Máy phát điện là thiết bị giúp cung cấp nguồn điện khi xảy ra hiện tượng mất điện và giúp ngăn chặn tình trạng gián đoạn các hoạt động thường ngày. Nó không chỉ phổ biến các công ty mà còn ở các hộ gia đình, vậy cấu tạo máy phát điện như thế nào. Hãy cùng vinafarm tìm hiểu cấu tạo máy phát điện xoay chiều nhé.

1. Cấu tạo máy phát điện xoay chiều

Cấu tạo máy phát điện xoay chiều 3 pha và 1 pha tương tự nhau, gồm: Động cơ, đầu phát, bộ điều khiển, hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát, ổn áp. Mỗi bộ phận thực hiện các chức năng khác nhau tạo nên sự vận hành ổn định cho cỗ máy.

1.1 Động cơ

Động cơ là nguồn năng lượng cơ học đầu vào, là nguồn lực chính của máy phát điện. Kích thước của động cơ tỷ lệ thuận với sản lượng điện tối đa các máy phát điện có thể cung cấp.

Hiện nay, máy phát điện sử dụng nhiều loại nhiên liệu như: xăng, dầu diesel, propan (dạng lỏng hoặc khí) và khí thiên nhiên. Đối với động cơ nhỏ thường hoạt động bằng xăng trong khi động cơ lớn hơn chạy bằng dầu diesel , propan lỏng hoặc khí tự nhiên. Ngoài ra thì có một số máy dùng nguồn nhiên liệu khép là nhiên liệu diesel và khí đốt.

1.2 Đầu phát

- Đầu phát bao gồm tập hợp các bộ phận tĩnh và các thành phần có thể di chuyển được, bộ phận quay với chức năng tạo ra điện từ các nguyên liệu cơ học cung cấp. Những bộ phận này làm việc nhịp nhàng với nhau để tạo ra chuyển động tương đối giữa điện và từ, nhờ vậy dòng điện được tạo ra.

+ Stato/Phần tĩnh/Bộ phận cảm: Đúng với tên gọi, Stator là  thành phần không thể di chuyển, gồm một tập hợp các dây dẫn điện quấn lại thành dạng cuộn trên một lõi sắt.

Roto và stato máy phát điện

+ Rotor/Phần quay/Bộ phận ứng: ngược với stator, rotor lại là bộ phận có thể chuyển động để tạo ra từ trường. Chuyển đổi dòng điện 1 chiều thành dòng xoay chiều. Roto sinh ra dòng điện xoay chiều lớn hơn xung quanh cuộn dây stato,  các máy phát điện công nghiệp hiện nay sản xuất một điện thế xoay chiều AC lớn hơn ở đầu ra.

+ Nam châm vĩnh cửu: thường xuất hiện trong các máy phát điện quy mô nhỏ.

+ Bộ kích thích: Kích thích bằng dòng điện 1 chiều nhỏ để thêm sinh lực cho Roto thông qua một tập hợp các vòng tiếp điện và chổi điện.

+ Sự di chuyển của roto quanh stato tạo nên sự khác biệt điện áp giữa cuộn dây của stato tạo ra cảm ứng bên trong máy phát điện.

1.3 Hệ thống nhiên liệu

Hệ thống nhiên liệu giữ vai trò rất là quan trọng, một trong nhưng chủ chốt giúp máy phát điện hoạt động, bao gồm bình nhiên liệu và các bộ phận:

+ Phần ống nối từ bồn chứa nhiên liệu đến động cơ : Là phần dẫn nhiên liệu có thể bơm vào, thải ra của động cơ.

+ Ống thông gió bình nhiên liệu : Các bồn chứa nhiên liệu có một đường ống thông gió, để ngăn chặn sự gia tăng áp lực, hoặc chân không trong quá trình bơm và hệ thống thoát nước của bể chứa. Khi nhiên liệu được bơm đầy bình đảm bảo sự tiếp xúc khô giữa vòi phun phụ, và bể nhiên liệu để ngăn ngừa tia lửa có thể gây hỏa hoạn.

+ Kết nối tràn từ bồn nhiên liệu đến các ống cống: Đây là yêu cầu để khi bị tràn trong quá trình bơm, khi bơm nhiên liệu vào bình bị tràn thì phần kết nối này sẽ khiến nhiên liệu không đổ lên máy phát điện.

+ Bơm nhiên liệu: Giúp chuyển nhiên liệu chuyển từ bể chứa chính  vào các bể chứa trong ngày để rót vào trong máy phát điện, và đa số đều được hoạt động bằng điện.

+ Bình lọc nhiên liệu: tách nước và vật lạ trong nhiên liệu lỏng, tránh trường hợp trong nhiên liệu có chất bẩn gây tắc nghẽn các thành phần khác của máy phát điện khỏi sự ăn mòn và chất bẩn gây tắc nghẽn.

+ Kim phun : Phun chất lỏng nhiên liệu dưới dạng phun sương vào buồng đốt của động cơ.

1.4 Ổn áp

Là bộ phận có khả năng quy định điện áp đầu ra của máy phát điện.

