Bạn đang muốn tìm hiểu máy phát điện là gì? Bài viết này không chỉ cho bạn câu trả lời mà còn giúp bạn có được những kiến thức hữu ích khác về máy điện hiện nay đó nhé! Cùng đọc để lấp đầy tri thức cho bản thân ngay thôi nào!
1. Định nghĩa máy phát điện là gì?
Máy phát điện là một thiết bị điện tử với nguyên lý làm việc dựa vào các hiện tượng cảm ứng điện từ. Máy phát điện dùng để biến đổi dạng năng lượng từ cơ năng thành điện năng với các máy phát điện hoặc biến đổi điện năng thành cơ năng như động cơ điện hoặc biến đổi các thông số điện như biến đổi tần số, dòng điện, điện áp, số pha.
2. Phân loại máy phát điện
Có nhiều cách để phân loại máy phát điện, cụ thể như:
2.1. Phân loại dựa vào chuyển động tương đối giữa các bộ phận của máy
2.1.1. Máy phát điện tĩnh
Máy phát điện tình thường gặp phổ biến nhất hiện nay như máy biến áp. Nó hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện tử do sự biến thiên giữa các thông số trong cuộn dây lệch pha nhau.
Máy phát điện tĩnh thường được dùng để biến đổi các thông số về điện năng. Do nó có tính chất thuận nghịch từ các quy luật cảm ứng điện từ, cũng như quy trình biến đổi có tính thuận nghịch nhau khi hoạt động của chúng. Ví dụ như máy biến áp, biến đổi điện năng có thông số U1, I1, f thành điện năng có thông số U2, I2, f và ngược lại.
2.1.2. Máy phát điện quay
Máy phát điện quay cũng hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ và lực điện từ do từ trường và dòng điện trong cuộn dây dẫn tạo ra. Nó thường được dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng hoặc ngược lại cơ năng thành điện năng như máy phát điện. Tùy thuộc vào cách chế tạo mà nó có thể làm việc với chế độ phát điện hoặc động cơ điện.
Dưới đây sơ đồ máy điện thông dụng nhất hiện nay:
2.2. Phân loại theo dòng điện gắn vào máy phát điện
Dựa theo tiêu chí phân loại này, máy phát điện sẽ chia thành 2 loại như sau:
- Máy phát điện 1 chiều: Dòng điện gắn vào máy là dòng 1 chiều.
- Máy phát điện xoay chiều: Dòng điện gắn với máy là dòng xoay chiều, có thể là dòng điện xoay chiều 1 pha hoặc 3 pha.
2.3. Phân loại dựa vào tốc độ quay của Rotor và từ trường
Theo tiêu chí này thì máy điện sẽ chia thành máy điện đồng bộ và máy điện không đồng bộ:
Máy điện đồng bộ là dạng máy có tốc độ quay của Rotor và tốc độ quay của từ tường là bằng nhau.
Máy điện không đồng bộ là dạng máy có tốc độ quay của Rotor và tốc độ quay của từ tường là khác nhau.
2.4. Phân loại dựa vào công dụng của máy
Dựa theo công dụng của máy điện thì nó được chia thành nhiều dòng máy khác nhau như: động cơ, máy phát, biến áp, máy phát tốc,....
3. Các định luật điện từ trong máy phát điện là gì?
3.1. Định luật cảm ứng điện từ
Khi cho thanh dẫn chuyển động thẳng góc với đường sức từ thì trong thanh dẫn sẽ xuất hiện cảm ứng sức điện động e, với trị số như sau:
e = Blv
Trong công thức trên, các đại lượng biểu thị như sau:
- B – từ cảm đo bằng T [Tesla]
- l – chiều dài hiệu dụng của thanh dẫn [phần thanh dẫn đặt trong từ trường] đo bằng m
- v – tốc độ thanh dẫn đo bằng m/s
Xác định chiều của sức điện động cảm ứng theo quy tắc bàn tay phải:
3.2. Định luật lực điện từ
Cho cho thanh dẫn mang dòng điện đặt thẳng góc với đường sức từ trường thì thanh dân sẽ chịu một lực điện từ tác động có trị số cụ thể như sau:
Fđt = Bil
Trong công thức trên, các đại lượng biểu thị như sau:
- B – từ cảm đo bằng T.
