Khái niệm máy phát điện kích từ hỗn hợp thuận

Máy phát điện kích từ hỗn hợp thuận là loại máy phát điện một chiều trong đó từ trường do cuộn kích từ nối tiếp và cuộn kích từ song song cùng chiều với nhau. Điều này có nghĩa là hai từ thông của hai cuộn dây kích từ cộng hưởng, làm tăng tổng từ thông của máy khi tải tăng. Nhờ đó, máy có khả năng bù sụt áp rất tốt. Giúp điện áp đầu ra ổn định hơn nhiều so với các loại máy phát điện một chiều khác.

Đặc điểm của máy phát điện kích từ hỗn hợp thuận

Có khả năng tự kích từ và tự điều chỉnh điện áp

Nhờ cuộn kích từ song song, máy có thể tự tạo ra từ trường ban đầu mà không cần nguồn ngoài. Khi tải thay đổi, cuộn nối tiếp sẽ tự động điều chỉnh từ thông để bù lại sụt áp. Điện áp đầu ra vì vậy ổn định hơn rất nhiều so với máy phát điện kích từ song song hoặc kích từ nối tiếp. Duy trì điện áp gần như không đổi, đáp ứng tốt cho các hệ thống điện một chiều có tải biến thiên.

Điện áp đầu ra ổn định khi tải thay đổi

Khi tải tăng: Dòng qua cuộn nối tiếp tăng, từ thông tăng để bù sụt áp ở phần ứng.

Khi tải giảm : Dòng qua cuộn nối tiếp giảm, từ thông giảm giúp điện áp ra vẫn ổn định.

Nhờ đó, máy phát điện kích từ hỗn hợp thuận có đặc tuyến điện áp gần như nằm ngang. Biểu hiện sự ổn định cao của điện áp đầu ra.

Hiệu suất cao và vận hành tin cậy

Cấu tạo cơ khí đơn giản, dễ bảo trì.  Làm việc ổn định, ít bị ảnh hưởng bởi dao động dòng tải. Hiệu suất phát điện cao, tổn hao nhỏ nhờ điều chỉnh điện áp tự động theo tải. Tuổi thọ cao, có thể hoạt động liên tục trong thời gian dài.

Dễ điều chỉnh điện áp đầu ra

Có thể thay đổi điện trở của cuộn kích từ song song để điều chỉnh điện áp định mức :

• Khi muốn tăng điện áp → giảm điện trở kích từ.
• Khi muốn giảm điện áp → tăng điện trở kích từ.

Giúp người vận hành điều khiển linh hoạt điện áp phù hợp với yêu cầu sử dụng.

Ứng dụng rộng rãi trong thực tế

Dùng trong hệ thống chiếu sáng DC, máy hàn điện một chiều, truyền động điện DC. Cũng có thể dùng cho nguồn điện cho tàu thủy, xe điện, hoặc trạm phát điện nhỏ.

Đây là loại máy được sử dụng phổ biến nhất trong nhóm máy phát điện kích từ hỗn hợp. Vì tính ổn định cao và khả năng tự điều chỉnh điện áp.

Cấu tạo máy phát điện kích từ hỗn hợp thuận

Stato (phần cảm)

Stato là phần tạo ra từ trường chính cho máy phát điện, bao gồm các bộ phận:

Gông từ : Là vỏ máy bằng thép từ tính, dùng để liên kết mạch từ giữa các cực từ. Có nhiệm vụ bảo vệ các bộ phận bên trong. Ngoài ra, gông từ còn giúp tản nhiệt khi máy hoạt động.

Cực từ chính: Gắn trên gông từ, thường có 2 cực (N và S). Trên mỗi cực từ chính được quấn cuộn dây kích từ song song (shunt field winding). Nhiệm vụ là tạo ra từ thông chính ổn định trong máy.

Cực từ phụ (nếu có): Dùng để cải thiện đặc tính chổi than và giảm tia lửa điện khi đổi chiều dòng điện. Không bắt buộc trong mọi loại máy, nhưng thường có ở máy công suất lớn.

Rôto (phần ứng)

Phần ứng là phần quay của máy, thực hiện chức năng cắt từ thông và tạo ra sức điện động cảm ứng.

Bao gồm:

Lõi phần ứng: Là khối thép ghép từ nhiều lá thép kỹ thuật điện mỏng, có rãnh để đặt dây quấn. Giúp giảm tổn hao do dòng điện xoáy.

Dây quấn phần ứng: Là các cuộn dây đồng được đặt trong các rãnh của lõi phần ứng. Khi rôto quay trong từ trường, các dây này sẽ cắt từ thông và sinh ra điện áp cảm ứng.

Cổ góp : Gồm nhiều phiến đồng ghép lại, cách điện với nhau bằng mica. Dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều cảm ứng trong phần ứng thành dòng một chiều đưa ra tải.