- Ổn áp : Sẽ được cấp một nguồn điện đầu vào và khi điện áp đầu vào thay đổi trong phạm vi hoạt động thì nó sẽ tự động điều khiển để cho một nguồn điện áp ra ổn định.  Điều chỉnh một phần nhỏ điện áp đầu ra thành điện áp xoay chiều và chuyển đổi nó thành dòng điện một chiều.

- Cuộn dây kích thích: Chuyển đổi dòng điện 1 chiều DC thành dòng điện xoay chiều AC – các cuộn dây kích thích tạo ra dòng điện xoay chiều nhỏ và được kết nối với các đơn vị được gọi chung là chỉnh lưu quay.

- Bộ chỉnh lưu quay: Chuyển đổi dòng điện 1 chiều thành dòng điện xoay chiều – Chỉnh lưu các dòng xoay chiều phát sinh bởi các cuộn dây kích thích, và chuyển đổi nó thành dòng điện một chiều.Dòng điện một chiều này giúp cho Roto tạo ra một trường điện từ, bên ngoài trường quay của roto.

1.5 Hệ thống làm mát

- Hệ thống làm mát rất quan trọng được bao gồm những thành phần sao đây: Máy điều nhiệt, ống nước,  ống đường rẽ giữa máy điều nhiệt và ống nước, rãnh nước trong xi lanh động cơ, thùng nước và bộ tản nhiệt,  ống cao su và ống dẫn, Bộ tản nhiệt dùng dầu và lọc chất tải lạnh.

- Liên tục sử dụng hệ thống làm lạnh có thể làm nóng các thành phần khác nhau của máy phát điện. Máy phát điện cần thiết có một hệ thống làm mát, và thông gió thu hồi nhiệt sinh ra trong quá trình.

- Thường xuyên kiểm tra mức nước làm mát của máy phát điện trên cơ sở hàng ngày. Hệ thống làm mát và bơm nước thô cần được rửa sạch sau mỗi 600 giờ, và bộ trao đổi nhiệt nên được làm sạch sau mỗi 2.400 giờ máy phát điện hoạt động.

- Chất làm mát thường là nước sạch và hydrogen. Nó giúp giảm lượng nhiệt sinh ra trong quá trình làm việc của máy phát điện

1.6 Hệ thống bôi trơn

Động cơ của máy phát điện được bôi trơn bởi các phân tử dầu nhớt có tác dụng giảm ma sát, chống mài mòn các chi tiết của động cơ. Ngoài ra độ nhớt còn tạo thành chất làm kín giữa pít-tông, xéc măng, và thành xi-lanh để luôn giữ áp suất trong buồng đốt giúp giảm thiểu các chất khí cháy gây tổn hại cho động cơ.

Thường xuyên kiểm tra mức dầu bôi trơn mỗi 8 giờ máy phát hoạt động. Bạn cũng nên kiểm tra ngăn ngừa rò rỉ chất bôi trơn, và cần thay đổi dầu bôi trơn mỗi 500 giờ hoạt động.

1.7 Hệ thống xả

Có vai trò quan trọng để xử lý khí thải thoát ra ngoài trong khi máy hoạt động. Chất liệu làm ống xả thường là thép, gang hoặc sắt rèn. Bằng một kết nối linh động ống xả sẽ được gắn với động cơ có khả năng giảm rung và ngăn ngừa những thiệt hại có thể xảy ra cho hệ thống xả.

1.8 Bộ điều khiển

Bộ điều khiển là bề mặt điều khiển có các hốc cắm điện và điều khiển. Hệ thống khởi động và tắt điện – Bảng kiểm soát khởi động, bật máy phát tự động trong lúc mất điện, theo dõi các máy phát điện trong khi hoạt động, và tự động tắt máy khi không còn cần thiết.

1.9 Kết cấu khung chính

Kết cấu khung chính của máy phát điện đều có hỗ trợ cấu trúc khung sườn. Khung này cũng cho phép tạo ra sự nối đất an toàn.

>>> Bạn có biết máy phát điện hoạt động ra sao hay không? Xem ngay nguyên lý máy phát điện để có thể sử dụng máy một cách tốt nhất nhé. 

2. Cấu tạo máy phát điện một chiều

Máy phát điện một chiều cũng có cấu tạo tương tự như máy phát điện xoay chiều, tuy nhiên phần Stato và Roto của máy phát điện 1 chiều khác với xoay chiều cụ thể như thế nào mời các bạn xem tiếp phần dưới đây.

2.1 Phần tĩnh ( stato)

Không giống như trong máy stator của máy phát điện xoay chiều không có nghĩa là phục vụ đường dẫn cho từ thông. Thay vào đó, stato được sử dụng để giữ cuộn dây phần ứng . Lõi stator được tạo thành từ cán hợp kim thép hoặc sắt từ tính, để giảm thiểu tổn thất dòng điện xoáy.

2.2 Phần cứng (roto)

Có hai loại rôto được sử dụng trong máy phát điện xoay chiều.

