Máy Phát điện (52 ảnh): Nguyên Lý Hoạt động Của Máy Phát điện, Các Loại, Cấu Tạo Của Nó Và Cách Chọn

2024 Tác giả: Beatrice Philips | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 06:03

Biết mọi thứ về máy phát điện là cần thiết không chỉ đối với các kỹ sư, nhà tổ chức sản xuất và các nhà quản lý khác nhau, như họ thường tin. Kiến thức về nguyên lý hoạt động của máy phát dòng điện là kiến thức văn hóa chung cơ bản của thế giới hiện đại. Hiểu được các loại máy phát điện, chúng gồm những gì, cách chọn thiết bị, có thể cải thiện đáng kể cuộc sống của chính bạn và đảm bảo sự thoải mái ngay cả khi bị mất điện đột ngột.

Lịch sử hình thành

Không thể nói chính xác chuyên gia nào đã phát minh ra máy phát điện - nhiều kỹ sư và kỹ sư điện đã nghiên cứu nó trong nhiều thập kỷ. Việc nghiên cứu một kỹ thuật như vậy vẫn tiếp tục ngay cả trong thế kỷ 21, khi mà dường như không có gì đáng kể có thể được thêm vào . Một bước quyết định trong việc tạo ra máy phát điện là việc phát hiện ra sự tương tác của điện trường và kim từ trường vào năm 1820. Dần dần, người ta có thể phát hiện ra rằng dòng điện chỉ có được trong một từ trường chuyển động hoặc khi một vật dẫn chuyển động trong nó. Anjos Yedlik (Áo, 1827) và Michael Faraday (Anh, 1831) đã chia sẻ niềm vinh dự về một khám phá như vậy.

Mặc dù người đầu tiên là một nhà khoa học Hungary, nhưng những nỗ lực của đồng nghiệp người Anh của ông đã nổi tiếng hơn nhiều . Chính ông là người đã nghiên cứu kỹ lưỡng và toàn diện về hiện tượng cảm ứng điện từ, chứ không chỉ cố gắng tạo ra một cơ chế cụ thể. Ngoài ra, Yedlik chỉ có thể chuyển từ nguyên mẫu thành một cỗ máy nổ chính thức chỉ vào những năm 1850. Nhưng Michael Faraday đã tạo ra một máy phát điện (mặc dù vẫn chưa hoàn hảo) vào năm 1831. Máy Dynamo trong lịch sử là loại máy đầu tiên, nhưng vì kích thước và sự phức tạp của việc di chuyển mà chúng đã rời khỏi hiện trường.

Năm phát minh ra máy điện đầu tiên ở Nga là năm 1833. Đồng thời, Emmanuel Lenz đã khám phá ra khả năng đảo ngược của các hệ thống - một bộ máy có thể được sử dụng cho cả việc phát điện và như một động cơ điện.

Nhưng Chế độ nông nô cổ xưa không cho phép tận dụng những phát triển đầy hứa hẹn, và ngay sau đó, ưu tiên không thể thay đổi được dành cho các quốc gia phát triển về công nghiệp . Cho đến năm 1851, tất cả các máy phát điện chỉ được chế tạo bằng nam châm vĩnh cửu; trong 16 năm tiếp theo, người ta có thể tăng công suất nhờ các nam châm điện đơn giản. Trong những năm 1866-1867, một số nhà phát triển đã cùng lúc giới thiệu máy điện với nam châm tự kích thích.

Máy phát điện của nhà phát minh người Bỉ-Pháp Zenob Gramm, được chế tạo vào năm 1870, lần đầu tiên được sử dụng rộng rãi cho các mục đích công nghiệp . Sau khi động cơ diesel xuất hiện, một nhà phát triển không rõ danh tính đã tìm ra cách sử dụng nó như một bộ truyền động máy phát điện. Ngay từ những năm 1920, máy phát điện chạy dầu diesel đã bắt đầu được sử dụng tích cực trong công nghiệp. Nghiên cứu của các nhà vật lý trong những năm 1940 đã dẫn đến sự ra đời của máy phát điện từ động lực học. Nhưng những hệ thống như vậy có thể được sử dụng độc quyền tại các nhà máy điện lớn, không có triển vọng cho việc sử dụng trong nước của chúng.

