Thực đơn
trang chủAndroid

Các tính năng thiết kế của máy phát điện xoay chiều là gì? Máy phát điện không chổi than. Máy phát điện hàng hải

Thuật ngữ “thế hệ” trong kỹ thuật điện có nguồn gốc từ tiếng Latin. Nó có nghĩa là "sinh". Liên quan đến năng lượng, chúng ta có thể nói rằng máy phát điện được gọi là thiết bị kỹ thuật tham gia sản xuất điện năng.

Cần lưu ý rằng dòng điện có thể được tạo ra bằng cách biến đổi nhiều loại khác nhau năng lượng, ví dụ:

    hóa chất;

    ánh sáng;

    nhiệt và những thứ khác.

Trong lịch sử, máy phát điện là cấu trúc chuyển đổi động năng quay thành điện năng.

Theo loại điện năng được tạo ra, máy phát điện là:

1. DC;

2. biến.

Các định luật vật lý giúp tạo ra các hệ thống điện hiện đại để phát điện thông qua quá trình biến đổi năng lượng cơ học đã được các nhà khoa học Oersted và Faraday phát hiện.

Trong thiết kế của bất kỳ máy phát điện nào, điều này được nhận ra khi xảy ra nhiễu dòng điện trong một khung kín do giao điểm của nó với từ trường quay, được tạo ra trong các mô hình đơn giản hóa để sử dụng trong gia đình hoặc bằng cuộn dây kích thích trên các sản phẩm công nghiệp có công suất cao.

Khi khung quay, độ lớn của từ thông thay đổi.

suất điện động cảm ứng trong cuộn dây phụ thuộc vào tốc độ biến thiên của từ thông truyền qua khung trong vòng kín S và tỉ lệ thuận với giá trị của nó. Rôto quay càng nhanh thì điện áp tạo ra càng cao.

Để tạo ra một mạch kín và loại bỏ dòng điện khỏi nó, cần phải tạo ra một bộ thu và một cụm chổi than cung cấp thường xuyên liên lạc giữa khung quay và phần đứng yên của mạch điện.


Do thiết kế của các chổi than có lò xo, được ép vào các tấm cổ góp, dòng điện được truyền đến các cực đầu ra và từ chúng đi vào mạng lưới tiêu dùng.

Nguyên lý hoạt động của máy phát điện một chiều đơn giản nhất

Khi khung quay quanh trục của nó, nửa bên trái và bên phải của nó đi theo chu kỳ gần cực nam hoặc cực bắc của nam châm. Ở họ, mỗi lần hướng của dòng điện thay đổi ngược lại sao cho ở mỗi cực chúng chạy theo một hướng.

Để tạo ra dòng điện một chiều trong mạch đầu ra, một nửa vòng được tạo ra trên nút thu cho mỗi nửa cuộn dây. Các chổi liền kề với vòng chỉ loại bỏ điện thế bằng dấu hiệu của chúng: dương hoặc âm.

Vì nửa vòng của khung quay mở nên các khoảnh khắc được tạo ra trong đó khi dòng điện đạt giá trị cực đại hoặc không có. Để duy trì không chỉ hướng mà còn duy trì giá trị không đổi của điện áp được tạo ra, khung được chế tạo bằng công nghệ được chuẩn bị đặc biệt:

    nó không sử dụng một lượt mà nhiều lượt - tùy thuộc vào giá trị của điện áp dự kiến;

    số lượng khung không bị giới hạn ở một bản sao: họ cố gắng tạo ra chúng đủ để duy trì tối ưu việc giảm điện áp ở cùng mức.

Đối với máy phát điện một chiều, cuộn dây rôto được đặt trong các khe. Điều này cho phép bạn giảm tổn thất điện cảm ứng từ trường.

Đặc điểm thiết kế của máy phát điện DC

Các yếu tố chính của thiết bị là:


Thân máy được làm bằng hợp kim thép hoặc gang để cung cấp độ bền cơ học Thiết kế chung. Một nhiệm vụ bổ sung của vỏ là truyền từ thông giữa các cực.

Các cực nam châm được gắn vào vỏ bằng đinh tán hoặc bu lông. Một cuộn dây được gắn trên chúng.

Stator, còn được gọi là ách hoặc lõi, được làm bằng vật liệu sắt từ. Cuộn dây kích thích được đặt trên đó. lõi statorđược trang bị các cực từ tạo thành từ trường của nó.

Rotor có một từ đồng nghĩa: mỏ neo. Lõi từ của nó bao gồm các tấm nhiều lớp, giúp giảm sự hình thành dòng điện xoáy và tăng hiệu quả. Các rãnh của lõi chứa rôto và/hoặc cuộn dây tự kích thích.

Nút chuyển đổi với bàn chải có thể có số lượng khác nhau cực, nhưng nó luôn là bội số của hai. Chất liệu của bàn chải thường là than chì. Các tấm thu được làm bằng đồng, là kim loại tối ưu nhất phù hợp với đặc tính dẫn điện của dòng điện.

