Máy phát điện đồng bộ: thiết bị, loại và ứng dụng

Máy phát điện đồng bộ là một thiết bị đặc biệt, qua đó có thể chuyển đổi bất kỳ năng lượng nào thành năng lượng điện. Các thiết bị đó là trạm di động, pin nhiệt hoặc pin năng lượng mặt trời và các thiết bị đặc biệt. Tùy thuộc vào loại máy phát điện, khả năng sử dụng của nó được xác định, vì vậy cần hiểu chi tiết hơn thiết bị đó là gì.

Vào cuối thế kỷ 19, công ty của Robert Bosch lần đầu tiên phát triển một thứ tương tự như máy phát điện. Thiết bị này có khả năng đốt cháy động cơ. Trong quá trình thử nghiệm, người ta đã tiết lộ rằng máy không thích hợp để sử dụng lâu dài, nhưng các nhà phát triển đã có thể cải tiến bộ máy.

Năm 1890, công ty gần như hoàn toàn chuyển sang sản xuất thiết bị này, vì nó đã trở nên phổ biến. Năm 1902, một sinh viên của Bosch đã tạo ra bộ đánh lửa sử dụng điện áp cao. Thiết bị này có thể tạo ra tia lửa điện giữa hai điện cực của ngọn nến, làm cho hệ thống trở nên linh hoạt hơn.

Đầu những năm 60 của TK XX là thời kỳ phổ biến của máy phát điện trên toàn thế giới. Và nếu trước đây các thiết bị này chỉ có nhu cầu trong ngành công nghiệp ô tô, thì giờ đây, các đơn vị như vậy đã có thể cung cấp điện cho toàn bộ ngôi nhà.

Việc thiết kế các đơn vị như vậy chỉ liên quan đến hai yếu tố chính:

• rôto;
• stato.

Nhiệm vụ chính của máy phát điện là biến đổi một dạng năng lượng thành năng lượng điện. Với sự trợ giúp của nó, có thể cung cấp lượng dòng điện cần thiết cho các thiết bị phụ thuộc để chúng có thể được sử dụng.

Để đánh giá hiệu suất của máy phát điện, bạn cần xem xét các đặc điểm của nó. Về nguyên tắc, chúng giống như đối với trạm tạo ra dòng điện một chiều. Một số yếu tố là thông số chính của đánh giá.

• Chạy không tải. Nó đại diện cho sự phụ thuộc của EMF vào cường độ của dòng chuyển động chịu trách nhiệm cho sự kích thích của cuộn dây van điều tiết. Với sự trợ giúp của nó, có thể xác định khả năng từ hóa của các chuỗi.
• Đặc tính bên ngoài. Ngụ ý mối quan hệ song song giữa điện áp cuộn dây và dòng tải. Giá trị phụ thuộc vào loại tải được áp dụng cho thiết bị. Trong số các lý do có thể gây ra thay đổi, có sự tăng hoặc giảm EMF của thiết bị, cũng như sự sụt giảm điện áp trên các cuộn dây của cuộn dây đã lắp đặt, được đặt bên trong thiết bị.
• Sự điều chỉnh. Biểu diễn mối quan hệ hình thành giữa dòng điện trường và dòng tải. Đảm bảo khả năng hoạt động và bảo vệ của các tổ máy đồng bộ được thực hiện bằng cách theo dõi chỉ số này. Điều này rất dễ đạt được nếu bạn liên tục điều chỉnh EMF.

Không quá khó để tìm ra cách hoạt động của thiết bị. Nó bao gồm quay một khung từ trường để tạo ra một điện trường. Trong quá trình quay khung, các đường sức từ bắt đầu cắt qua đường bao của nó.Sự giao nhau góp phần hình thành dòng điện.

Để xác định nơi các dòng năng lượng điện đang di chuyển, cần phải sử dụng quy tắc gimbal. Cần lưu ý rằng trong một số lĩnh vực, sự chuyển động hiện tại là ngược lại. Các hướng liên tục thay đổi khi bạn đến cực tiếp theo, nằm trên nam châm. Hiện tượng này được gọi là dòng điện xoay chiều, và sự kết nối của khung với một vòng từ riêng biệt có thể chứng minh điều kiện này.