Thiết bị và nguyên lý hoạt động

Bất kỳ máy phát điện nào cũng biến đổi xung cơ học thành dòng điện. Nó có được bằng cách xoắn một cuộn dây đặt trong từ trường. Cuộn dây được chia thành hai phần chính: nam châm cố định cứng và khung dây. Cả hai đầu cuộn dây được kết nối cơ học bằng một vòng trượt trượt trên chổi than. Bàn chải này dẫn một dòng điện.

Nguyên lý hoạt động của máy phát cũng ngụ ý rằng xung do bộ phận quay tạo ra sẽ đi đến vòng tiếp xúc bên trong . Điều này xảy ra chính xác tại thời điểm một phần của khung đi qua gần mép bắc của nam châm. Nguồn điện xoay chiều thường hoạt động theo nguyên lý gọi là tạo dòng điện mạnh.

Tuy nhiên, nó chỉ có một nam châm, nó chuyển động quanh nhiều cuộn dây. Điều đáng xem xét là máy phát điện trên xe hơi được bố trí hơi khác.

Nó bắt đầu hoạt động khi hệ thống đánh lửa được khởi động . Lúc này, dòng điện qua các vành trượt di chuyển đến cụm chổi than và hệ thống kích từ. Ở đó anh ta tạo ra một từ trường. Một rôto nối với trục khuỷu tạo ra dao động điện từ. Dòng điện cảm ứng xoay chiều được tạo ra ở đầu dây quấn. Tần số xoắn của máy phát tự kích tăng lên đến một mức nhất định, và sau đó bộ chỉnh lưu được kích hoạt.

Mặc dù nguyên tắc cơ bản của việc tạo ra dòng điện là sự tương tác của từ trường, rôto và stato, các nguồn năng lượng cơ học khác nhau có thể làm quay một bộ phận chuyển động. Chúng có thể là:

• nước chảy;
• hơi nước nóng;
• gió;
• động cơ đốt trong.

Loại máy phát điện đồng bộ được phân biệt bởi sự trùng hợp của tần số xoắn của stato và rôto. Một nam châm vĩnh cửu được dùng làm rôto. Khi thiết bị được khởi động, rôto bắt đầu tạo ra một trường yếu. Ngay sau khi vòng quay tăng lên, một lực điện lớn bắt đầu được tạo ra. Xung đi qua bộ điều chỉnh điện áp và được đưa đến mạng điện.

Mạch đồng bộ cho phép ổn định các thông số của dòng điện phát ra. Tuy nhiên, khả năng quá tải điện rất cao. Ngoài ra, cụm bàn chải phải được bảo dưỡng, và điều này ngay lập tức làm tăng chi phí tiêu dùng.

Các mô hình không đồng bộ liên tục chạy ở chế độ giảm tốc. Rôto quay trước thời gian, và hướng của nó trùng với hướng của từ trường do stato tạo ra. Rotor có thể là pha hoặc phiên bản lồng sóc.

Từ trường trong thiết bị không đồng bộ không thể điều chỉnh được . Do đó, tần số và cường độ dòng điện được xác định trực tiếp bởi số vòng của thiết bị. Trong những thập kỷ gần đây, máy phát điện hóa, tạo ra dòng điện dựa trên hydro, đã đóng một vai trò quan trọng. Tuy nhiên, chúng đang cố gắng được sử dụng trên ô tô, cho đến nay vẫn chưa thể thay thế động cơ đốt trong. Một phiên bản khác của máy phát điện - pin năng lượng mặt trời hoạt động nhờ hiệu ứng quang điện.

Lượt xem

Bằng quyền tự chủ

Loại cực kỳ tự trị - đây là những nhà máy điện thủ công. Ở chúng, chuyển động cơ học có được do sức mạnh cơ bắp của người vận hành. Chắc chắn rồi, không cần tính đến năng suất cao và hoạt động lâu dài . Nhưng bạn có thể tự tin nhận được dòng điện trong mọi tình huống khi bạn không thể sử dụng nhiên liệu hoặc năng lượng gió hoặc nước. Do đó, những máy phát điện như vậy có thể được bao gồm trong bộ dụng cụ khẩn cấp trên máy bay, được sử dụng trong các trường hợp khẩn cấp của các đoàn thám hiểm, quân đội, v.v. Các thiết bị điện từ tự động có điều kiện - trên ổ xăng.