Nhờ sử dụng cổ góp, tín hiệu dao động được tạo ra ở các đầu ra của máy phát DC.


Các loại thiết kế máy phát điện DC chính

Tùy thuộc vào loại nguồn cung cấp cho cuộn dây kích thích, các thiết bị được phân biệt:

1. với khả năng tự kích thích;

2. làm việc trên cơ sở hòa nhập độc lập.

Những sản phẩm đầu tiên có thể:

    sử dụng nam châm vĩnh cửu;

    hoặc làm việc từ các nguồn bên ngoài như pin, năng lượng gió...

Máy phát điện có chuyển mạch độc lập hoạt động từ cuộn dây riêng, có thể được kết nối:

    tuần tự;

    shunt hoặc kích thích song song.

Một trong những tùy chọn cho kết nối như vậy được hiển thị trong sơ đồ.


Một ví dụ về máy phát điện DC là một thiết kế trước đây thường được sử dụng trong các ứng dụng ô tô. Cấu trúc của nó giống như cấu trúc của động cơ không đồng bộ.


Các cấu trúc thu gom như vậy có khả năng hoạt động đồng thời ở chế độ động cơ hoặc máy phát điện. Do đó, chúng đã trở nên phổ biến trên những chiếc xe hybrid hiện có.

Quá trình hình thành phản ứng neo

Nó xảy ra ở chế độ không tải khi cài đặt không chính xác lực ép của chổi, tạo ra chế độ ma sát không tối ưu của chúng. Điều này có thể làm giảm từ trường hoặc gây cháy do tăng sinh tia lửa điện.

Các cách để giảm nó là:

    bù từ trường bằng cách kết nối các cực bổ sung;

    điều chỉnh sự dịch chuyển vị trí của chổi than cổ góp.

Ưu điểm của máy phát điện DC

Bao gồm các:

    không có tổn thất do trễ và hình thành dòng điện xoáy;

    làm việc trong điều kiện khắc nghiệt;

    giảm trọng lượng và kích thước nhỏ.

Nguyên lý hoạt động của máy phát điện đơn giản nhất Dòng điện xoay chiều

Bên trong thiết kế này, tất cả các bộ phận tương tự đều được sử dụng như trong thiết kế tương tự trước đó:

    một từ trường;

    khung quay;

    bộ thu gom có ​​chổi để thoát nước hiện tại.

Sự khác biệt chính nằm ở thiết kế của bộ chuyển mạch, được tạo ra theo cách mà khi khung quay qua chổi, tiếp xúc liên tục được tạo ra với một nửa khung của nó mà không thay đổi vị trí của chúng theo chu kỳ.

Do đó, dòng điện thay đổi theo quy luật hài hòa trong mỗi nửa, được truyền hoàn toàn không thay đổi đến chổi than và sau đó qua chúng đến mạch tiêu dùng.


Đương nhiên, khung được tạo ra bằng cách cuộn dây không phải một vòng mà là số vòng được tính toán để đạt được điện áp tối ưu.

Như vậy, nguyên lý hoạt động của máy phát điện một chiều và xoay chiều là phổ biến, và sự khác biệt trong thiết kế nằm ở khâu chế tạo:

    bộ thu rôto quay;

    cấu hình cuộn dây trên rôto.

Đặc điểm thiết kế máy phát điện xoay chiều công nghiệp

Hãy nhìn vào các bộ phận chính của công nghiệp máy phát điện cảm ứng, trong đó rôto nhận chuyển động quay từ một tuabin gần đó. Thiết kế stato bao gồm một nam châm điện (mặc dù từ trường có thể được tạo ra bởi một bộ nam châm vĩnh cửu) và một cuộn dây rôto có số vòng quay nhất định.

Một lực điện động được tạo ra bên trong mỗi vòng, được thêm vào tuần tự trong mỗi vòng và tạo thành ở các đầu ra tổng giá trị điện áp cung cấp cho mạch điện của người tiêu dùng được kết nối.

Để tăng biên độ của EMF ở đầu ra của máy phát, một thiết kế đặc biệt của hệ thống từ tính được sử dụng, được làm bằng hai lõi từ tính thông qua việc sử dụng các loại thép điện đặc biệt ở dạng tấm nhiều lớp có rãnh. Cuộn dây được gắn bên trong chúng.


Vỏ máy phát điện chứa lõi stato có các khe để chứa cuộn dây tạo ra từ trường.

Rôto quay trên các ổ trục cũng có một mạch từ có các rãnh, bên trong có gắn một cuộn dây để nhận lực điện động cảm ứng. Thông thường, hướng ngang được chọn để đặt trục quay, mặc dù có những thiết kế máy phát với sắp xếp theo chiều dọc và thiết kế ổ trục phù hợp.

