Tìm hiểu tất tần tật về đế tản nhiệt trong cầu đi ốt máy phát điện

Đế tản nhiệt là một bộ phận nhỏ trong cụm cầu đi ốt của máy phát điện.  Nó đóng vai trò then chốt trong việc hạ nhiệt cho đi ốt công suất. Bình Minh Group sẽ giúp bạn hiểu rõ đế tản nhiệt là gì? Và nó ảnh hưởng như thế nào đến hệ thống chỉnh lưu.

Đế tản nhiệt là gì?

Định nghĩa

Đế tản nhiệt là bộ phận truyền và phân tán nhiệt lượng phát sinh từ các đi ốt công suất trong quá trình chỉnh lưu dòng điện xoay chiều sang một chiều. Nhiệt độ tăng cao tại điểm tiếp xúc với đi ốt có thể gây suy giảm đặc tính bán dẫn. Làm hỏng diode hoặc dẫn đến sụt áp đầu ra. Do đó, đế tản nhiệt đóng vai trò ổn định nhiệt độ. Đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ của toàn bộ cụm cầu đi ốt.

Vật liệu chế tạo

Đế tản nhiệt thường được làm từ nhôm nguyên khối hoặc hợp kim nhôm. Do đặc tính dẫn nhiệt cao, trọng lượng nhẹ, dễ gia công và chống ăn mòn tốt. Một số loại đế có thể được xử lý bề mặt bằng lớp oxit anod hóa. Nhằm tăng khả năng chống oxy hóa và nâng cao độ bền trong môi trường ẩm hoặc nhiều bụi dầu.

Xem thêm:

Ứng dụng của đệm cách ly trong lắp đặt máy phát điện

Vì sao máy phát điện cần tới bộ Giảm chấn thuỷ lực?

Vị trí lắp đặt

Đế tản nhiệt được lắp trực tiếp dưới đế của đi ốt công suất tạo thành mặt tiếp xúc dẫn nhiệt chính. Phía trên đế là lá dẫn điện (busbar) và tấm cách điện. Đảm bảo vừa truyền nhiệt hiệu quả vừa duy trì cách ly điện. Tùy theo thiết kế máy phát, đế tản nhiệt có thể:

• Tích hợp sẵn trong khối cầu đi ốt, dạng tản nhiệt phẳng hoặc rãnh.
• Gắn lên bộ khung chính (frame) của máy phát, nơi có luồng gió cưỡng bức hỗ trợ làm mát.

Vị trí này giúp đế tản nhiệt trở thành điểm trung gian giữa nguồn sinh nhiệt (đi ốt) và môi trường xung quanh. Đóng vai trò quan trọng trong chuỗi truyền nhiệt toàn hệ thống.

Cấu tạo cầu đi ốt và mối liên kết với đế tản nhiệt

Các thành phần chính trong cầu đi ốt

1. Đi ốt công suất 

Là linh kiện bán dẫn chính trong quá trình chỉnh lưu. Mỗi đi ốt có cực dương và cực âm. Được lắp xen kẽ theo sơ đồ 3 pha. Khi dẫn dòng, đi ốt phát sinh nhiệt lượng cao tại chân tiếp xúc.

Đi ốt được gắn trực tiếp lên đế tản nhiệt thông qua mặt đế kim loại. Giúp truyền nhiệt nhanh chóng ra ngoài. Hiệu quả dẫn nhiệt tại điểm tiếp xúc này ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ đi ốt.

2. Lá dẫn điện

Là các bản hợp kim dẫn điện nối các cực của đi ốt lại với nhau, tạo thành mạch chỉnh lưu hoàn chỉnh.

Lá dẫn điện ép chặt đi ốt vào đế tản nhiệt bằng lực siết cơ học. Chúng cũng truyền dòng tải lớn qua đi ốt – là nguyên nhân phát sinh nhiệt. Nên phần lá tiếp xúc được thiết kế không gây cản trở quá trình tản nhiệt.

3. Tấm cách điện 

Tấm cách điện giúp ngăn ngừa hiện tượng rò điện từ đi ốt ra phần thân kim loại hoặc khung máy phát. Đồng thời vẫn cho phép truyền nhiệt.

Đế tản nhiệt thường tiếp xúc gián tiếp với mặt dưới của đi ốt thông qua tấm cách điện. Việc chọn đúng loại vật liệu  ảnh hưởng đến hiệu suất và an toàn.

4. Khung lắp ráp 

Là phần nền kim loại hoặc hợp kim đỡ toàn bộ cầu đi ốt. Nó đóng vai trò trung gian truyền nhiệt ra môi trường.

Đế tản nhiệt thường được bắt chặt vào khung. Tạo thành một chuỗi truyền nhiệt: đi ốt → đế tản nhiệt → khung → không khí. Thiết kế này đảm bảo thoát nhiệt liên tục.

