Tổng quan về máy phát điện xoay chiều ba pha

Máy phát điện xoay chiều ba pha là thiết bị điện dùng để biến đổi năng lượng cơ học. Thường từ động cơ diesel, tua-bin hơi nước, tua-bin gió hoặc tua-bin thủy lực. Biến đổi thành năng lượng điện xoay chiều ba pha. Đây là loại máy phát được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong công nghiệp, thương mại. Và cả hệ thống điện quốc gia nhờ hiệu suất cao và khả năng truyền tải điện năng ổn định.

Ưu điểm khi dùng máy phát điện xoay chiều ba pha

Hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng

Máy phát điện xoay chiều ba pha có khả năng biến đổi năng lượng cơ học thành điện năng với hiệu suất cao hơn so với loại một pha. Nhờ sự cân bằng giữa các pha, tổn hao điện năng trong quá trình truyền tải được giảm đáng kể. Giúp tiết kiệm nhiên liệu và chi phí vận hành.

Truyền tải điện năng ổn định và hiệu quả

Hệ thống ba pha cho phép truyền tải điện năng đi xa với dây dẫn nhỏ hơn. Tổn thất công suất thấp hơn so với hệ thống một pha cùng công suất. Điều này rất quan trọng trong lưới điện quốc gia và các nhà máy công nghiệp.

Cung cấp điện linh hoạt cho nhiều loại tải

Máy phát điện ba pha có thể cung cấp điện cho cả tải ba pha và tải một pha (thiết bị dân dụng). Nhờ vậy, nó phù hợp cho cả mục đích sản xuất và sinh hoạt.

Hoạt động êm ái, giảm rung và dao động công suất

Dòng điện ba pha có đặc tính cân bằng, liên tục nên mô-men quay của động cơ chạy bằng nguồn này ổn định hơn. Giúp giảm rung lắc, giúp các thiết bị vận hành êm và bền hơn.

Dễ dàng mở rộng và ghép song song nhiều máy

Hệ thống máy phát điện ba pha có thể dễ dàng ghép song song để tăng công suất tổng. Mà không ảnh hưởng đến chất lượng điện năng. Rất thuận lợi cho các nhà máy hoặc khu công nghiệp có nhu cầu mở rộng sản xuất.

Độ tin cậy và tuổi thọ cao

Nhờ cấu trúc chắc chắn, cân bằng điện áp tốt và ít chịu tải không đều. Máy phát điện xoay chiều ba pha thường có tuổi thọ cao, ít hư hỏng và chi phí bảo trì thấp.

Cấu tạo cơ bản của máy phát điện xoay chiều ba pha

Phần cảm (Rotor) – Bộ phận quay

Phần cảm là bộ phận tạo ra từ trường của máy phát điện. Nó được gắn trực tiếp với trục quay và được dẫn động bởi động cơ hoặc tua-bin.

Có hai loại rotor phổ biến:

Rotor cực ẩn (cực trơn): Dạng hình trụ, bề mặt nhẵn. Thường dùng cho máy phát tốc độ cao (như tua-bin hơi nước). Từ trường được tạo bởi cuộn dây kích từ đặt bên trong rotor. Dòng kích từ được cung cấp qua vành trượt và chổi than.

Rotor cực lồi: Có các cực từ nổi rõ ra ngoài, được quấn dây đồng quanh lõi thép. Dùng trong máy phát tốc độ thấp (như máy thủy điện). Số cực nhiều, giúp giảm tốc độ quay mà vẫn đạt tần số điện mong muốn.

Phần ứng (Stator) – Bộ phận đứng yên

Phần ứng là nơi phát sinh ra điện áp xoay chiều ba pha.

Cấu tạo gồm:

• Lõi thép stator: Gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy.
• Dây quấn stator: Gồm ba cuộn dây được đặt lệch nhau 120° điện trên chu vi stator.

Khi rotor quay, từ trường cắt qua các cuộn dây này tạo ra ba suất điện động xoay chiều lệch pha nhau 120°, hình thành hệ thống điện ba pha.

Cấu trúc cơ khí và các bộ phận phụ

Trục quay: Nối với rotor và được dẫn động từ nguồn cơ học (động cơ diesel, tua-bin…).

Vỏ máy (thân máy): Làm bằng kim loại, có nhiệm vụ bảo vệ các bộ phận bên trong và giúp tản nhiệt.

Ổ bi – bạc đạn: Giúp rotor quay trơn tru, giảm ma sát.

Quạt gió hoặc hệ thống làm mát: Dùng để tản nhiệt, giúp máy hoạt động ổn định trong thời gian dài.