Theo số giai đoạn

Có các thiết bị một pha và ba pha. Trong các ngôi nhà và căn hộ, nguồn điện ba pha hiếm khi được yêu cầu. Ngoại lệ là động cơ cũ, bộ phận làm nóng cho phòng xông hơi khô và các thiết bị tương tự.

Việc đấu nối các hộ tiêu thụ một pha với máy phát điện ba pha cần được thực hiện theo quy tắc phân phối đồng đều.

Một quy tắc chung đơn giản là: nếu mạng tiêu thụ 20 kW hoặc ít hơn, thì có rất ít ý nghĩa trong ba giai đoạn.

Theo phương thức hoạt động

Các thiết bị chính được sử dụng được thiết kế để hoạt động liên tục. Chúng thường chạy bằng nhiên liệu diesel, mặc dù vẫn có những trường hợp ngoại lệ. Thiết bị như vậy có thể cung cấp nguồn điện suốt ngày đêm, và nó được lắp đặt trong các nhà máy điện lớn và nhà máy nhiệt điện . Các mẫu máy phát điện dự phòng được thiết kế cho các trường hợp khẩn cấp (khi nguồn điện bị ngắt đột ngột). Công việc cũng vậy, đôi khi diễn ra liên tục không bị gián đoạn nhưng chỉ trong vài giờ.

Theo lĩnh vực ứng dụng

Máy phát điện để sử dụng trong gia đình được trình bày rất đa dạng. Hầu như tất cả chúng đều cung cấp dòng điện một pha. Giá trị bình thường là 220 V, 50 Hz. Các thiết bị gia dụng mạnh nhất thậm chí còn được sử dụng để hàn, cũng như cung cấp năng lượng cho các xưởng nhỏ và dịch vụ xe hơi.

Quan trọng: khả năng sử dụng để hàn phải được ghi rõ trong tài liệu - nếu không rủi ro là rất cao.

Đối với mục đích sản xuất, máy phát điện tĩnh mạnh mẽ là cần thiết. Chúng cũng được sử dụng để:

• các công trình xây dựng lớn;
• vi khu;
• khu định cư kiểu nhà tranh kiên cố;
• các cảng;
• ga đường sắt;
• bệnh viện;
• các cơ sở giáo dục;
• các trung tâm văn phòng.

Phân loại thiết bị gia dụng

Xăng

Hệ thống điều khiển bằng gió hoặc nước chảy chỉ có trong các nhà máy điện lớn hoặc ít hơn. Không dễ dàng như vậy để sử dụng chúng trong điều kiện thực địa (đi bộ đường dài) và thậm chí chỉ ở nhà. Điều này đặc biệt đúng đối với máy phát điện thủy lực. Đối với các nhà máy nhiệt điện sử dụng cho mục đích tư nhân, chúng hầu như luôn chạy bằng xăng và công suất hạn chế, hiếm khi tìm thấy các thiết bị công suất lớn hơn 20 kW . Thông thường họ sử dụng xăng AI-92, việc sử dụng AI-76 và AI-95 chỉ có thể thỉnh thoảng, và thậm chí sau đó nó không được khuyến khích.

Dầu diesel

Các thiết bị chạy bằng nhiên liệu diesel đôi khi tạo ra dòng điện lên đến 3 MW. Họ sẽ cung cấp năng lượng ngay cả cho một ngôi làng nghỉ mát lớn với nhà để xe và cơ sở hạ tầng tương tự.

Máy phát điện diesel có sẵn trong thiết kế di động hoặc cố định. Phạm vi của các sản phẩm như vậy là rất lớn và rõ ràng đáp ứng mọi nhu cầu.

Ngay cả những dòng máy tương đối yếu cũng thích hợp để cung cấp dòng điện cho máy hàn.