Giữa stato và rôto luôn tạo ra một khe hở cần thiết để đảm bảo chuyển động quay và tránh bị kẹt. Nhưng đồng thời, năng lượng cảm ứng từ bị mất đi. Vì vậy, họ cố gắng làm cho nó tối thiểu nhất có thể, có tính đến cả hai yêu cầu này một cách tối ưu.

Máy kích thích, nằm trên cùng trục với rôto, là máy phát điện một chiều có công suất tương đối thấp. Mục đích của nó là cung cấp điện cho cuộn dây của máy phát điện ở trạng thái kích thích độc lập.

Các máy kích thích như vậy thường được sử dụng nhiều nhất với thiết kế máy phát điện tua-bin hoặc thủy lực khi tạo ra hệ thống điện chính hoặc phương pháp sao lưu sự phấn khích.

Hình ảnh máy phát điện công nghiệp thể hiện vị trí của các vòng cổ góp và chổi than để thu dòng điện từ cơ cấu rôto quay. Trong quá trình hoạt động, thiết bị này chịu tải cơ và điện liên tục. Để khắc phục chúng, một cấu trúc phức tạp được tạo ra, trong quá trình vận hành đòi hỏi phải kiểm tra định kỳ và có biện pháp phòng ngừa.

Để giảm chi phí vận hành được tạo ra, một công nghệ thay thế khác được sử dụng, công nghệ này cũng sử dụng sự tương tác giữa các vòng quay điện trường. Chỉ có nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện được đặt trên rôto và điện áp được loại bỏ khỏi cuộn dây đứng yên.

Khi tạo ra một mạch như vậy, thiết kế như vậy có thể được gọi là thuật ngữ “máy phát điện xoay chiều”. Nó được sử dụng trong máy phát điện đồng bộ: tần số cao, ô tô, trên đầu máy và tàu diesel, lắp đặt trạm điện năng lượng để sản xuất điện.

Đặc điểm của máy phát điện đồng bộ

Nguyên lý hoạt động

Tên và đặc điểm nổi bật của tác dụng là tạo ra mối liên hệ chặt chẽ giữa tần số của suất điện động xoay chiều sinh ra trong cuộn dây “f” stato và chuyển động quay của rôto.


Cuộn dây ba pha được lắp trong stato, trên rôto có một nam châm điện có lõi và cuộn dây kích thích, được cấp nguồn từ mạch điện một chiều thông qua cụm cổ góp chổi than.

Rôto được dẫn động quay bởi một nguồn năng lượng cơ học - động cơ truyền động - ở cùng tốc độ. Từ trường của nó tạo ra chuyển động tương tự.

Các lực điện động có độ lớn bằng nhau nhưng lệch hướng 120 độ được tạo ra trong cuộn dây stato, tạo ra một hệ thống đối xứng ba pha.

Khi nối với hai đầu cuộn dây của mạch điện tiêu dùng, các dòng điện pha trong mạch bắt đầu tác dụng, tạo thành từ trường quay theo cùng một cách: đồng bộ.

Hình dạng tín hiệu đầu ra của EMF cảm ứng chỉ phụ thuộc vào định luật phân bố của vectơ cảm ứng từ bên trong khe hở giữa các cực rôto và các tấm stato. Vì vậy, họ cố gắng tạo ra một thiết kế như vậy khi độ lớn của cảm ứng thay đổi theo định luật hình sin.

Khi khe hở có đặc tính không đổi, vectơ cảm ứng từ bên trong khe hở được tạo ra có dạng hình thang, như thể hiện trong biểu đồ đường 1.

Nếu hình dạng của các cạnh tại các cực được hiệu chỉnh thành xiên với khoảng cách thay đổi thành giá trị lớn nhất thì có thể đạt được dạng phân bố hình sin, như minh họa ở dòng 2. Kỹ thuật này được sử dụng trong thực tế.

Mạch kích thích cho máy phát điện đồng bộ

Lực từ động phát sinh trên cuộn dây kích thích “OB” của rôto tạo ra từ trường của nó. Với mục đích này, có nhiều thiết kế khác nhau của bộ kích thích DC dựa trên:

1. phương thức liên lạc;

2. phương pháp không tiếp xúc.

Trong trường hợp đầu tiên, một máy phát riêng biệt được sử dụng, được gọi là máy kích thích "B". Cuộn dây kích thích của nó được cung cấp năng lượng bởi một máy phát bổ sung theo nguyên lý kích thích song song, được gọi là bộ kích thích phụ “PV”.


Tất cả các rôto được đặt trên một trục chung. Do đó, chúng xoay giống hệt nhau. Biến trở r1 và r2 dùng để điều chỉnh dòng điện trong mạch kích thích và mạch kích thích phụ.