- Loại cực Salient

Rôto loại cực được sử dụng trong các máy phát điện tốc độ thấp và trung bình. Xây dựng máy phát điện xoay chiều của rôto loại cực mặn được thể hiện trong hình trên. Loại rôto này bao gồm một số lượng lớn các cực được chiếu (gọi là các cực nổi), được bắt vít trên một bánh xe từ tính. Các cực này cũng được dán nhiều lớp để giảm thiểu tổn thất dòng xoáy. Máy phát điện có loại rôto này có đường kính lớn và chiều dài trục ngắn

- Loại hình trụ

Roto loại hình trụ được sử dụng trong máy phát điện tốc độ cao, đặc biệt là máy phát điện xoay chiều. Loại rôto này bao gồm một xi lanh bằng thép trơn và rắn có các khe dọc theo ngoại vi bên ngoài. Cuộn dây trường được đặt trong các khe này.

3. Điểm giống và khác của máy phát điện xoay chiều và 1 chiều

3.1 Điểm giống nhau

Cả hai máy là loại thiết bị biến đổi cơ năng thành động năng qua cảm ứng điện từ.

3.2 Điểm khác nhau

- Dòng điện thay đổi hướng của nó trong một khoảng thời gian đều đặn loại dòng điện như vậy được gọi là dòng điện xoay chiều. Dòng điện trực tiếp là một chiều hoặc chỉ chảy theo một hướng.

- Các điện tích trong dòng điện xoay chiều bằng cách quay một cuộn dây trong từ trường hoặc bằng cách quay một từ trường trong một cuộn dây đứng yên. Trong dòng điện trực tiếp, các điện tích chảy bằng cách giữ từ tính không đổi dọc theo dây.

- Tần số của dòng điện xoay chiều là 50 đến 60 hertz phụ thuộc vào tiêu chuẩn quốc gia, trong khi tần số của dòng điện trực tiếp luôn luôn bằng không.

- Hệ số công suất của dòng điện xoay chiều nằm giữa 0 đến 1, trong khi hệ số công suất của dòng điện trực tiếp luôn duy trì một.

- Dòng điện xoay chiều được tạo ra bởi máy phát điện. Dòng điện trực tiếp được tạo ra bởi máy phát điện, pin và tế bào.

- Tải của dòng điện xoay chiều là điện dung, điện cảm hoặc điện trở. Tải của dòng điện trực tiếp luôn có điện trở trong tự nhiên.

- Dòng điện xoay chiều có thể được biểu thị bằng đồ họa thông qua các hình dạng sóng không đều khác nhau như sóng tam giác, sóng vuông, sóng tuần hoàn, sóng răng cưa, sóng hình sin, v.v ... Dòng điện trực tiếp được biểu thị bằng đồ thị bởi đường thẳng.

- Dòng điện xoay chiều truyền qua một khoảng cách dài với một số tổn thất, trong khi dòng điện trực tiếp truyền qua khoảng cách rất dài với tổn thất không đáng kể.

- Dòng điện xoay chiều được chuyển đổi thành dòng điện trực tiếp với sự trợ giúp của bộ chỉnh lưu trong khi dòng điện trực tiếp được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều với sự trợ giúp của biến tần.

- Rất ít trạm biến áp cần cho việc tạo và truyền dòng điện xoay chiều. Trạm biến áp phụ yêu cầu cho việc truyền dòng điện trực tiếp.

- Dòng điện xoay chiều được sử dụng trong các ngành công nghiệp, nhà máy và cho các mục đích gia đình. Dòng điện trực tiếp chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị điện tử, đèn flash, xe hybrid, mạ điện, điện phân, để kích thích cuộn dây trường của rôto, v.v.

4. Ưu - nhược điểm của máy phát điện xoay chiều và 1 chiều

Ưu - nhược điểm của máy phát điện xoay chiều và 1 chiều

4.1 Ưu điểm

Máy có thiết kế đơn giản, động cơ chắc chắn
Máy phát điện vận hành trong nhiều môi trường khác nhau
Cấu tạo máy đơn giản.
Máy hoạt động vô cùng ổn định
Mất ít nhiên liệu
4.2 Nhược điểm

Máy phát điện xoay chiều có công suất lớn máy phát điện 1 chiều thường có kích thước và trọng lượng lớn. Nên rất khó để di chuyển chúng qua lại nhiều địa điểm khác nhau.
Cách bảo dưỡng, vận hành và bảo trì máy phức tạp hơn nhiều so với máy phát điện 1 chiều.
Những thông tin trên giúp bạn hiểu hơn cấu tạo máy phát điện, cấu tạo máy phát điện 1 chiều. 

>>>Hy vọng với những phân tích ở trên sẽ giúp bạn hiểu chính xác về máy phát, nếu bạn có thắc mắc gì thì hãy liên hệ ngay đến THNVinafarm nhé. Qua bài chia sẻ về cấu tạo máy phát điện thì Vinafarm hy vọng quý khách hàng sẽ có cái nhìn chi tiết hơn về máy cũng như cách thức hoạt động của máy. Nếu như quý khách đang có nhu cầu sử dụng máy phát điện thì đến ngay các cửa hàng THNVinafarm gần nhất để mang về nhà một chiếc máy siêu bền mà lại rẻ nhé!