Mối quan hệ giữa độ lớn dòng điện trong khung và tốc độ quay của rôto của hệ tỉ lệ thuận. Vì vậy, khung quay càng nhiều thì máy phát điện càng cung cấp được nhiều điện hơn. Chỉ số này được đặc trưng bởi tốc độ quay.

Theo các tiêu chuẩn đã được thiết lập, chỉ báo tốc độ tối ưu ở hầu hết các quốc gia không được vượt quá 50 Hz. Điều này có nghĩa là rôto phải thực hiện 50 dao động mỗi giây. Để tính toán tham số, cần phải đồng ý rằng một lần quay của khung dẫn đến sự thay đổi hướng của dòng điện.

Nếu trục quay 1 lần mỗi giây, điều này có nghĩa là tần số của dòng điện là 1 Hz. Do đó, để đạt được 50 Hz, cần phải đảm bảo số vòng quay chính xác của khung hình mỗi giây.

Sự phụ thuộc trong trường hợp này là tỷ lệ nghịch. Vì vậy, để cung cấp một tần số 50 Hz, sẽ cần phải giảm tốc độ khoảng 2 lần.

Ngoài ra, cần lưu ý rằng ở một số quốc gia khác, tốc độ quay của rôto được thiết lập. Tần số tiêu chuẩn là 60 Hz.

Ngày nay các nhà sản xuất sản xuất một số loại máy phát điện đồng bộ. Trong số các phân loại hiện có, một số đáng được quan tâm đặc biệt. Trước hết, cần xem xét việc phân chia các đơn vị theo thiết kế. Máy phát điện có hai loại.

• Không chổi than. Thiết kế của máy phát điện ngụ ý việc sử dụng các cuộn dây stato. Chúng được đặt sao cho các lõi phần tử thẳng hàng với hướng của các cực từ hoặc các lõi được cung cấp trên cuộn dây. Số lượng răng nam châm tối đa không quá 6 miếng.

• Đồng bộ, được trang bị một cuộn cảm. Nếu chúng ta đang nói về việc điều chỉnh máy móc hoạt động ở công suất thấp, thì nam châm DC được sử dụng như một cánh quạt. Nếu không, rôto là cuộn cảm.

Sự phân loại sau đây ngụ ý việc phân chia các trạm di động thành các loại riêng biệt.

• Máy phát hydro. Một tính năng đặc biệt của thiết bị là một rôto với các cực rõ rệt. Các đơn vị như vậy được sử dụng để tạo ra điện ở những nơi không cần cung cấp một số lượng lớn các vòng quay của thiết bị.

• Tuabin máy phát điện. Sự khác biệt là sự vắng mặt của các cực phát âm. Thiết bị được lắp ráp từ nhiều tuabin khác nhau, nó có khả năng tăng số vòng quay của rôto lên nhiều lần.

• Khe co giãn đồng bộ. Nó được sử dụng để đạt được công suất phản kháng - một chỉ số quan trọng trong các cơ sở công nghiệp. Với sự trợ giúp của nó, có thể cải thiện chất lượng của dòng điện được cung cấp và ổn định các chỉ số điện áp.

Có một số mô hình phổ biến của các thiết bị như vậy.

• Bước chân. Chúng được sử dụng để đảm bảo khả năng hoạt động của các ổ đĩa được cài đặt trong các cơ chế có chu kỳ khởi động-dừng.

• Không hộp số. Chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống độc lập.

• Không tiếp xúc. Họ có nhu cầu làm trạm di động chính hoặc dự phòng trên tàu.

• Độ trễ. Máy phát điện như vậy được sử dụng cho bộ đếm thời gian.

• Cuộn cảm. Đảm bảo hoạt động của các thiết bị điện.

Đầu tiên là các thiết bị trong đó các cực có thể nhìn thấy rõ ràng. Chúng được phân biệt bằng tốc độ rôto thấp. Loại thứ hai có rôto hình trụ trong thiết kế của nó, không có các cực nhô ra.

Máy phát điện đồng bộ là thiết bị được thiết kế để sản xuất dòng điện xoay chiều. Bạn có thể gặp các thiết bị như vậy ở các trạm khác nhau:

• nguyên tử;
• nhiệt;
• nhà máy thủy điện.

Và cũng là các đơn vị được sử dụng tích cực trong hệ thống giao thông. Chúng được sử dụng trong các phương tiện và hệ thống tàu khác nhau. Máy phát điện đồng bộ có khả năng vận hành độc lập, tách biệt với mạng điện và đồng thời với nó. Trong trường hợp này, có thể kết nối nhiều thiết bị cùng một lúc.

