm này mô tả khi cuộn dây quay trong từ trường kích hoạt dòng điện và điện áp. Các máy phát nên chạy ở tốc độ phù hợp để truyền tải điện áp AC ổn định, thậm chí không có tải.

Máy phát điện đồng bộ là máy phát kích thước lớn chủ yếu được sử dụng trong các nhà máy điện. Đây có thể là loại trường quay hoặc loại phần ứng quay. Trong loại phần ứng quay, phần ứng nằm ở rôto và từ trường nằm ở stato. Dòng điện phần ứng rôto được lấy qua các vòng trượt và chổi quét. Đây là những hạn chế gây tổn thất cao. Chúng được sử dụng cho các ứng dụng đầu ra công suất thấp. Loại máy phát xoay chiều được sử dụng rộng rãi vì khả năng phát điện cao và không có vòng trượt và chổi quét.

Những máy phát điện này được kết nối với một động cơ hoặc tuabin để được sử dụng như một bộ máy phát động cơ và được sử dụng trong các ứng dụng như hải quân, khai thác dầu khí, máy móc khai thác, nhà máy điện gió, v.v.

Ưu điểm của máy phát điện xoay chiều

Các máy phát điện này thường được bảo trì dễ dàng, vì không có chổi than

Dễ dàng tăng và giảm thông qua máy biến áp

Kích thước của máy phát tương đối nhỏ hơn máy DC

Hao phí thường ít hơn máy phát điện 1 chiều

Máy phát điện một chiều

Một máy phát được sử dụng để thay đổi năng lượng từ cơ học sang điện dưới dạng DC được gọi là máy phát điện một chiều. Loại máy phát điện này sử dụng lực điện động cảm ứng năng lượng trong khi thay đổi năng lượng.

Phân loại máy phát điện một chiều

Máy phát điện một chiều được phân loại theo cách tạo từ trường của chúng trong stato của máy.

Máy phát điện DC nam châm vĩnh cửu không yêu cầu kích từ trường bên ngoài vì nó có nam châm vĩnh cửu để tạo ra từ thông. Chúng được sử dụng cho các ứng dụng năng lượng thấp như máy phát điện.

Máy phát điện một chiều riêng biệt kích thích đòi hỏi kích từ trường bên ngoài để tạo ra từ thông. Chúng ta cũng có thể thay đổi kích thích để có được công suất đầu ra thay đổi. Chúng được sử dụng trong mạ điện và các ứng dụng tinh chế điện.

Do từ tính còn lại có trong các cực của máy phát điện một chiều tự kích stato có thể tạo ra từ trường riêng của chúng. Đây là những thiết kế đơn giản và không cần phải có mạch bên ngoài để thay đổi kích từ. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng như sạc pin, hàn, các ứng dụng làm sáng thông thường, chuyển đổi điện dc-ac v.v.

Ưu điểm của máy phát điện một chiều là gì

Chủ yếu là các máy phát điện một chiều có nhiều đặc tính vận hành khác nhau. Có thể thấy được bằng cách lựa chọn phương pháp kích cuộn dây .

Điện áp đầu ra có thể được làm mịn bằng cách sắp xếp các cuộn dây xung quanh phần ứng. Điều này dẫn đến ít dao động hơn đối với một số ứng dụng trạng thái ổn định.

Không cần che chắn cho bức xạ nên chi phí cáp sẽ thấp hơn so với máy phát điện xoay chiều.

Ứng dụng của máy phát điện

Như các bạn đã biết, với tình hình cung cấp điện và biến đổi của khí hậu hiện nay. Thì việc trang bị một máy phát điện trong doanh nghiệp hay gia đình là vô cùng cần thiết.