- i – dòng điện đo bằng A.
- l – chiều dài phần thanh dẫn đặt trong từ trường đo bằng m.
- Fđt – Lực điện từ đo bằng N.
Chiều lực điện từ sẽ được xác định dựa vào quy tắc bàn tay trái:
4. Máy phát điện được chế tạo từ vật liệu gì?
Để chế tạo máy phát điện cần sử dụng đến nhiều loại vật liệu khác nhau như: Vật liệu dẫn điện. dẫn từ, cách điện, kết cấu. Cụ thể các loại vật liệu này như sau:
4.1. Vật liệu dẫn điện
Vật liệu dẫn điện được dùng chế tạo cho các bộ phận dẫn điện trong máy điện hiện nay. Vật liệu tốt nhất và được sử dụng phổ biến nhất chính là đồng. Đồng là vật liệu giá thành rẻ, lại có điện trở suất nhỏ. Ngoài ra thì còn sử dụng các vật liệu dẫn điện khác như nhôm, đồng phốt pho, đồng thau,...
Vật liệu dẫn điện được thiết kế theo tiết diện trong hoặc hình chữa nhật, bên ngoài có bóc lớp cách điện làm bằng các chất liệu khác nhau như giấy, sợi vải, sợi thủy tinh, sơn tĩnh điện, nhựa hóa học.
Đối với những loại máy phát điện có công xuất nhỏ dưới 700V thường được dùng với vật liệu dẫn điện emai, đây là vật liệu có lớp cách điện mỏng và đảm bảo mang lại độ bền cao khi sử dụng. Đối với các bộ phận khác như vành đổi chiều, lồng sóc hoặc vành trượt, ngoài đồng, nhôm, người ta còn dùng cả các hợp kim của đồng, nhôm, hoặc có chỗ còn dùng cả thép để tăng độ bền cơ học và giảm kim loại màu.
4.2. Vật liệu dẫn từ
Vật liệu dẫn từ được dùng để chế tạo nên các bộ phận mạch của máy điện. Thông thường người ta sẽ dùng các vật liệu để chế tạo mạch từ như thép lá kỹ thuật, thép rèn, thép lá thông thường, thép đúc, hoặc sử dụng gang nhưng ít dùng loại vật liệu này bởi từ dẫn của nó không được tốt như các vật liệu khác.
Ở đoạn mạch từ có từ thông biến đổi với tần số đạt 50 Hz và thường được sử dụng với vật liệu là các lá thép kỹ thuật điện có độ dày từ 0.3 - 0.5 mm, để tăng điện trở và giảm dòng điện xoáy của thép trong thành phần thường chứa từ 2 - 5% Si.
Nếu vật liệu dùng cho máy phát điện có tần số cao hơn 50Hz thì thường sử dụng loại lá thép kỹ thuật có độ dày từ 0.1 - 0.2 mm. Và nó còn có công suất tổn hao trong quá trình tải điện.
Thép lá kỹ thuật được sử dụng với phương pháp cán nóng và cán nguội. Loại thép kỹ thuật điện cán nguội thường được sử dụng cho máy biến áp hoặc máy điện có công suất bởi nó có độ từ thẩm cao hơn và ít tốn công suất từ hao hơn với loại thép kỹ thuật cán nóng.
Đối với đoạn mạch từ có từ trường không đổi thường sử dụng vật liệu là thép đúc, thép lá hoặc thép rèn.
4.3. Vật liệu cách điện
Vật liệu cách điện được sử dụng cho máy phát điện với mục đích cách ly các bộ phận dẫn điện và không dẫn điện trong máy với nhau hoặc để cách ly đối với các bộ phận dẫn điện trong máy với nhau.
Vật liệu cách điện sử dụng cho máy phát điện phải đảm bảo có cường độ cách điện cao, tản nhiệt tốt, chịu nhiệt tốt, chống êm và bền về mặt cơ học. Độ bền của vật liệu cách điện sẽ quyết định rất nhiều đến nhiệt độ được phép của dây dẫn điện và định tải của nó đó nhé!