Nhà sản xuất của

Máy phát điện hiện đại sản xuất tại Nga tự tin thách thức các sản phẩm nước ngoài. Các thương hiệu phổ biến nhất là:

• "Svarog";
• "Tầm cỡ";
• Energomash;
• Energo.

Phạm vi các nhà cung cấp của Nga bao gồm cả các phiên bản gia dụng với công suất 1000-2000 W và các mẫu bán công nghiệp nghiêm trọng với công suất lên đến 5000 W . Cuối cùng, có những mô hình thậm chí còn mạnh hơn đáng kể sẽ giúp đỡ các nhà xây dựng và tổ chức sản xuất. Một số máy phát điện được sản xuất tại Liên bang Nga được trang bị thiết bị điện tử điều khiển và giám sát tiên tiến giúp giám sát các thông số kỹ thuật. Tuy nhiên, cũng có những phiên bản đơn giản hơn - ổn định hơn nhiều trong những điều kiện khó khăn. Cuối cùng, sản phẩm của các hãng Nga chắc chắn sẽ đến tay người tiêu dùng.

Ví dụ, phân khúc hộ gia đình được thể hiện bằng mô hình EG-87220. Nó có một bảo hành độc quyền 14 tháng. Bình xăng có thể tích 15 lít là đủ trong hầu hết các trường hợp, nhưng không cung cấp tính năng tự khởi động.

Công suất cao nhất đạt 2200 watt. Điện áp hoạt động - dự kiến 220 V.

Máy phát điện xuất sắc cũng được cung cấp bởi công ty SDMO của Pháp . Nhìn chung, đây là một trong những công ty hàng đầu thế giới về sản xuất máy phát điện với nhiều chủng loại và công suất. Bạn có thể dễ dàng tìm thấy một nhà máy điện xăng SDMO có thể giải quyết hầu hết mọi nhiệm vụ có thể tưởng tượng được. Họ cung cấp hiệu suất hấp dẫn. Phạm vi mối quan tâm của Pháp bao gồm các mô hình có khung đặc biệt giảm rung động. Được trang bị các thành phần điện tử tuyệt vời.

Sự chú ý được tập trung vào mô hình K10M . Nó cung cấp điện áp 230 V và được điều khiển từ điều khiển từ xa. Một bộ ngắt mạch điện được cung cấp, khả năng làm việc ở - 30 độ. Một hệ thống chống rung được lắp đặt trên khung. Ngoài ra còn có một máy phát điện sạc 12V.

Công ty cạnh tranh Caiman gia nhập thị trường Nga tương đối gần đây . Tuy nhiên, cô ấy đã cố gắng thể hiện thành quả của các sản phẩm của mình một cách thuyết phục nhất có thể. Các mô hình của nó được thiết kế để giảm thiểu tiếng ồn và chúng có thể được lắp đặt an toàn ngay cả trong nhà. Tất cả các máy phát điện của thương hiệu này đều đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường cao nhất. Tất nhiên, phạm vi Caiman bao gồm các thiết bị có công suất và kích cỡ khác nhau.

Thương hiệu này có thể tự hào về mô hình Expert 3010X. Nó có một tùy chọn làm mát không khí tiên tiến. Trục cam sử dụng bộ truyền động xích cải tiến.

Bộ lọc đảm bảo rằng máy phát điện khởi động ngay cả ở những nơi cực kỳ nhiều bụi. Việc tự động hóa sẽ đảm bảo rằng không thể khởi động mà không có dầu. Nó cũng đáng lưu ý:

• một cặp ổ cắm được bảo vệ khỏi độ ẩm;
• đảm bảo thời lượng pin lên đến 210 phút;
• thiết bị làm mát chu đáo;
• một hệ thống không chổi than tuyệt vời không yêu cầu bảo trì phức tạp.

Hãng sản xuất Endress của Đức chiếm một vị trí rất tốt trên thị trường. Bản thân ở Đức, nơi đã nói rất nhiều, các thiết bị của họ cực kỳ phổ biến. Công ty tích cực sử dụng các giải pháp phức hợp tiên tiến. Như với các nhà cung cấp trước đây, phạm vi bao gồm toàn bộ phạm vi các tùy chọn cung cấp điện. Công suất của phần chính của các mô hình thay đổi từ 1500 đến 9000 W. Hầu hết tất cả các thiết bị Endress đều có khả năng cung cấp 220 và 380 V.