Với phương pháp không tiếp xúc Không có vòng trượt rôto. Cuộn dây kích thích ba pha được gắn trực tiếp trên nó. Nó quay đồng bộ với rôto và truyền dòng điện một chiều qua bộ chỉnh lưu đồng quay trực tiếp đến cuộn dây kích thích “B”.


Các loại mạch không tiếp xúc là:

1. Hệ thống tự kích thích từ cuộn dây stato của chính nó;

2. chương trình tự động.

Với phương pháp đầu tiênđiện áp từ cuộn dây stato được cung cấp cho máy biến áp giảm áp, sau đó đến bộ chỉnh lưu bán dẫn “PP”, tạo ra dòng điện một chiều.

Trong phương pháp này, sự kích thích ban đầu được tạo ra do hiện tượng từ trường dư.

Một sơ đồ tự động để tạo ra sự tự kích thích bao gồm việc sử dụng:

    máy biến điện áp TN;

    bộ điều chỉnh kích thích tự động AVR;

    máy biến dòng CT;

    máy biến áp chỉnh lưu VT;

    bộ chuyển đổi thyristor TP;

    Đơn vị bảo vệ BZ

Đặc thù máy phát điện không đồng bộ

Sự khác biệt cơ bản giữa các thiết kế này là không có mối liên hệ chặt chẽ giữa tốc độ rôto (nr) và tốc độ cảm ứng. Cuộn dây EMF(N). Giữa chúng luôn có sự khác biệt gọi là "trượt". Nó được chỉ định chữ cái Latinh“S” và được biểu thị bằng công thức S=(n-nr)/n.

Khi tải được nối với máy phát, mômen hãm được tạo ra để làm quay rôto. Nó ảnh hưởng đến tần số của EMF được tạo ra và tạo ra độ trượt âm.

Cấu tạo rotor của máy phát điện không đồng bộ được thực hiện:

    bị đoản mạch;

    giai đoạn;

    rỗng.

Máy phát điện không đồng bộ có thể có:

1. kích thích độc lập;

2. tự kích thích.

Trong trường hợp đầu tiên nó được sử dụng nguồn bên ngoài điện xoay chiều, và trong lần thứ hai - bộ chuyển đổi bán dẫn hoặc tụ điện ở mạch sơ cấp, thứ cấp hoặc cả hai loại mạch.

Vì vậy, máy phát điện AC và DC có nhiều đặc điểm chung về nguyên tắc xây dựng nhưng khác nhau thiết kế những yếu tố nhất định.

Máy phát điện ô tô là một trong những bộ phận quan trọng nhất trên ô tô. Chức năng của nó là tạo ra và cung cấp điện cho tất cả các nút yêu cầu mức tiêu thụ dòng điện không đổi. Ngoài ra, nó còn cung cấp điện cho ắc quy khi xe khởi động và khi động cơ đang chạy.

Tiếp theo, chúng ta hãy xem một máy phát điện bao gồm những gì: xe ô tô hiện đại, nguyên lý hoạt động là gì và tầm quan trọng của việc giữ nó hoạt động bình thường. Chúng ta cũng sẽ xem xét các loại thiết bị khác nhau được sử dụng trong ô tô hiện đại.

Chức năng cơ bản của máy phát điện

Hoạt động của thiết bị là chuyển đổi năng lượng cơ học do trục khuỷu tạo ra thành dòng điện. Kết quả là nguồn điện được cung cấp cho tất cả các thiết bị cần đến điện. Năng lượng điện tích tụ trong ắc quy ô tô. TRONG chế độ bình thường Chính anh ta là người cung cấp năng lượng cho các hệ thống cần dòng điện.

Nhưng khi khởi động ô tô, bộ khởi động là bộ phận tiêu thụ năng lượng chính. Dòng điện đạt tới hàng trăm ampe và điện áp trong mạng giảm mạnh. Máy phát điện lúc này trở thành nguồn cung cấp dòng điện chính. Pin tạo ra dòng điện không ổn định, không thể cung cấp điện áp không đổi cho mạng điện của xe.

Máy phát điện hiện tại là một loại mạng lưới an toàn, vì nó đảm bảo việc sản xuất và cung cấp điện trong trường hợp tăng điện đột ngột. Điều này không chỉ có thể là khởi động động cơ mà còn có thể bật đèn pha, sang số và bắt đầu công việc. hệ thống bổ sung.

Ngoài ra, thiết bị còn cung cấp một khoản phí ắc quy, điều này cũng quan trọng đối với công việc đầy đủ xe hơi.

Nguyên lý hoạt động

Có hai loại máy phát điện: dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều. Loại máy phát điện thứ hai được lắp đặt trên hầu hết các ô tô hiện đại. Chúng được đặc trưng bởi thực tế là mạch từ và dây dẫn của chúng bất động. Chỉ có nam châm vĩnh cửu quay và khi nó quay sẽ tạo ra dòng điện. Điều này xảy ra vì mạch cuộn dây bị xuyên qua bởi một từ thông có độ lớn và hướng thay đổi. Kết quả là có sự tăng giảm năng lượng đồng đều.