Bộ chỉnh lưu (nếu có): Biến đổi dòng điện xoay chiều từ cuộn kích từ thành dòng một chiều để cấp cho rotor.

Nguyên lí hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha

Nguyên lí cơ bản

Khi phần cảm (rotor) được quay nhờ năng lượng cơ học, nó tạo ra từ trường quay. Từ trường này cắt qua các cuộn dây của phần ứng (stator). Theo định luật cảm ứng điện từ Faraday, trong các cuộn dây sẽ xuất hiện suất điện động xoay chiều.

Quá trình sinh ra điện áp ba pha

Trong stator có ba cuộn dây giống nhau, đặt lệch nhau 120° điện trên chu vi. Khi rotor quay, từ trường lần lượt quét qua từng cuộn dây. Mỗi cuộn dây sinh ra một suất điện động xoay chiều có cùng biên độ và tần số, nhưng lệch pha nhau 120°.

Kết quả, ta thu được ba điện áp xoay chiều lệch pha nhau 120°. Tạo thành hệ thống điện ba pha (ký hiệu thường là pha A, pha B và pha C).

Dạng sóng điện áp

Nếu biểu diễn trên đồ thị, ba suất điện động cảm ứng có dạng hình sin. Chúng có tần số bằng nhau và lệch pha nhau 120°. Sự lệch pha này giúp công suất truyền tải ổn định, không dao động như trong dòng điện một pha.

Liên hệ giữa tốc độ quay và tần số

Tần số của dòng điện sinh ra phụ thuộc vào tốc độ quay của rotor và số cực từ của máy.

Ứng dụng thực tế của máy phát điện xoay chiều ba pha

Trong các nhà máy điện

Là thiết bị chính tạo ra điện năng trong các nhà máy thủy điện, nhiệt điện, điện gió, điện hạt nhân… Máy phát điện ba pha được ghép nối với các tua-bin để sản xuất và hòa điện vào lưới điện quốc gia. Giúp cung cấp nguồn điện ổn định cho hàng triệu hộ gia đình và khu công nghiệp.

Trong ngành công nghiệp và sản xuất

Cung cấp điện cho các động cơ điện ba pha dùng trong máy móc công nghiệp như: máy tiện, máy phay, máy nghiền, máy bơm công suất lớn, băng chuyền, robot tự động,… Sử dụng trong hệ thống dự phòng công nghiệp để đảm bảo hoạt động không bị gián đoạn khi mất điện lưới. Giúp vận hành ổn định và tiết kiệm năng lượng hơn so với sử dụng nguồn điện một pha.

Trong lĩnh vực thương mại và dịch vụ

Dùng làm nguồn điện dự phòng cho các tòa nhà, trung tâm thương mại, những nơi kinh doanh dịch vụ. Đảm bảo các thiết bị quan trọng hoạt động liên tục khi xảy ra sự cố mất điện.

Trong giao thông và hạ tầng

Ứng dụng trong các trạm phát điện di động phục vụ thi công công trình. Khai thác mỏ, hải đảo, khu vực chưa có lưới điện. Dùng trong hệ thống điện tàu thủy, tàu hỏa, sân bay và bến cảng. Cung cấp điện cho hệ thống điều khiển, chiếu sáng và thông tin liên lạc.

Trong năng lượng tái tạo

Kết hợp với tua-bin gió hoặc tua-bin thủy lực mini để phát điện độc lập ở vùng sâu vùng xa. Là phần quan trọng trong các hệ thống điện gió, điện mặt trời lai ghép.  Giúp ổn định nguồn điện đầu ra.Trong dân dụng và sinh hoạt

Dù chủ yếu dùng trong công nghiệp, nhưng máy phát điện xoay chiều ba pha cũng được ứng dụng tại các khu dân cư hoặc trang trại lớn để cung cấp điện ổn định cho nhiều thiết bị cùng lúc. Một số dòng máy phát ba pha nhỏ gọn được sử dụng làm nguồn điện dự phòng cho gia đình có nhiều thiết bị công suất lớn.

Máy phát điện Mitsubishi chính hãng, nhập khẩu nguyên chiếc

Công ty TNHH Thiết bị công nghệ Bình Minh – Nhà phân phối máy phát điện Mitsubishi chính hãng, uy tín tại Việt Nam

Địa chỉ: Số 31 ngõ 92 Nguyễn Khánh Toàn, P.Quan Hoa, Q.Cầu Giấy, TP. Hà Nội

Email: contact@gensetpower.vn

Website: gensetpower.vn