Kích từ máy phát điện là gì? Nguyên lý hoạt động của chúng ra sao? Nắm rõ những kiến thức này bạn có thể sửa chữa máy phát điện, chọn lựa dòng máy phù hợp hơn. Tất cả những điều này sẽ được ThnVinaFarm giải đáp trong bài viết dưới đây.

1. Kích từ máy phát điện là gì?

Máy phát điện muốn hoạt động tốt, chúng cần phải có dòng điện kích từ máy phát điện. Cấu tạo máy phát điện cơ bản bao gồm 1 roto chuyển động trong từ trường. Từ trường được tạo ra nhờ vào nam châm hay cuộn dây điện từ. 

1.1 Nguyên lý khuếch đại từ trường

Loại máy phát điện sử dụng nam châm vĩnh cửu hiện đã không còn thịnh hành. Đa số máy phát điện hiện điều sử dụng nam châm điện. Ở những loại máy phát điện này, điện áp nơi đầu phát sẽ tỷ lệ thuận với cường độ dòng kích từ máy phát điện. 

Nếu dòng điện kích từ nhỏ thì điện áp đầu ra sẽ nhỏ và ngược lại. Bởi vì lí do này mà dòng điện kích từ được dùng để kiểm soát điệp áp đầu ra của máy phát điện. 

Trong trường hợp điện áp đầu ra yếu thì ta có thể tăng điện áp dòng kích từ. Nếu như điện áp đầu ra quá cao thì ta có thể giảm áp dòng điện kích từ xuống. 

Để tránh tình trạng thay đổi điện áp đột ngột dẫn đến hư hỏng cho máy, người ta thường kết hợp thêm bộ tạo sóng răng cưa bên trong máy phát điện. Do đó, máy phát điện có thể coi như một bộ khuếch đại.

1.2 Hệ thống kích từ một chiều

Hệ thống tạo ra và kiểm soát dòng điện 1 chiều này được gọi là bộ kích từ.

Dòng điện dùng kích từ là dòng điện một chiều được đưa vào hệ thống rotor nhằm kích phát từ trường của máy phát điện. Ngoài tác dụng kích từ, dòng điện này còn được sử dụng để điều chỉnh điện áp cho máy phát điện.

Các chỉ số của dòng điện kích từ hoàn toàn có thể thay đổi nhờ vào bộ điều khiển. Bộ điều khiển sử dụng hệ thống mạch điện nhằm kiểm soát dòng điện kích từ và có tên gọi khác là bộ điều áp.

1.3 Hệ thống kích từ xoay chiều

Hệ thống này thường được dùng kết hợp một bộ chỉnh lưu dòng điện và loại máy phát đồng bộ.

Máy phát đồng bộ còn có tên gọi khác là máy kích thích xoay chiều. Hệ thống này bao gồm phần tĩnh ( máy phát điện ) và phần quay (rotor). Chúng được kết hợp cùng nhau với một bộ chỉnh lưu dạng quay và lắp ngang trên trục đỡ.

Khi hoạt động, dòng kích từ sẽ di chuyển qua phần ứng của máy kích từ, rồi qua bộ  chỉnh lưu và vào rotor. Trong quá trình di chuyển, dòng điện không cần thiết có sự tiếp xúc với chổi than. Vì vậy, hệ thống này còn có tên gọi khác là hệ thống kích từ không chổi than.

1.4 Hệ thống kích từ dạng tĩnh

Kiểu kích từ này sử dụng phối hợp các loại biến áp và chỉnh lưu để kích từ. Các dòng máy này sử dụng Thyristor cho bộ mạch chỉnh lưu. 

>>> Bạn có tò mò avr máy phát điện là gì không. Cùng chúng tôi tìm hiểu nhé.

2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống kích từ

Khi hoạt động các động cơ thông qua các thiết bị kích thích hợp chất pha pha tụ điện của máy phát để kích từ đặc biệt. Cuộn dây phụ của stator của máy phát được sử dụng làm dòng kích từ sau khi chỉnh lưu và AC được kích thích bởi bộ kích từ được chỉnh lưu thành DC thông qua bộ cộng quay và đưa vào máy phát làm dòng kích từ. Bởi biến áp hiện tại trong máy phát là trung tính, trong khi thành phần điện áp được cung cấp bởi cuộn thứ cấp thông qua tụ điện trong khối kích từ, sau đó được tổng hợp bởi bộ chỉnh lưu hình thành dòng điện kích từ.

3.Các loại kích từ máy phát

Trên tất cả thị trường ngày nay có rất nhiều kích từ cho máy phát điện khác nhau, đặc biệt hơn các bộ kích từ được sản xuất từ Nhật Bản nên có giá thành cao hơn với nhà sản xuất khác, ở Nhật Bản có những mẫu mã đẹp cũng như chất lượng và bền. 

3.1.Kích từ máy phát điện 1 chiều

Hệ thống kích từ được sử dụng máy phát điện một chiều. Dòng điện kích từ được điều khiển bằng cách thay đổi điện áp ra của máy kích thích một chiều. Máy phát điện một chiều được kéo trực tiếp cùng trục với hệ thống Tua bin – máy phát hoặc qua bộ giảm tốc đối với các máy có dung lượng nhỏ và trung bình. Đối với các máy lớn hơn, sẽ được kéo bằng một động cơ riêng biệt.

