Máy phát nam châm vĩnh cửu là gì ?

Khi nghe đến từ ” vĩnh cửu”, mọi người sẽ nghĩ ngay tới sự tồn tại mãi mãi, không bao giờ mất đi. Vậy có thực sự tồn tại loại máy phát điện mang tính vĩnh cửu không? Hãy cùng nhau tìm hiểu về loại máy phát sử dụng nam châm vĩnh cửu để tạo ra dòng điện nhé !

Máy phát nam châm vĩnh cửu là loại máy phát điện sử dụng nam châm vĩnh cửu gắn trên rotor để tạo ra từ trường. Nhờ đó sinh ra dòng điện trong cuộn dây stator khi rotor quay.

Ưu điểm so với máy phát truyền thống

 Không cần dòng điện kích từ

Sử dụng nam châm vĩnh cửu để tạo từ trường . Không cần cấp điện ngoài để kích từ như máy phát truyền thống. Tiết kiệm năng lượng, đơn giản hệ thống điều khiển.

Hiệu suất cao hơn

Không có tổn hao do kích từ và tổn thất đồng trong cuộn rotor. Tổn hao nhiệt thấp hơn , hiệu suất tổng thể cao hơn từ 5–15%.

Khởi động dễ hơn ở tốc độ thấp

Máy phát truyền thống cần tốc độ cao để tạo đủ từ trường.Máy phát nam châm vĩnh cửu hoạt động tốt ở tốc độ thấp . Rất phù hợp cho Tuabin gió tốc độ thấp và máy phát thủy điện mini.

Cấu tạo đơn giản – Ít bảo trì

Máy phát nam châm vĩnh cữu không có bộ kích từ, chổi than hay vòng tiếp xúc điện. Do đó ít bị hỏng hóc. Máy vận hành ổn định, tuổi thọ cao.

Gọn nhẹ hơn

Máy phát nam châm vĩnh cửu không cần hệ thống kích từ hoặc điều khiển phức tạp. Vì vậy chúng có kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ hơn máy phát thông thường cùng công suất.

An toàn hơn trong môi trường khắc nghiệt

Vì đặc điểm không cần cấp điện ngoài nên ít nguy cơ xảy ra chập cháy. Đặc biệt khi dùng trong điều kiện ẩm ướt, vùng núi, hải đảo.

Cấu tạo máy phát nam châm vĩnh cửu

Rotor (phần quay)

Rotor là trục quay gắn các nam châm vĩnh cửu, thường là nam châm Neodymium – NdFeB rất mạnh. Khi rotor quay, nam châm tạo ra từ trường quay. Đây là nguồn từ chính để sinh điện.

Có 2 kiểu bố trí nam châm trên máy phát điện :

• Kiểu mặt : nam châm dán trực tiếp lên bề mặt rotor.
• Kiểu chôn : nam châm đặt chìm trong rotor . Nhờ đó nam châm bền hơn, chịu nhiệt tốt.

 Stator (phần đứng yên)

Đây là phần chứa các cuộn dây đồng quấn trên lõi thép silic. Từ trường của rotor cắt qua các cuộn dây này, tạo ra dòng điện cảm ứng. Stator có thể là 1 pha ít dây, điện áp thấp – dùng cho DIY. Hoặc loại 3 pha ổn định, hiệu suất cao – dùng cho công nghiệp hoặc điện gió.

Nam châm vĩnh cửu

Nam châm được gắn trên rotor, tạo từ trường liên tục. Nhưng không cần cấp dòng kích từ như máy phát truyền thống. Loại nam châm thường được sử dụng là Neodymium (NdFeB) với lực từ mạnh, nhỏ gọn hoặc Ferrite , có giá rẻ hơn nhưng từ yếu hơn.

Vỏ máy – Gối đỡ – Bạc đạn

• Vỏ máy: bảo vệ phần trong khỏi bụi, nước, tác động vật lý.
• Gối đỡ / Bạc đạn (Bearing): giúp rotor quay trơn tru, ít ma sát.
• Đôi khi có quạt tản nhiệt để làm mát cuộn dây stator.

