Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy phát điện không đồng bộ

Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy phát điện không đồng bộ
Click to rate this post!
[Total: 1 Average: 5]

Máy phát điện không đồng bộ là gì? Máy điện không đồng bộ có cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng như thế nào? Xin mời bạn đọc cùng theo dõi bài viết dưới đây để tìm ra câu trả lời nhé!

Máy phát điện không đồng bộ là gì?

Máy phát điện không đồng bộ là một loại máy thuộc máy phát điện xoay chiều. Máy này hoạt động theo nguyên lý cảm biến điện từ. Tốc độ quay của roto khác so với tốc độ quay của từ trường.

Thiết bị phát điện không đồng bộ có tính thuận nghịch. Nói thế có nghĩa là máy có thể làm việc với vai trò giống như một máy phát điện hoặc vai trò của động cơ điện.

Tùy vào các đặc điểm mà có thể chia máy điện không đồng bộ thành nhiều loại khác nhau:

  • Theo kết cấu vỏ máy: máy điện kiểu kín, kiểu hở và kiểu bảo vệ
  • Theo số pha: máy phát điện không đồng bộ 1 pha, 2 pha và 3 pha.
  • Theo kiểu dây quấn roto: máy điện không đồng bộ roto dây quấn hoặc roto kiểu lồng sóc.
máy phát điện không đồng bộ
Khái niệm thiết bị phát điện không đồng bộ

Cấu tạo của máy phát điện không đồng bộ

Máy điện không đồng bộ gồm 2 phần chính là Stato và Roto. Các bộ phận đi kèm khác gồm có: nắp máy, ổ bi. trục máy, hộ dầu cực, hộp quạt, quạt gió,,…

Stato (phần tĩnh)

Stato được cấu thành bởi: lõi thép, dây quấn và phần phụ gồm vỏ máy và nắp máy. 

Lõi thép có dạng hình trụ được chế tạo ban đầu từ những lá thép kỹ thuật điện. Sau đó, các lá thép này được dập rãnh ở bên trong và ghép lại thành các rãnh ép bên trong vỏ máy. 

Dây quấn được làm từ các dây đồng có bọc cách điện. Dây quấn được đặt phía bên trong các rãnh của lõi thép và cho phép dòng điện xoay chiều đi qua. Dòng điện sẽ đi qua và tạo nên một từ trường quay.

máy phát điện không đồng bộ là gì
Cấu tạo của Stato

Roto (phần quay)

Phần Roto được cấu thành từ lõi thép, dây quấn và trục máy. 

Lõi thép Roto gồm các lá thép kỹ thuật điện lấy từ phần bên trong của lõi thép stato ghép lại. Mặt ngoài của lõi thép roto dập rãnh để đặt dây quấn. Giữa lõi thép có dập lỗ để lắp trục. 

Trục của máy phát điện không đồng bộ được làm bằng thép và có gắn lõi thép roto.

Dây quấn của máy phát điện không đồng bộ có 2 loại: roto lồng sóc (roto ngắn mạch) và roto dây quấn.

  • Roto lồng sóc: là những thanh đồng hoặc nhôm đặt tại rãnh. Các thanh này bị ngắn mạch bởi 2 vành ngắn mạch ở 2 đầu. Với các động cơ nhỏ, người ta thường đúc nguyên khối thanh dẫn, cánh tản nhiệt, quạt làm mát và vành ngắn mạch của dây quấn roto. 
  • Roto dây quấn: quấn dây tương tự như dây quấn ba pha stato và có cùng số cực từ. Dây quấn kiểu này luôn đấu với nhau thành hình sao với ba đầu ra đấu vào ba vành trượt. Dây quấn roto sẽ gắn vào trục quay của roto và được cách điện với trục.
cấu tạo máy phát không đồng bộ
Cấu tạo của Roto

Nguyên lý hoạt động của thiết bị phát điện không đồng bộ

Nối dây quấn stato với lưới điện sau đó sử dụng động cơ sơ cấp kéo roto quay với tốc độ n. Lưu ý, n > n1 và cùng chiều với n1. Lúc này, chiều của từ trường quét qua các thanh dẫn roto sẽ ngược lại. Suất điện động và dòng điện roto ngược chiều với chế độ của động cơ.

Chiều của lực điện từ đặt lên roto ngược với chiều quay của roto. Lúc này, mômen hãm được tạo ra sẽ cân bằng với mômen quay động cơ sơ cấp. Máy điện không đồng bộ làm việc ổn định ở chế độ máy phát. 

Nhờ từ trường quay của nguồn lưới điện mà cơ năng động  cơ sơ ở roto cấp được biến đổi thành điện năng ở stato.

Để tạo ra từ trường quay, lưới điện phải cung cấp cho máy điện một mức công suất phản kháng Q. Do đó, hệ số công suất của lưới điện sẽ bị thấp đi.