Do đó, khi đầu mạch từ đi qua các cực của nam châm sẽ tạo thành một dòng điện có cường độ và hướng thay đổi. Nó cũng thay đổi trong cuộn dây. Vì vậy dòng điện được gọi là dòng điện xoay chiều. Thiết kế của thiết bị cho phép nó tạo ra đủ lượng điện ngay cả khi quay tương đối chậm, vì nó có số lượng lớn cuộn dây và rôto, và thay vì nam châm thông thường, một nam châm điện được lắp trong đó.

Đối với tất cả các dòng máy, nguyên lý hoạt động của máy phát điện gần như giống nhau. Chỉ một số thành phần của thiết bị có thể thay đổi, đảm bảo tạo ra nhiều điện hơn.

Máy phát điện hoạt động như thế nào?

Đối với những người hiểu ít nhất một chút về nguyên lý sản xuất và phân phối điện thì mọi thứ cực kỳ đơn giản. Có hai mạch điện trong ô tô: sơ cấp và thứ cấp.

Giữa mạch sơ cấp và thứ cấp có bộ ổn áp. Nó tính toán mức điện áp trong mạch thứ cấp và tùy thuộc vào điều này mà đặt các thông số cho mạch sơ cấp. Nếu không có bộ điều chỉnh điện áp, ô tô sẽ có thể kiểm soát mức điện áp và lượng điện sản xuất.

Nếu điện áp trong mạng giảm mạnh, bộ điều chỉnh sẽ phản ứng với các chỉ báo của nó và dòng điện trong mạch cuộn dây kích thích sẽ tăng lên. Kết quả là từ trường tăng lên và được tạo ra bên trong thiết bị điện. số lượng lớnđiện. Điện áp bên trong cơ chế sẽ tăng lên cho đến khi sự tăng trưởng của nó bị bộ điều chỉnh dừng lại.

Khi mức dòng điện trong toàn bộ mạng được cân bằng, bộ điều chỉnh lại đưa ra tín hiệu để tăng điện áp trong máy phát lên mức mong muốn. Như vậy, hoạt động của máy phát điện trực tiếp phụ thuộc vào lượng điện năng tiêu thụ của tất cả các hệ thống trên xe. Và bộ điều chỉnh điện áp kiểm soát lượng năng lượng được tạo ra.

Quan trọng! Hoạt động của máy phát điện không phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Nếu mạng điện của ô tô xảy ra trục trặc, điều này là do sự cố ở chính máy phát điện hoặc do trục trặc của bộ điều chỉnh điện áp, chứ không phải do sự cố trong hoạt động của động cơ. Thiết kế máy phát điện cho phép bạn tạo ra số lượng yêu cầuđiện ngay cả ở tốc độ đơn vị thấp.

Dưới đây bạn có thể xem video với lời giải thích dễ hiểu về hoạt động của máy phát điện:

Máy phát điện hoạt động như thế nào

Máy phát điện trên ô tô thực hiện chức năng chuyển đổi cơ năng thành điện năng. Năng lượng cơ học được tạo ra từ động cơ ô tô. Máy phát điện được thiết kế sao cho puly trục khuỷu truyền chuyển động đến puli máy phát. Giữa chúng có dây đai buộc chặt đảm bảo việc truyền động này.

Tất cả các ô tô hiện đại đều được trang bị dây đai poly-V, có tính linh hoạt tốt và cho phép lắp đặt các ròng rọc có đường kính nhỏ trên máy phát điện. Với cái gì đường kính nhỏ hơn của đơn vị này, đơn vị có thể tạo ra càng nhiều năng lượng. Mối quan hệ này cung cấp tỷ số truyền cao giúp phân biệt các máy phát điện tốc độ cao.

Từ đó, chúng ta có thể kết luận rằng việc sử dụng vật liệu và công nghệ mới trong sản xuất máy phát điện một chiều và xoay chiều giúp tăng năng suất của chúng. Điều này rất quan trọng đối với những chiếc xe công nghệ cao với tăng tiêu dùngđiện.

Thiết bị phát điện

Thiết kế của máy phát điện không thay đổi nhiều kể từ khi phát minh ra cơ chế điện đầu tiên sử dụng dòng điện một chiều và xoay chiều, được sử dụng để sản xuất điện trên ô tô. Đơn vị này có thiết bị tiếp theo:

  • khung;
  • hai nắp có lỗ để thông gió. Vỏ nhôm được siết chặt lại với nhau bằng ba hoặc bốn bu lông;
  • một rôto quay trong hai ổ trục và được dẫn động bởi một ròng rọc;
  • dòng điện được cung cấp cho cuộn dây nam châm điện bằng hai vòng đồng và chổi than chì;
  • lần lượt chúng được kết nối với bộ điều chỉnh rơle, bộ điều chỉnh này cung cấp khả năng kiểm soát mức độ phát điện bên trong thiết bị. Tùy thuộc vào việc sửa đổi, rơle có thể được tích hợp vào vỏ hoặc đặt bên ngoài nó.