Lớp cách điện có thể mỏng nếu tính năng cách điện của vật liệu cao và kích thước của máy giảm. Máy điện sử dụng chất cách điện chủ yếu ở thể rắn. Chất thường được dùng nhiều nhất chính là Mica, nhưng vật liệu này tương đối đắt đỏ nên thường chỉ ứng dụng cho các máy điện có điện áp cao mà thôi.
Ngoài ra thì còn dùng các chất liệu cách điện có sợi như vải, giấy,... chúng mềm, có độ bền cơ tốt, rẻ. Tuy nhiên, nhược điểm là dẫn nhiệt klems, cách điện kém, hút ẩm cao. Để cải thiện hơn khả năng cách điện của mính, các vật liệu cách điện bằng sợi thường được sấy cẩm kỹ càng trước khi đưa vào sử dụng.
Ngoài ra thì cũng có một số chất cách điện được dùng dưới dạng thể khí như O2, H2 hoặc thể lỏng như dầu trong máy biến áp.
4.4. Vật liệu kết cấu
Vật liệu kết cấu được sử dụng cho máy phát điện với mục đích chịu lực tác động cơ học như ổ trục, trục, nắp máy, vỏ máy. Các vật liệu thường sử dụng để làm kết cấu trong máy điện là gang, thép rèn, kim loại màu, hợp kim, các chất dẻo.
5. Hiện tượng phát nóng và dòng điện xoáy trong máy điện là gì?
Tổn hao trong các loại máy điện gồm tổn hao sắt từ xảy ra do hiện tượng từ trễ và dòng xoáy trong vật liệu thép, hao tổn đồng trong điện trở dây quấn, đồng thời hao tổn do lực ma sát sinh sẽ khi máy điện quay, hoạt động trong môi trường. Tất cả những hao tổn này đều biến nguồn năng lượng thành nhiệt năng và làm nóng máy điện khi chúng vận hành sau một thời gian.
Từ trễ là một hiện tượng xảy ra với các vật liệu sắt từ, hiểu đơn giản là khi ta từ hóa đối với lõi sắt bằng một dòng điện xoay chiều trong cả chu kỳ, quá trình diễn ra khiến nó vận động không ngừng, khi tăng cường độ từ trường lên thì cường độ từ cảm cũng sẽ tăng theo và ngược lại. Đối với vật liệu từ trễ khi đặt trong từ trường biến thiên sẽ tiêu thụ một lượng lớn năng lượng của từ trường ngoài và biến nó thành nhiệt năng, sau đó máy điện sẽ nóng lên.
Đây là một hiệu ứng hoàn toàn nằm ngoài mong muốn trong nhiều ứng dụng của máy điện hiện nay. Chính vì vậy cần chọn vật liệu sử dụng để ít tổn hao nguồn năng lượng hơn.
Dòng điện xoáy là một hiện tượng dòng điện sinh ra khi ta đặt một vật dẫn điện vào trong một từ trường biến thiên và thay đổi theo thời gian. Dòng điện xoáy sinh ra sẽ làm lõi thép của máy điện nóng lên. Điều này khiến nó hao tổn năng lượng, để hạn chế việc hao tổn thì người ta thay thế các lõi thép đặc các các lá thép kỹ thuật điện và có thêm thành phần Si từ 2 - 5%. Nhờ đó mà tăng điện trở của thép và giảm dòng điện xoáy.
Như vậy qua những thông tin hữu ích trong bài viết này đã giúp các bạn hiểu máy phát điện là gì, hiểu được phân loại của nó, nguyên lý hoạt động và nhiều thông tin bổ ích khác cho bạn thân.
Bạn có thể xem thêm đèn học chống cận rất hữu ích cho các bạn làm việc nhiều với máy tính, học tập, đọc sách đèn sử dụng rất tốt bạn có thể xem sản phẩm hoặc bạn có thể để tên số điện thoại để nhân viên shop tư vấn cho bạn tại đây
Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống !
Hotline / Zalo: 086 567 7939
Website: //uniduc.com/vi
-------------////--------------------------------------------////------------
HUMANOID ROBOT CỦA CÔNG TY UNIDUC SẢN XUẤT PHÁT TRIỂN.