Tìm hiểu hệ thống kích từ máy phát điện – Khái niệm và nguyên lý

Máy phát điện là một thiết bị quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp và các hoạt động sử dụng điện. Để máy phát điện hoạt động hiệu quả, hệ thống kích từ là một yếu tố không thể thiếu. Ngoài các thao tác vận hành máy cơ bản như đề nổ, đề điện, các bạn nên tìm hiểu sâu hơn về bộ phận kích từ. Điều này sẽ giúp cho bạn lường trước được những vấn đề sẽ xảy ra khi đưa máy phát điện vào vận hành. Bài viết hôm nay, chúng tôi sẽ cùng các bạn tìm hiểu chi tiết về hệ thống kích từ máy phát điện. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chi tiết của bộ phận này.

1, Hệ thống kích từ máy phát điện là gì?

Để máy phát điện hoạt động thì phải có dòng điện kích từ. Kích từ máy phát điện là một hệ thống bao gồm các bộ phận nhỏ khác nhau được tạo ra dòng điện mạnh. Dòng điện này sẽ kết hợp với từ trường của Roto tạo ra dòng điện một chiều giúp máy khởi động.

Hệ thống kích từ này là yếu tố cực kỳ quan trọng đối với máy phát điện. Nó đảm bảo rằng máy phát điện có thể khởi động nhanh chóng và đạt công suất định mức trong thời gian ngắn. Ngoài ra, dòng điện phát ra từ hệ thống kích từ còn có khả năng ổn định lại điện áp và có tên gọi khác là AVR máy phát điện.

2, Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chi tiết của bộ kích từ máy phát điện?

Để tìm hiểu chuyên sâu hơn về bộ phận này. Các bạn cần nắm bắt cấu tạo của nó, nguyên lý hoạt động và các loại kích từ hiện đang phổ biến hiện nay.

Cấu tạo chung

Các bộ phận của hệ thống này bao gồm: bộ chỉnh lưu, bộ điều chỉnh điện áp, bộ diệt từ máy phát, stato, roto và những bộ phận khác…

• Bộ phận quan trọng nhất để kích từ máy phát là roto. Nó được gắn chặt với trục động cơ và có khả năng quay xung quanh trục này. Rotor có nhiệm vụ tạo ra một lực từ trong quá trình hoạt động của máy phát điện.
• Stato: Nó bao gồm một loạt lớp cuộn dây đặt trong một khung kim loại. Stator được cố định và không thể quay như rotor. Khi rotor quay, năng lượng từ được tạo ra trong stator, tạo ra dòng điện xoay chiều.
• Bộ chỉnh lưu: Dòng điện được tạo ra từ quá trình kích từ, bộ chỉnh lưu sẽ giám sát điện áp và dòng điện đầu ra. Nếu điện áp hoặc dòng điện vượt quá giới hạn được định trước. Bộ chỉnh lưu sẽ điều chỉnh nguồn cấp và giữ cho nó trong giới hạn an toàn.
• Bộ diệt từ máy phát: Bộ phận này đảm bảo máy phát điện khỏi những tác động gây hại từ động điện từ.

Nguyên lý hoạt động chung

Từ những phần trên, chúng ta hiểu rằng kích từ nhằm tạo ra dòng điện mạnh trong quá trình khởi động máy. Khi các động cơ bên trong như roto, stato, chỉnh lưu,…sẽ được kích thích để bộ phận kích từ hoạt động.

Khi phát động kích từ máy, cuộn dây của stato sẽ đươc sử dụng làm dòng điện kích từ. Sau đó dòng AC sẽ đươc chỉnh lưu thành dòng DC thông qua bộ cộng quay. Dòng điện này được đưa vào máy phát và trở thành dòng kích từ.

3, Có mấy loại kích từ máy phát điện?

Về bộ phận kích từ của máy hiện nay phổ biến 3 loại. Đó là hệ thống kích từ AC, hệ thống kích từ DC và hệ thống kích từ tĩnh.

Hệ thống kích từ DC – Máy phát điện 1 chiều

Hệ thống kích từ DC có hai bộ kích từ chính, đó là: bộ kích từ chính và bộ kích từ pilot. Đầu ra của bộ kích từ được điều chỉnh bởi bộ điều chỉnh điện áp tự động (AVR). Mục đích nhằm điều khiển điện áp đầu cuối của máy phát. Đầu vào của biến áp dòng dưa vào AVR đảm bảo giới hạn dòng điện của máy trong trường hợp phát sinh sự cố.

Hệ Thống Kích Từ DC

Khi công tắc trường mở, điện trở xả trường được kết nối song song với cuộn dây trường. Giúp tiêu thụ năng lượng đã lưu trữ trong cuộn dây trường. Đây là một cuộn dây có đặc tính cao từ.

Bộ kích từ chính và kích từ pilot có thể được kích hoạt bằng trục chính. Hoặc được kích hoạt riêng biệt bằng động cơ. Kích từ được kích hoạt trực tiếp thường được ưu tiên vì nó đảm bảo máy vận hành tốt.

Hệ thống kích từ AC – Máy phát điện xoay chiều

Hệ thống này dành cho các loại máy phát điện xoay chiều. Bao gồm máy phát và chỉnh lưu Thyristor. Bộ phận chỉnh lưu này nối trực tiếp với trực chính của máy phát điện xoay chiều. Hệ thống kích từ AC này có thể được phân ra làm 2 loại: kích từ Thyristor quay và kích từ không chổi than.

Kích từ Thyristor quay

Hệ thống này bao gồm một bộ kích xoay chiều, một trường tĩnh và một trục quay. Đầu ra của bộ kích được chỉnh lưu bằng mạch chỉnh lưu cầu thyristor toàn pha. Được cung cấp đến cuộn dây trường chính của máy phát điện xoay chiều.