Tất cả các thiết bị hiện đại đều được trang bị quạt làm mát giúp thiết bị không bị quá nóng. Máy phát điện được gắn trực tiếp vào mặt trước của động cơ bằng các giá đỡ đặc biệt.

Stator của máy phát điện bao gồm lõi, cuộn dây, khe nêm, rãnh và dây dẫn để nối với bộ chỉnh lưu. Rôto bao gồm một hệ thống cực. Các thành phần này được đặt bên trong vỏ, hoạt động và tương tác của chúng là cơ sở để tạo ra điện bên trong thiết bị.

Cụm bàn chải chứa bàn chải hoặc các tiếp điểm trượt. Chúng có thể là polygraphite hoặc electrographite. Bộ chổi than truyền dòng điện một chiều đến một phần ứng quay, hoạt động như một nam châm vĩnh cửu. Nhưng chính những chiếc bút vẽ này lại là điểm yếu của thiết kế này vì chúng yêu cầu bảo trì liên tục, làm sạch và thay thế các bộ phận bị mòn.

Thiết bị của máy phát điện không chổi than ô tô

Loại thiết bị không chổi than là loại phổ biến nhất hiện nay vì nó đáng tin cậy nhất và không cần bảo trì liên tục. Giống như bất kỳ thiết bị nào khác, nó bao gồm hai thành phần:


Không giống như cơ chế chổi than, việc điều chỉnh hỗn hợp điện áp đầu ra được sử dụng ở đây. Nó được thực hiện do trục của cuộn dây bị dịch chuyển 90 độ. Kết quả là, khi tải tăng lên, từ trường của rôto dịch chuyển về phía cuộn dây chính và EMF sinh ra trong nó tăng lên. Điện áp lần lượt ổn định.

Cơ chế này có những ưu điểm sau:

  • trong quá trình vận hành thiết bị không phát sinh bụi than, đây là vấn đề chính của máy tạo chổi than;
  • sau một thời gian hoạt động nhất định, bàn chải không cần phải thay thế;
  • số lượng cấu trúc cơ khí giảm làm tăng đáng kể độ tin cậy của thiết bị và giảm thiểu chi phí bảo trì;
  • thiết bị không sợ bất lợi thời tiết;
  • Những thiết bị như vậy có thiết kế đơn giản, có nghĩa là chúng rẻ hơn.

Máy phát điện không chổi than khá phổ biến, mặc dù thực tế là chúng là loại một pha và có hiệu suất thấp. Tuy nhiên, nhược điểm này được loại bỏ bằng việc sử dụng hệ thống điều khiển điện tử và kích thích độc lập.

Máy phát điện DC hoạt động như thế nào?

Thiết bị dòng điện một chiều có thiết kế tương tự như máy phát điện xoay chiều. Bộ phận chính của nó là một phần ứng hình trụ với một cuộn dây và nam châm điện tạo ra điện áp trong thiết bị.

Chúng được chia thành hai loại: tự kích thích và sử dụng chuyển mạch độc lập, các thiết bị như vậy cũng có thể có chổi than hoặc không chổi than.

Do thực tế là máy phát điện DC cần nguồn vĩnh viễn năng lượng, lĩnh vực ứng dụng của chúng được tập trung khá hẹp. Chúng thường được sử dụng để cung cấp năng lượng cho phương tiện giao thông điện công cộng. Loại này các thiết bị sử dụng trong máy phát điện diesel.

Trong thực tế, có nhiều loại máy phát điện được sử dụng. Nhưng mỗi trong số chúng bao gồm các yếu tố cấu thành giống nhau. Chúng bao gồm một nam châm, tạo ra một trường tương ứng và một cuộn dây đặc biệt, nơi tạo ra lực điện động (EMF). TRONG mô hình đơn giản nhất Trong máy phát điện, vai trò của cuộn dây được thực hiện bởi một khung có khả năng quay quanh trục ngang hoặc trục dọc. Biên độ của EMF tỷ lệ thuận với số vòng dây có trên cuộn dây và biên độ dao động của từ thông.

Để có được từ thông đáng kể, máy phát điện sử dụng hệ thống đặc biệt. Nó bao gồm một cặp lõi thép. Các cuộn dây tạo ra từ trường xen kẽ được đặt trong các rãnh của cuộn dây đầu tiên. Những vòng quay tạo ra EMF được đặt trong các rãnh của lõi thứ hai.