Chổi than : Là các thanh than hoặc đồng, ép nhẹ lên cổ góp để thu dòng điện ra tải. Thường có 2 chổi than tương ứng với 2 cực (+) và (–).

Hai cuộn kích từ trong máy hỗn hợp thuận

Đây là điểm khác biệt quan trọng nhất so với các loại máy phát điện một chiều khác.

Cuộn kích từ song song

Mắc song song với phần ứng. Dây quấn bằng dây nhỏ, nhiều vòng. Có nhiệm vụ tạo từ thông chính ổn định, duy trì điện áp đầu ra. Dòng kích từ này không thay đổi nhiều khi tải thay đổi.

Cuộn kích từ nối tiếp

Mắc nối tiếp với phần ứng và tải. Dây quấn bằng dây to, ít vòng vì dòng qua nó bằng dòng tải. Có chức năng bù sụt áp khi tải tăng, giúp điện áp đầu ra ổn định.

Hai cuộn dây này được đấu theo chiều cùng từ thông (thuận chiều). Từ thông tổng của máy bằng tổng từ thông hai cuộn. Khi tải tăng, từ thông tăng, giúp bù sụt áp ở phần ứng.

Mạch điện của máy phát điện kích từ hỗn hợp thuận

Sơ đồ nguyên lý gồm: Cuộn song song mắc song song với phần ứng. Cuộn nối tiếp mắc nối tiếp giữa phần ứng và tải. Hai cuộn dây có chiều cộng hưởng từ thông.

Khi tải tăng, dòng qua cuộn nối tiếp tăng khiến từ thông tổng tăng. Từ đó điện áp ra không giảm, giữ ổn định.

Cấu trúc cơ khí chung

Trục quay được lắp ổ bi hai đầu, đảm bảo quay nhẹ và chính xác. Nắp máy có lỗ thông gió, hỗ trợ tản nhiệt. Cánh quạt gắn trên trục để làm mát cuộn dây và cổ góp khi máy vận hành lâu dài.

Nguyên lí hoạt động của máy phát điện kích từ hỗn hợp thuận

Máy phát điện kích từ hỗn hợp thuận hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và nguyên tắc phối hợp giữa hai cuộn kích từ: song song và nối tiếp, trong đó hai cuộn này có từ trường cùng chiều nhau.

Mục tiêu: giúp điện áp đầu ra ổn định dù tải thay đổi.

Nguyên tắc cảm ứng điện từ

Khi phần ứng (rôto) của máy quay trong từ trường của cực từ chính. Các dây quấn phần ứng sẽ cắt các đường sức từ. Theo định luật Faraday, trong dây quấn sẽ sinh ra suất điện động cảm ứng (E). Dòng điện cảm ứng này được chỉnh lưu qua cổ góp để tạo dòng điện một chiều cung cấp ra tải.

Vai trò của hai cuộn kích từ

Máy có hai cuộn kích từ hoạt động đồng thời, giúp duy trì điện áp ổn định khi tải thay đổi:

Cuộn kích từ song song

Mắc song song với phần ứng. Dòng điện qua cuộn này gần như không đổi vì điện áp đầu ra gần như ổn định.

Nhiệm vụ: tạo từ thông chính ổn định trong máy.

Cuộn kích từ nối tiếp

Mắc nối tiếp với phần ứng và tải, nên dòng qua cuộn này thay đổi theo dòng tải. Khi tải tăng → dòng qua cuộn nối tiếp tăng, từ thông tăng thêm vì hai từ thông cùng chiều. Khi tải giảm,  dòng qua cuộn nối tiếp giảm → từ thông giảm. Hai cuộn này được đấu thuận chiều, nên từ thông tổng của máy bằng tổng từ thông hai cuộn.

Công ty TNHH Thiết bị Công nghệ Bình Minh

Công ty TNHH thiết bị công nghệ Bình Minh được thành lập vào tháng 10 năm 2007 với hoạt động kinh doanh chính là nhập khẩu, sản xuất và phân phối máy phát điện công nghiệp. Chúng tôi tự hào là một đối tác của công ty Mitsubishi Heavy Industries Engine System Asia Pte Ltd, nhà sản xuất và phân phối máy phát điện Mitsubishi chính hãng trên toàn thế giới. Với gần 20 năm kinh nghiệm trong ngành cung cấp nguồn điện dự phòng, chúng tôi đã phát triển một hệ thống chi nhánh, đại lý và trung tâm bảo hành trải dài khắp 3 miền Bắc, Trung, Nam, có mặt ở khắp 34 tỉnh thành nhằm đem đến sự hỗ trợ và phục vụ khách hàng chu đáo nhất.

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

Email: contact@gensetpower.vn

Website: gensetpower.vn