Ưu điểm của các trạm phát điện xoay chiều là khả năng cung cấp điện cho không gian được phân bổ. Thuận tiện nếu đối tượng ở xa mạng trung tâm. Vì vậy, các đơn vị đang có nhu cầu trong số các chủ trang trại ở xa thành phố về định cư.

Khi chọn một máy phát điện, điều quan trọng là phải tìm một thiết bị phù hợp và đáng tin cậy có thể cung cấp điện cho khu vực được giao. Đầu tiên bạn cần quyết định các thông số kỹ thuật của thiết bị tương lai. Các chuyên gia khuyên bạn nên chú ý đến:

• khối lượng của máy phát điện;
• kích thước của thiết bị;
• sức mạnh;
• sự tiêu thụ xăng dầu;
• con số ồn ào;
• thời hạn làm việc.

Và một thông số quan trọng nữa là khả năng tổ chức công việc tự động. Để hiểu máy phát điện trong tương lai cần bao nhiêu pha, cần xác định loại và số lượng thiết bị điện sẽ được kết nối với nó.

Tuy nhiên, việc mua một nhà máy điện di động như vậy không phải lúc nào cũng là quyết định tốt nhất.

Trước khi mua, bạn cũng nên tính đến tải sẽ tác động lên thiết bị trong quá trình hoạt động. Mỗi giai đoạn nên được tải với tối đa 30% tổng số. Như vậy, nếu công suất của máy phát là 6 kW, thì trong trường hợp sử dụng ổ cắm có điện áp 220 V, chỉ có thể sử dụng 2 kW.

Việc mua máy phát điện ba pha chỉ là nhu cầu khi có nhiều người tiêu dùng ba pha trong nhà. Nếu hầu hết các thiết bị là một pha, tốt hơn là nên mua một thiết bị thích hợp.

Trước khi khởi động máy phát điện, trước tiên nó phải được điều chỉnh. Trước hết, họ điều chỉnh tần số của thiết bị. Điều này có thể được thực hiện theo hai cách:

1. thay đổi thiết kế của thiết bị, đã dự kiến ​​trước số lượng cực cần thiết cho hoạt động của nam châm điện;
2. cung cấp tốc độ trục cần thiết mà không có bất kỳ thay đổi thiết kế nào.

Một ví dụ nổi bật là tuabin tốc độ thấp. Chúng cung cấp một vòng quay của rôto là 150 vòng / phút. Để điều chỉnh tần số, sử dụng phương pháp đầu tiên, tăng số cực lên 40 miếng.

Mặc dù thực tế là EMF của cảm ứng của thiết bị được liên kết với rôto và các chuyển động quay của nó, do các yêu cầu an toàn, không thể tháo rời cấu trúc để thay đổi thông số.

Giá trị EMF có thể được thay đổi bằng cách điều chỉnh từ thông tạo ra. Nó sẽ cần được tăng hoặc giảm. Số vòng quay của cuộn dây, hay đúng hơn là số của chúng, chịu trách nhiệm về giá trị của chỉ số. Và sức mạnh của từ thông cũng có thể bị ảnh hưởng bởi dòng điện tạo ra bởi cuộn dây.

Điều chỉnh liên quan đến việc bao gồm một số cuộn dây trong một chuỗi.Để làm được điều này, bạn cần sử dụng thêm bộ lưu biến hoặc mạch điện tử. Tùy chọn thứ hai yêu cầu thiết lập thông số bằng cách sử dụng bộ ổn định bên ngoài. Điều này đảm bảo dịch vụ đáng tin cậy.

Ưu điểm của máy điện di động đồng bộ là khả năng đồng bộ với các máy điện khác cùng loại. Đồng thời, trong quá trình kết nối, có thể phù hợp với tốc độ quay và đảm bảo lệch pha bằng không. Về vấn đề này, các nhà máy điện di động đang được yêu cầu trong kỹ thuật điện công nghiệp, nơi rất thuận tiện để sử dụng chúng làm nguồn điện dự phòng để tăng năng lực sản xuất trong trường hợp tải nặng.

Xem bên dưới để biết máy phát điện đồng bộ và không đồng bộ.