Lõi bên trong được gọi là rôto. Nó quay quanh một trục cùng với cuộn dây trên đó. Lõi bất động thực hiện chức năng của stato. Để làm cho từ thông cảm ứng từ càng mạnh càng tốt và tổn thất năng lượng ở mức tối thiểu, họ cố gắng tạo khoảng cách giữa stato và rôto càng nhỏ càng tốt.

Máy phát điện hoạt động dựa trên nguyên lý nào?

Một suất điện động xuất hiện trong cuộn dây stato ngay sau khi xuất hiện điện trường, đặc trưng bởi sự hình thành xoáy. Các quá trình này được tạo ra bởi sự thay đổi từ thông, được quan sát thấy trong quá trình quay tăng tốc của rôto.

Dòng điện từ rôto được cung cấp cho mạch điện sử dụng các tiếp điểm ở dạng phần tử trượt. Để thực hiện việc này dễ dàng hơn, các vòng gọi là vòng tiếp xúc được gắn vào hai đầu cuộn dây. Bàn chải cố định được ép vào các vòng, qua đó kết nối giữa mạch điện và cuộn dây của rôto chuyển động.

Trong các vòng dây quấn nam châm, nơi tạo ra từ trường, dòng điện có cường độ tương đối nhỏ so với dòng điện mà máy phát điện sinh ra. mạch ngoài. Vì lý do này, các nhà thiết kế máy phát điện đầu tiên đã quyết định chuyển hướng dòng điện từ cuộn dây nằm tĩnh và cung cấp dòng điện yếu cho nam châm quay thông qua các tiếp điểm tạo ra sự trượt. Trong các máy phát điện công suất thấp, từ trường được tạo ra bởi một nam châm vĩnh cửu có thể quay. Thiết kế này cho phép bạn đơn giản hóa toàn bộ hệ thống và tránh sử dụng vòng và bàn chải.

Máy phát điện công nghiệp hiện đại là một cấu trúc đồ sộ và cồng kềnh bao gồm các kết cấu kim loại, chất cách điện và dây dẫn bằng đồng. Kích thước của thiết bị có thể là vài mét. Nhưng ngay cả đối với một kết cấu vững chắc như vậy, điều rất quan trọng là phải duy trì kích thước chính xác của các bộ phận và khoảng cách giữa các bộ phận chuyển động của máy điện.

Việc chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện xảy ra bằng cách sử dụng máy phát điện. Về cơ bản, thực tế là sử dụng máy phát điện quay. Khi quay, một suất điện động xuất hiện trong dây dẫn dưới tác dụng của từ trường thay đổi. Bộ phận của máy phát điện tạo ra từ trường được gọi là cuộn cảm, bộ phận tạo ra sức điện động được gọi là phần ứng.

Nguyên lý hoạt động

Phần quay của máy phát điện được gọi là rôto, phần đứng yên của nó là stato. Một máy phát điện xoay chiều có một stato và một rôto, theo thiết kế, chúng có thể vừa là phần ứng vừa là cuộn cảm.

Hầu như toàn bộ điện năng trong các nhà máy điện trên thế giới đều được sản xuất bằng máy phát điện xoay chiều. Khi cuộn cảm quay sẽ tạo ra một từ trường làm quay và sinh ra một suất điện động xoay chiều trong cuộn dây stato. Tần số của nó hoàn toàn trùng khớp với tốc độ rôto.

Yếu tố máy phát điện

Hệ thống từ tính stator bao gồm các tấm thép mỏng được ép thành một gói. Cuộn dây stato được đặt trong các rãnh của gói này. Nó bao gồm ba pha, dịch chuyển tương đối với nhau bằng một phần ba chu vi stato. Lực điện động cảm ứng trong các cuộn dây pha cũng dịch chuyển lẫn nhau 1200. Mỗi pha có một cuộn dây gồm các cuộn dây có nhiều vòng mắc song song hoặc nối tiếp với nhau. Những phần của cuộn dây nhô ra khỏi rãnh gọi là các đầu nối stato.

Trong cuộn cảm và stato, số cực có thể nhiều hơn hai. Số cực phụ thuộc hoàn toàn vào tốc độ rôto. Khi tốc độ quay của rôto chậm lại, số cực của nó có thể tăng lên.

Lõi rôto bằng thép khổng lồ chứa cuộn dây kích thích máy phát điện. Thiết kế này được sử dụng cho máy phát điện xoay chiều hoạt động với Tân sô cao Vòng xoay. Điều này là do thực tế là khi tốc độ cao quay, cuộn dây rôto chịu lực ly tâm lớn. Một số lượng lớn các cực giả định sự hiện diện của một cuộn dây kích thích riêng biệt ở mỗi cực, điều này đặc trưng cho các máy phát điện hoạt động ở tốc độ thấp.

Trong tua bin thủy lực, máy phát điện có thể có thiết kế trục thẳng đứng. Khi vận hành, tùy theo công suất mà có thể sử dụng làm mát bằng không khí, hydro, nước hoặc dầu.