Khi máy điện không đồng bộ 3 pha làm việc riêng lẻ, tức là không có điện vào dây quấn stato người ta phải kích từ cho máy. Đây cũng chính là nhược điểm lớn nhất của máy phát điện không đồng bộ. Và cũng vì lý do này mà nó ít được ứng dụng làm máy phát điện trong hệ thống cung cấp điện.

nguyên lý máy phát không đồng bộ
Nguyên lý làm việc của thiết bị phát điện không đồng bộ

So sánh máy phát điện đồng bộ và không đồng bộ 

Dưới đây là bảng so sánh máy phát điện đồng bộ và không đồng bộ!

Máy phát điện đồng bộ

Máy phát điện không đồng bộ

Ưu điểm

Có thể điều chỉnh được hệ số công suất của máy phát điện đồng bộ 3. Việc áp dụng máy phát điện đồng bộ lớn có thể giúp nâng cao hiệu suất vận hành khi không cần điều chỉnh tốc độ. Cấu trúc đơn giản, chế tạo, sử dụng và bảo trì thuận tiện, hoạt động đáng tin cậy và giá thành thấp. 

Máy điện không đồng bộ có hiệu suất hoạt động cao hơn và đặc tính làm việc tốt hơn. Có thể đáp ứng yêu cầu truyền tải của hầu hết các máy móc sản xuất công nghiệp và nông nghiệp vì tốc độ gần không đổi trong dải từ không tải đến đầy tải.

Nhược điểm

Giá thành cao hơn so với máy phát điện cảm ứng(không đồng bộ) Đo tốc độ của máy điện không đồng bộ có sự chênh lệch nhất định với tốc độ quay của từ trường nên hiệu suất điều tốc ít hơn. Từ đó, sẽ tiết kiệm và thuận tiện hơn khi sử dụng máy phát điện một chiều cho máy móc vận chuyển, máy cán, máy công cụ lớn, máy in và nhuộm và làm giấy yêu cầu dải tốc độ rộng và mượt

Các phương pháp mở máy điện không đồng bộ 

Momen mở máy của máy phát điện không đồng bộ là momen tại thời điểm tốc độ n = 0.

Để mở được máy thì momen mở máy động cơ phải lớn hơn momen cản của tải lúc mở máy. Đồng thời, momen động cơ phải đủ lớn để thời gian mở máy trong phạm vi cho phép.

Dòng điện mở máy lớn gấp 5-7 lần so với dòng điện định mức. Lưới điện công suất nhỏ có thể làm điện áp mạng điện bị tụt xuống. Điều này sẽ làm ảnh hưởng đến khả năng làm việc của các thiết bị khác. Vì vậy, muốn mở máy điện ta phải làm giảm dòng điện mở máy. 

Đối với động cơ Roto dây quấn: dây quấn của Rôto được nối với biến trở mở máy. Vì vậy để giảm dòng điện, đầu tiên ta để biến trở lớn nhất, sau đó giảm dần về không.

Đối với động cơ lồng sóc có thể áp dụng các phương pháp sau:

  • Mở máy trực tiếp: đóng trực tiếp động cơ điện vào trong lưới điện. Dùng khi công suất nguồn điện lớn hơn nhiều so với công suất động cơ.
  • Giảm điện áp Stato khi mở máy
  • Dùng điện kháng nối tiếp vào trong mạch Stato
  • Dùng máy biến áp tự ngẫu
mở thiết bị máy phát không đồng bộ
Những phương pháp để mở thiết bị phát điện không đồng bộ

Ứng dụng của máy điện không đồng bộ 

Từ ưu và nhược điểm của từng loại máy phát điện, chúng ta có thể đưa ra kết luận về nhu cầu của từng dòng sản phẩm trên thị trường. 

  • Máy phát điện không đồng bộ sẽ thường được sản xuất thành các dòng máy cầm tay, dạng mini – những dòng không yêu cầu công suất quá cao. Các dòng máy này cũng thích hợp với các tua bin gió hoặc các nhà máy nhỏ lẻ.
  • Trong khi đó, dòng máy phát đồng bộ thường được dùng làm máy phát điện chạy bằng dầu, công suất lớn. Thích hợp cho nhu cầu tại công trường, nhà máy, doanh nghiệp quy mô lớn.

Hai dòng máy phát điện không đồng bộ và đồng bộ thuộc 2 phân khúc khác nhau trên thị trường. Các thương hiệu cũng thường cung cấp cả 2 dòng máy phát điện kể trên để chiếm lĩnh thị phần lớn hơn về máy phát điện.

ứng dụng của máy phát điện không đồng bộ là gì
Ứng dụng của máy điện không đồng bộ

>>> 50+ Máy phát điện công suất lớn tốt nhất hiện nay: http://yenphat.vn/may-phat-dien.html

Trên đây là những thông tin tổng quan về máy phát điện không đồng bộ. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi chia sẻ trên đây sẽ hữu ích và giúp bạn chọn được cho doanh nghiệp của mình một chiếc máy phù hợp.

thanh11

Bài viết liên quan

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Read also x