Một ví dụ điển hình là ESE 404 YS Diesel . Phiên bản này được đánh giá cao về độ tin cậy và mức tiêu hao nhiên liệu thấp. Công suất của thiết bị đạt 3, 9 kVA. Định mức điện áp của máy phát điện một pha là 230 V. Cấp bảo vệ điện là IP23.

Nhắc đến các nhà cung cấp của Đức, sẽ thật ngu ngốc nếu bỏ qua một thương hiệu bình dân khác - Fubag . Máy phát điện của nó có chất lượng tương đương với ít nhất là các thiết bị hàn nổi tiếng hơn. Các chuyên gia của Fubag không chỉ quan tâm đến các đặc tính kỹ thuật mà còn quan tâm đến thiết kế ban đầu, giúp dễ dàng bảo trì hơn. Các máy phát điện của thương hiệu này chính thức thuộc về loại chuyên nghiệp. Tuy nhiên, chúng được sử dụng thành công không kém trong khu vực tư nhân.

Nhà máy điện một pha dạng hở DS 16 A ES cung cấp dòng điện lên đến 13,6 kVA bằng cách sử dụng bình 51 lít. Hệ thống sưởi trước không khí được cung cấp.

Các nhà thiết kế đã chăm sóc bảo vệ quá tải, mức độ kháng điện là IP23. §Èt ch¸y hoµn toµn 4 xilanh cung cấp dòng điện có cường độ 54 A. Ở tải 75%, thiết bị sẽ hoạt động trong 10 giờ.

Người tiêu dùng Nga từ lâu đã đánh giá cao những ưu điểm của máy phát điện thương hiệu Resanta. Họ được ca ngợi vì:

• chi tiết công nghệ cao;
• dễ dàng của dịch vụ;
• tỷ lệ trọng lượng trên công suất tuyệt vời;
• ổn định của điện áp đầu ra.

Trong phân loại, mô hình BG 4000 R, chạy bằng xăng, nổi bật. Đánh giá công suất - 3 kW, cấp nhiên liệu - AI-92. Hệ thống đánh răng đồng bộ hoạt động hoàn hảo, thông tin được đưa đến người dùng bằng màn hình hiển thị. Cờ lê bugi, núm vặn có trong bộ sản phẩm. Trên thực tế, việc sản xuất được thực hiện ở Trung Quốc.

Trong số các công ty Trung Quốc, thương hiệu ELITECH nổi bật hơn cả . Ở nước ta, anh đã được biết đến từ năm 2008. Những máy phát điện như vậy không chỉ có chất lượng cao mà còn không ồn ào và linh hoạt. Các sản phẩm của ELITECH sử dụng những công nghệ mới nhất, và do đó công ty đã gạt được nhiều cựu lãnh đạo thị trường sang một bên. Máy phát điện bằng khí đốt của công ty này được phân biệt bằng cách khởi động kết hợp, chúng có thể được chế tạo ở dạng cố định hoặc di động.

Một ví dụ về máy phát điện gia đình đơn giản là BES 950 R . Với dung tích bình 4, 4 lít, nó cung cấp cường độ dòng điện là 2, 8 A. Khởi động xảy ra ở chế độ bằng tay. Tự động hóa giám sát mức dầu và tắt thiết bị khi cần thiết. Động cơ hai thì van trên không có một xi lanh làm mát bằng không khí. Âm lượng đạt 56 dBA. Máy phát điện Na Uy không đáng được đề cập đặc biệt, không giống như các thương hiệu:

• Makita;
• Hitachi;
• Huyndai;
• Kipor;
• Nhân viên kiểm lâm.

Làm thế nào để lựa chọn?

Mua một thiết bị "chỉ yên tĩnh" không hoàn toàn hợp lý. Cũng như thiết bị mạnh mẽ nhất. Trước hết, bạn nên quyết định máy phát điện sẽ được sử dụng cho mục đích gì:

• trong cung cấp điện theo mùa;
• như một mạng lưới an toàn dự phòng;
• như một giải pháp khẩn cấp;
• như một nguồn năng lượng vĩnh viễn.