3.2.Kích từ máy phát điện xoay chiều và chỉnh lưu

Hệ thống kích từ máy phát điện xoay chiều và chỉnh lưu. Ở đây muốn nói đến mạch kích từ kết hợp giữa một máy phát đồng bộ và hệ thống chỉnh lưu. Máy phát đồng bộ dùng để kích từ gọi là máy kích từ xoay chiều, bao gồm một máy phát điện đồng bộ có phần cảm là phần tĩnh (stator), phần ứng là phần quay (roto), kết hợp với bộ chỉnh lưu quay lắp đặt ngay trên trục.
Do đó, dòng điện kích từ sẽ đi trực tiếp từ phần ứng của máy kích từ, qua bộ chỉnh lưu, vào thẳng Rotor, mà không qua bất kỳ mối tiếp xúc của vòng nhận điện với chổi than nào. Do đó, hệ thống này thường được gọi là hệ thống kích từ không chổi than.

Cấu trúc của máy phát điện xoay chiều thay đổi theo kích từ. Tất cả nhận đầu vào từ stato của máy phát khi nó quay. Các kích từ có khả năng nhận đầu vào thứ hai để giảm hoặc loại bỏ sóng hài bên trong gây ra bởi tín hiệu phản hồi tải được sử dụng cho các ứng dụng tải phi tuyến tính.

3.3.Kích từ dùng chỉnh lưu có điều khiển

Hệ thống kích từ dùng chỉnh lưu có điều khiển có nhiều ưu điểm phù hợp với bộ kích từ khác, để cải thiện hiệu suất khi liên quan đến tải phi tuyến tính và biến dạng tiềm năng. Trong trường hợp khi dùng chỉnh lưu có điều khiển, các đường cảm biến điện áp được đo và dịch để điều khiển mạch và chế độ rộng xung cho đầu ra kích từ.
Các tín hiệu được dịch ra lệnh cho chu kỳ của tín hiệu và cuối cùng là mức kích từ được áp dụng. Phương pháp này ngăn chặn các giao thoa bằng không chỉ ra một sự kiện hoặc là tác động đến lượng kích từ bằng cách liên tục đập và điều chỉnh chu kỳ. 

4. Biện pháp điều chỉnh điện áp cho máy phát điện

Bộ điều chỉnh điện áp tự động luôn theo dõi hiệu điện thế đầu ra của máy phát điện. Sau đó, so sánh thông số thu được với một giá trị tham chiếu. Từ đó, bộ điều chỉnh sẽ đưa ra những điều chỉnh phù hợp sao cho sai số giữa điện áp đầu ra và giá trị tham chiếu luôn ở mức nhỏ nhất.

Khi cần thay đổi điện áp của máy phát điện, ta chỉ cần thay đổi thông số tham chiếu này.

Kiểm soát tỷ số điện áp và tần số

Ở bước đầu khởi động, tốc độ quay của roto thấp, tần số dòng điện phát ra cũng sẽ thấp. Vào lúc này, bộ điều chỉnh điện áp sẽ tăng mức độ dòng điện kích thích. Một vài sự cố do kích thích quá mức có thể gây ra tình trạng cuộn dây bị nóng quá mức, các thiết bị nối vào cuộn dây cũng bị quá nhiệt.

Bộ điều chỉnh điện áp cần tham chiếu tham số để tránh tình trạng cuộn dây hoạt động quá mức.  

>>> Bạn nên tìm hiểu quy trình bảo trì máy phát điện nhanh chóng không mất nhiều công sức tại đây nhé.

5. Kiểm soát công suất đầu vào máy phát điện

Ở giai đoạn đầu khi dòng điện của máy phát chưa vào lưới, dòng kích từ có tác dụng làm thay đổi điệp áp cực của máy phát điện.

Tuy vậy, đối với các dòng máy phát điện công suất thấp thì máy phát điện được nối vào một lưới với công suất thấp. Mối liên hệ giữa điện áp của máy phát và dòng kích từ được thể hiện qua một đường cong và gọi là đặc tuyến không tải.

Tác dụng của những bộ điều áp ở những dòng máy nhỏ không còn là điều chỉnh điện áp của máy phát. Lúc này, chúng đảm nhiệm vai trò điều khiển dòng công suất phản kháng.

Với bài viết mà THNVinaFarm đã cung cấp, hy vọng rằng bạn đã tìm ra câu trả lời cho vấn đề kích từ máy phát điện là gì và hãy tiếp tục theo dõi và ủng hộ cho chúng tôi trong những bài viết sắp tới. 

>>> Trên đây là những thông tin về kích từ máy phát điện do vinafarm chia sẻ, nếu bạn đang có nhu cầu sử dụng máy phát điện có thể liên hệ ngay đến với Vinafarm để sở hữu ngay cho mình sản phẩm máy phát điện chính hãng.