Năm 1832, một nhà phát minh vô danh đã tạo ra động cơ đồng bộ một pha đầu tiên máy phát điện nhiều cực Dòng điện xoay chiều. Nhưng ngay trong lần đầu tiên các thiết bị điện tử chỉ sử dụng dòng điện một chiều còn dòng điện xoay chiều trong một khoảng thời gian dài không thể tìm thấy cái của tôi ứng dụng thực tế. Tuy nhiên, họ sớm phát hiện ra rằng việc sử dụng dòng điện xoay chiều thay vì dòng điện một chiều sẽ thực tế hơn nhiều, tức là dòng điện thay đổi giá trị và hướng theo chu kỳ. Ưu điểm của dòng điện xoay chiều là thuận tiện hơn khi tạo ra nó bằng cách sử dụng các nhà máy điện; máy phát điện xoay chiều tiết kiệm hơn và dễ bảo trì hơn so với các máy phát điện hoạt động bằng dòng điện một chiều. Vì vậy, đáng tin cậy xe máy điện dòng điện xoay chiều, ngay lập tức được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp và dân dụng. Cần lưu ý rằng nhờ sự tồn tại của dòng điện xoay chiều và các hiện tượng vật lý đặc biệt của nó, những phát minh như radio, máy ghi âm và các thiết bị điện và tự động khác đã có thể xuất hiện mà không có những thứ đó thì khó có thể tưởng tượng được cuộc sống hiện đại.

Thiết bị phát điện xoay chiều

Máy phát điện xoay chiều là thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện.

Nó bao gồm một bộ phận đứng yên, được gọi là stato hoặc phần ứng (xem hình) và một bộ phận quay - rôto hoặc cuộn cảm. Trong máy phát điện, rôto là nam châm điện cung cấp từ trường truyền đến stato. Trên bề mặt bên trong của stato có các vết lõm dọc trục, gọi là rãnh, trong đó đặt cuộn dây dòng điện xoay chiều (dây dẫn). Stator của máy phát điện được làm bằng các tấm thép ép 0,35 mm, được cách điện bằng màng sơn bóng. Những tấm này được cài đặt trong khung thiết bị. Rôto được gắn bên trong stato và được quay nhờ động cơ. Trục là một trong những bộ phận truyền mô-men xoắn dưới tác dụng của các giá đỡ đặt trên nó. Trên một trục chung với máy phát điện có một bộ kích thích DC cung cấp năng lượng cho DC cuộn dây rôto. Ắc quy trong máy phát điện thực hiện chức năng của ắc quy khởi động, có khả năng tích tụ, dự trữ điện khi thiếu điện do động cơ không hoạt động và khi thiếu điện mà máy phát điện phát triển.

Ứng dụng máy phát điện xoay chiều trong đời sống

Trong lúc những năm gần đây, sự phổ biến của việc sử dụng các nhà máy điện và máy phát điện đã tăng lên đáng kể. Chúng được sử dụng trong cả khu vực công nghiệp và trong nước. là sự lựa chọn tốt nhấtđể sử dụng trong sản xuất, bệnh viện, trường học, cửa hàng, văn phòng, trung tâm thương mại cũng như trên các công trường, giúp đơn giản hóa đáng kể việc xây dựng ở những khu vực hoàn toàn không có điện khí hóa. Máy phát điện gia dụng, thiết thực hơn, nhỏ gọn và lý tưởng hơn để sử dụng trong nhà và nhà ở miền quê. Máy phát điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi trong khu vực khác nhau và các lĩnh vực do thực tế là chúng có thể giải quyết được nhiều vấn đề quan trọng liên quan đến công việc không ổn địnhđiện hoặc sự vắng mặt hoàn toàn của nó.

Dịch vụ

Hầu như bất kỳ nhà máy điện diesel nào, bất kể công suất và nhà sản xuất, đều có 2 bộ phận chính. Đây là một máy phát điện và động cơ đốt trong. Vì cần phải duy trì các thiết bị này hoạt động tốt nên trong quá trình vận hành chúng cần có một danh sách nhất định công việc bắt buộcđể bảo trì chúng. Thật không may, đại đa số chủ sở hữu tin rằng họ chỉ có thể hạn chế thay dầu và bộ lọc kịp thời, trong khi “ BẢO TRÌ"Bạn có thể tự mình làm nó. Nhưng kết quả của việc này thường là thiết bị bị hỏng hoàn toàn. Do đó, không khó để kết luận rằng việc giao thiết bị cho các chuyên gia sẽ dễ dàng và rẻ hơn, nhờ kiến ​​​​thức và kinh nghiệm sâu rộng của họ, họ sẽ có thể tăng tuổi thọ của tổ máy phát điện diesel và giảm chi phí trong trường hợp khẩn cấp. tình huống.