Liên kết chức năng

Trong cấu trúc cầu đi ốt, đế tản nhiệt đảm nhiệm vai trò trung gian truyền nhiệt. Nó liên kết chặt chẽ với nhiều bộ phận khác để tạo nên một mạch nhiệt khép kín. Nó đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống chỉnh lưu:

• Hấp thụ nhiệt từ đi ốt công suất: Khi đi ốt chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều, chúng phát sinh nhiệt tại mối nối bán dẫn. Đế tản nhiệt tiếp xúc trực tiếp với mặt đế đi ốt, nó thu nhiệt tại nguồn phát và chuyển ra môi trường xung quanh.
• Truyền nhiệt qua tấm cách điện: Để đảm bảo an toàn điện, giữa đi ốt và đế tản nhiệt thường có một tấm cách điện chuyên dụng. Loại vật liệu này cách điện tốt nhưng vẫn có độ dẫn nhiệt cao. Cho phép duy trì dòng truyền nhiệt mà không xảy ra rò rỉ điện.
• Giải nhiệt về khung máy hoặc môi trường: Sau khi tiếp nhận nhiệt, đế tản nhiệt chuyển năng lượng nhiệt về khung lắp. Hoặc trực tiếp ra luồng gió cưỡng bức trong khoang máy. Đây là mắt xích cuối trong chuỗi tản nhiệt, quyết định hiệu quả làm mát chung.

Hiện tượng hư hỏng liên quan đến đế tản nhiệt

Dấu hiệu nhận biết

Khi đế tản nhiệt gặp sự cố hoặc không đảm bảo hiệu quả truyền nhiệt, các hiện tượng hư hỏng có thể phát sinh ở cả cấp độ linh kiện và toàn bộ hệ thống. Một số dấu hiệu phổ biến gồm:

• Đi ốt công suất quá nhiệt, dẫn đến hiện tượng nổ diode, đoản mạch hoặc mất khả năng chỉnh lưu.
• Máy phát điện hoạt động không ổn định. Xuất hiện hiện tượng sụt áp bất thường, đặc biệt khi tải tăng đột ngột.
• Biến dạng cơ học ở đế tản nhiệt, xuất hiện vết cháy xém, đổi màu bề mặt – do nhiệt tích tụ quá mức.
• Trong một số trường hợp, cầu đi ốt mất hoàn toàn chức năng. Gây dừng máy phát hoặc báo lỗi bảo vệ.

Nguyên nhân thường gặp

Hiệu quả truyền nhiệt của đế tản nhiệt phụ thuộc vào chất lượng lắp đặt, độ sạch và vật liệu chế tạo. Các nguyên nhân gây hư hỏng thường bao gồm:

• Tiếp xúc không tốt giữa đi ốt và đế tản nhiệt: Do siết không đủ lực, lắp lệch, hoặc sử dụng mỡ dẫn nhiệt kém chất lượng. Từ đó sinh điểm nóng cục bộ.
• Lớp bụi, dầu bẩn hoặc oxit bề mặt: Những tạp chất này đóng vai trò như lớp cách nhiệt. Cản trở quá trình truyền nhiệt từ đi ốt xuống đế.
• Lão hóa vật liệu: Đế tản nhiệt làm bằng nhôm làm giảm khả năng dẫn nhiệt. Đặc biệt khi bị ăn mòn điện hóa hoặc oxy hóa mạnh.
• Không kiểm tra bảo trì định kỳ: Việc bỏ qua vệ sinh, kiểm tra siết bulong và thay mỡ dẫn nhiệt định kỳ là nguyên nhân gián tiếp.

Hướng dẫn kiểm tra bảo trì

Khi nào cần kiểm tra đế tản nhiệt?

• Theo định kỳ: Nên kiểm tra đế tản nhiệt mỗi 6–12 tháng.
• Khi phát hiện sự cố chỉnh lưu: Cần tháo kiểm tra cầu đi ốt và đế tản nhiệt ngay.

Các bước kiểm tra

• Tháo cụm cầu đi ốt: Thực hiện theo quy trình an toàn, ngắt nguồn và tháo toàn bộ cụm chỉnh lưu.
• Vệ sinh nhẹ nhàng bề mặt đế: Dùng cồn công nghiệp hoặc dung dịch chuyên dụng lau sạch bụi, dầu, và lớp mỡ dẫn nhiệt cũ.
• Kiểm tra lớp keo hoặc mỡ dẫn nhiệt: Nếu khô, vón cục hoặc không còn khả năng dẫn nhiệt → thay mới hoàn toàn.
• Đánh giá độ phẳng và khả năng tiếp xúc: Dùng thước lá đo độ cong, kiểm tra có điểm tiếp xúc kém hay không. Mặt đế bị cong, nứt, hoặc oxy hóa nặng nên được thay thế.

Thay thế và lưu ý kỹ thuật

• Sử dụng đúng loại đế theo khuyến cáo của nhà sản xuất: Về chất liệu, kích thước, độ dày, khả năng tản nhiệt.
• Bôi lớp mỡ tản nhiệt chuyên dụng: Chọn loại mỡ có độ dẫn nhiệt cao (thường từ 1.5–4.0 W/m·K). Chịu được nhiệt độ trên 150°C, không dẫn điện.
• Siết đúng lực: Dùng lực siết tiêu chuẩn (thường 1.2–2.0 Nm tùy loại diode). Tránh lỏng hoặc siết quá mạnh gây nứt đế hoặc đứt diode.

Trên đây là những thông tin hữu ích về đế tản nhiệt trong cầu đi ốt máy phát điện. Quý khách cần tư vấn máy phát điện hãy liên hệ hotline của chúng tôi.