Cuộn dây kích từ của máy phát cũng được cung cấp thông qua một mạch chỉnh lưu khác. Điện áp kích từ có thể được tạo ra bằng cách sử dụng dòng từ còn lại. Nguồn cung cấp điện và điều khiển chỉnh lưu tạo ra tín hiệu kích hoạt được kiểm soát.

Kích từ không chổi than

Hệ thống kích từ không chổi than tự động bao gồm máy phát điện không chổi than, một bộ chỉnh lưu, một bộ kích từ chính và stator có tổ hợp nam châm vĩnh cửu. Bộ kích từ chính và bộ kích từ phụ được truyền động bởi trục chính. Bộ kích từ chính có trường tĩnh cố định và một lõi quay kết nối trực tiếp với bộ chỉnh lưu thông qua các biến thiên tụ bằng silic.

Hệ Thống Kích Từ Không Chổi Than

Bộ kích từ phụ pilot có nam châm vĩnh cửu dẫn động bằng trục có nam châm được gắn vào stato 3 pha. Cung cấp điện cho trường kích từ chính thông qua bộ chỉnh lưu silic.

Ưu điểm của hệ thống này là loại bỏ việc sử dụng cổ góp, chổi than. Điều này có lợi trong việc cải thiên hiệu suất và giúp ổn định hơn dòng điện trong máy phát.

Xem thêm: Phân biệt máy phát điện không chổi than và có chổi than

Kích từ tĩnh

Trong hệ thống này, nguồn cung cấp được lấy từ chính máy phát điện thông qua một bộ giảm áp nối sao/tam giác kết nối 3 pha. Cuộn dây một pha của bộ giảm áp được kết nối với dòng điện chính của máy phát điện. Cuộn dây thứ cấp cung cấp nguồn điện cho bộ chỉnh lưu. Cung cấp nguồn điện cho mạch điều khiển lưới và các thiết bị điện khác.

Hệ thống này có thời gian phản hồi rất ngắn. Cung cấp hiệu suất điện năng tuyệt vời. Hệ thống này giảm chi phí vận hành bằng cách loại bỏ tổn thất từ cuộn dây kích từ và giúp cuộn dây có tuổi thọ cao hơn.

4, Khắc phục vấn đề máy phát điện mất kích từ

Các bạn có thể sẽ gặp phải vấn đề máy bị mất kích từ trong lúc vận hành. Có thể do một số nguyên nhân như hư hỏng mạch. Lỗi trong hệ thống điện áp, chỉnh lưu. Chúng ta sẽ đi tìm hiểu nguyên nhân máy bị mất từ dư, mất kích từ. Làm thế nào để khắc phục tình trạng trên?

Nguyên nhân máy phát điện mất kích từ

Có nhiều nguyên nhân dẫn tới vấn đề máy phát điện bị mất kích từ như sau:

• Máy phát điện quá tải do mất khả năng đồng bộ ở stato và roto. Công tắc hoặc bô chỉnh lưu gặp vấn đề. Khi điều này xảy ra, máy phát điện không nhận được tín hiệu kích từ và không khởi động được.
• Mạch ngắt mạch tự động (MCCB): MCCB là một thành phần quan trọng để bảo vệ hệ thống khỏi các tình huống nguy hiểm như quá tải hoặc ngắn mạch. Nếu MCCB bị kích hoạt, nó có thể ngắt mạch kích từ và ngăn máy phát điện khởi động.
• Dòng điện kích từ bị giảm đột ngột trong quá trình vận hành máy. Khiến cho công suất hữu công tăng và công suất vô công âm.

Để xác định nguyên nhân cụ thể khi máy phát điện mất kích từ. Bạn nên kiểm tra từng thành phần và mạch điện của hệ thống kích từ. Trong nhiều trường hợp, cần sự can thiệp của một kỹ thuật viên chuyên nghiệp để xác định và khắc phục sự cố.

Cách khắc phục vấn đề máy phát điện bị mất từ dư, mất kích từ

Máy phát điện được sử dụng lâu dài có thể xảy ra các vấn đề như mất từ dư, mất kích từ. Để khắc phục những vấn đề trên các bạn nên kiểm tra lại máy:

• Điều chỉnh lại điện áp đầu vào: Các bạn cần đảm bảo điện áp đầu vào của máy để để khởi động và duy trì máy. Sau đó điều chỉnh lại điện áp sao cho phù hợp với máy phát điện.
• Xem lại roto và stato: Kiểm tra cơ cấu hoạt động của máy phát điện. Bao gồm rotor và các bộ phận quay khác. Đảm bảo rằng cơ cấu hoạt động không bị hỏng hoặc mắc kẹt, và chúng có thể hoạt động một cách mượt mà.
• Liên hệ với chuyên viên kỹ thuật: Nếu các giải pháp trên không giải quyết được vấn đề mất từ dư hoặc mất kích từ. Các bạn nên trao đổi với nhà phân phối, đơn vị sửa chữa máy phát điện. Bởi vì họ có kiến thức và kỹ năng chuyện nghiệp có thể xác định nguyên ngân và đưa ra giải pháp phù hợp. Kèm theo chi phí sửa chữa máy.

Trên đây là tổng hợp các thông tin liên quan tới hệ thống kích từ máy phát điện mà bạn nên biết. Mayphatnhapkhau hy vọng bài viết trên sẽ giúp các bạn có thêm những thông tin mới hơn về chiếc máy phát điện của mình.

Nếu các bạn có nhu cầu mua máy phát điện các dòng 1 pha, 3 pha, công nghiệp hay dân dung. Hãy tham khảo thêm các sản phẩm của chúng tôi và liên hệ tới Hotline: 0982 815 855 – 0941 055 829 để được tư vấn miễn phí!