 Cổng ra điện

Cổng ra điện có đầu nối với tải, bộ chỉnh lưu, hoặc inverter để sử dụng điện hiệu quả. Dòng điện phát ra có thể là AC 1 pha, 3 pha, hoặc sau khi chỉnh lưu thành DC.

Nguyên lý hoạt động của máy phát  nam châm vĩnh cửu

Máy phát điện nam châm vĩnh cửu hoạt động dựa trên định luật cảm ứng điện từ của Faraday. Khi từ trường biến đổi cắt qua cuộn dây dẫn điện, sẽ sinh ra dòng điện cảm ứng.

Nam châm vĩnh cửu được gắn trên rotor tạo ra một từ trường cố định và mạnh. Khi rotor quay, từ trường do các nam châm này tạo ra quét qua các cuộn dây trên stator. Sự thay đổi từ thông hay còn gọi là từ trường thay đổi theo thời gian. Gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ trong cuộn dây stator. Dòng điện xoay chiều (AC) được tạo ra trong các cuộn dây . Dòng điện này có thể được sử dụng trực tiếp, chỉnh lưu thành dòng DC. Hoặc có thể cấp vào inverter để dùng cho lưới điện.

Một số lưu ý về máy phát nam châm vĩnh cửu

Điện áp đầu ra phụ thuộc vào tốc độ quay

Tốc độ quay càng cao thì điện áp càng lớn. Cần có bộ điều khiển điện áp nếu dùng cho thiết bị nhạy cảm. Nên sử dụng mạch chỉnh lưu và ổn áp hoặc inverter để điều chỉnh đầu ra.

Nam châm vĩnh cửu dễ bị mất từ tính nếu quá nhiệt

Nhiệt độ cao trên 80–150°C tùy loại nam châm có thể làm suy giảm hoặc mất hoàn toàn từ tính. Cần đảm bảo tản nhiệt tốt cho stator . Vì đây là nơi phát sinh nhiệt khi có dòng điện lớn.

Chọn loại nam châm phù hợp

Phải cân đối giữa chi phí, công suất, và môi trường sử dụng để lựa chọn loại nam châm phù hợp

Neodymium (NdFeB): từ mạnh, nhỏ gọn, nhưng dễ mất từ khi quá nóng.

Ferrite (gốm): rẻ hơn, chịu nhiệt tốt, nhưng lực từ yếu hơn.

Thiết kế cơ khí chắc chắn         

Cần đảm bảo độ đồng tâm cao giữa rotor và stator để tránh rung, va chạm. Nam châm cần được gắn cố định chắc chắn, tránh bị bung ra khi quay tốc độ cao.

Bảo vệ chống quá tải

Máy phát nam châm vĩnh cửu không tự giới hạn dòng điện đầu ra. Nếu tải tiêu thụ quá mức sẽ gây nóng stator, cháy cuộn dây. Nên có cầu chì, mạch giới hạn dòng hoặc bộ điều khiển tải.

Khởi động mô-men lớn hơn ở tải trực tiếp

Nếu dùng để phát điện trực tiếp vào tải nặng như ắc quy cạn kiệt, máy phát nam châm có thể bị cản quay mạnh lúc khởi động. Nên dùng bộ điều khiển MPPT hoặc bộ trung gian điều tiết dòng.

 Dùng đúng mục đích

Máy phát nam châm không phải là máy phát vĩnh cửu theo nghĩa đen .Nó vẫn cần năng lượng từ chuyển động cơ học để quay. Không nên tin các quảng cáo sai lệch như “máy phát không cần nhiên liệu” nếu không có kiểm chứng khoa học.

Máy phát điện Mitsubishi

Công ty TNHH Thiết bị Công nghệ Bình Minh

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

SĐT liên hệ : 0964. 160. 888

Website : https://gensetpower.vn/

Email : contact@gensetpower.vn