Đối với khách du lịch, thợ săn, ngư dân và một bộ phận người tiêu dùng thương mại, việc lựa chọn máy phát điện di động sẽ đúng hơn. Anh ấy cũng sẽ phù hợp với cư dân mùa hè. Nhưng sức mạnh của thiết bị là rất quan trọng. Nó phải được cân bằng: một kỹ thuật yếu sẽ không thể "rút ra" nhiệm vụ, và một kỹ thuật quá mạnh sẽ lãng phí tài nguyên.

Việc xác định chỉ số yêu cầu giúp tính đến hệ số dòng khởi động, cũng như phân chia các thiết bị thành quan trọng và không quan trọng lắm (máy hút bụi, máy giặt, bàn là, lò vi sóng không cần thêm).

Số lượng các giai đoạn cũng rất liên quan. Chỉ các thiết bị một pha mới có thể được cấp nguồn từ máy phát điện một pha. Tuy nhiên, đối với nhu cầu sử dụng trong nước và ngoại thành thì điều này không quá quan trọng. Mô hình ba pha phải được sử dụng để trang bị cho các công trường xây dựng, các xí nghiệp công nghiệp và các phân xưởng riêng lẻ của họ. Quan trọng: chúng cung cấp không quá 1/3 công suất mỗi pha.

Một khía cạnh quan trọng khác là nhiên liệu được sử dụng . Mô hình xăng sẽ cho phép bạn cung cấp dòng điện cho ngôi nhà trong trường hợp hỏng hóc định kỳ. Các thiết bị này nhỏ gọn, tương đối nhẹ và ít tiếng ồn. Chúng được sử dụng tích cực bởi các công ty thương mại nhỏ - cả sản xuất và thương mại. Việc sửa đổi động cơ diesel rất tốn kém, tạo ra nhiều tiếng ồn, nhưng chúng cho ra nhiều dòng điện và có thể hoạt động trong thời gian dài mà không bị gián đoạn. Các mô hình có giá trị ở những nơi thiếu lưới điện như một lớp học.

Các phiên bản sử dụng nhiên liệu kép sẽ tiết kiệm hơn và linh hoạt hơn các phiên bản khác. Chúng thường chạy bằng xăng và gas, và việc chuyển đổi rất dễ dàng.

Khí đốt hóa lỏng của khinh khí cầu rẻ hơn đáng kể so với xăng . Chế độ này càng thuận lợi hơn khi kết nối với đường cao tốc. Các thiết bị không đồng bộ được thiết kế để cấp điện ngoài trời, chúng cũng nên được sử dụng cho các phòng đặc biệt ẩm ướt.

Tuy nhiên, vấn đề là máy phát điện không chổi than không biết cách cung cấp dòng điện chất lượng cao hoàn hảo với một sóng sin tối ưu. Các thiết bị gia dụng và máy tính được cung cấp năng lượng tốt nhất bởi các thiết bị đồng bộ. Ngay cả khả năng dễ bị hư hại do bụi cũng được chứng minh bởi các thông số ổn định và đặc tính dòng điện cao. Máy phát điện quấn dây đồng đắt hơn, nhưng nó dẫn nhiệt tốt hơn nhiều và có công suất đầu ra tuyệt vời. Ngoài ra, bạn nên chú ý:

• sự hiện diện của hệ thống AVR (không có hệ thống này, nguồn điện đột ngột có thể làm hỏng điện thoại, máy tính bảng và máy tính xách tay);
• loại khởi động bằng tay hoặc bằng điện;
• sự hiện diện của một tùy chọn để tự động bắt đầu (và đôi khi dừng lại);
• trường hợp đóng hoặc mở (tùy chọn đầu tiên ổn định và đáng tin cậy hơn, nhưng nó có thể quá nóng);
• đếm ngược giờ động cơ (cho phép bảo dưỡng kịp thời);
• sự tiêu thụ xăng dầu;
• đánh giá;
• khả năng phục vụ của nhà cung cấp.