Máy phát điện kích từ độc lập là gì? Cách hoạt động và ứng dụng
Trong đời sống công nghiệp hóa hiện đại hóa, máy phát điện một chiều được ứng dụng rất rộng rãi. Nhất là đối với những hệ thống máy móc công nghiệp. Trong các dòng máy phát điện DC thì Đặc điểm máy phát điện kích từ độc lập là dòng máy được dụng phổ biến nhất. Chúng ta cùng khám phá những thông tin hữu ích về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm của dòng máy này ngay trong bài viết sau nhé!
Máy phát điện kích từ độc lập là gì?
Sơ đồ Mạch điện Mô Phỏng Cho Máy Kích Từ độc Lập
Máy phát điện kích từ độc lập thuộc dòng máy phát điện một chiều. Dòng máy này hoạt động bằng dòng điện kích từ được lấy từ từ trường bên ngoài riêng biệt để kích từ trường của máy phát. Nguồn bên ngoài này có thể lấy từ pin, nguồn điện một chiều,…
Cấu tạo của máy phát điện một chiều kích từ độc lập
Máy phát điện một chiều kích từ độc lập có cấu tạo từ 4 bộ phận chính sau:
- Phần ứng (hay còn gọi là roto): Đây là bộ phận quay bao gồm một cuộn dây dẫn điện được làm lõi thép, dây cuốn đồng.
- Cuộn dây kích từ: Một bộ phận kích từ tạo ra từ trường cho máy phát điện. Cuộn dây kích từ này sẽ được nối với nguồn điện DC từ bên ngoài. Từ nguồn điện này sẽ tạo ra từ trường và tạo ra điện.
- Chổi than: được đặt ở điểm tiếp xúc với các bề mặt dẫn điện trong máy (tại roto). Mục đích chính của bộ phận này là tạo ra đường dẫn điện cung cấp cho máy phát hoạt động. Chổi than máy phát thường được làm bằng các vật liệu cacbon hoặc than chì.
- Cổ góp: có chức năng chuyển đầu ra của dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
Nguyên lý hoạt động của máy phát điện DC kích từ độc lập
Sơ đồ chi tiết máy phát điện kích từ độc lập
Trước khi đi vào phân tích kỹ về nguyên lý hoạt động của máy phát điện một chiều kích từ độc lập. Các bạn hãy xem qua phương trình điện áp máy phát điện DC:
U = E – Rư.Iư
Trong đó:
- U là điện áp
- Rư là điện trở dây quấn tạo roto
- E là suất điện động
- Iư là dòng điện đầu cực
Đặc tính tải trọng được xác định theo phương trình trên. Điểm giao nhau giữa đặc tính ngoài của máy và đặc tính tải sẽ xác định các giá trị điện áp và dòng điện đầu cực. Các bạn nhìn trên ảnh và theo dõi phương trình điện áp. Nguyên lý làm việc của dòng máy này được biểu hiện qua mối quan hệ giữa dòng điện đầu cực và điện áp.
- Khi I tăng khiến điện áp giảm: do hiện tượng sụt áp trên điện trở phần ứng (tức Rư). Điện áp lúc này nhỏ vì điện trở của mạch roto thấp. Điều này cho phép máy duy trì điện áp.
- Xảy ra hiện tượng phản ứng phần ứng: Phản ứng này còn được gọi là hiệu ứng khử từ gây ra sự sai lệch giữa dòng điện và điện áp. Phản ứng phần ứng sẽ gây suy yếu từ thông chính, làm xuất hiện suất điện động. Nếu trường hợp này xảy ra bé hơn dòng điện định mức, ảnh hưởng này là không đáng kể.
Khi các bạn hiểu sâu được sự kết nối giữa dòng điện và điện áp cùng với các đặc tính tải. Các bạn có thể kiểm soát được hiệu suất của máy. Đồng thời tối ưu các hoạt động của máy phát đối với giới hạn điện áp mà bạn mong muốn.
Đặc điểm và ứng dụng của máy phát điện DC kích từ độc lập
Đặc điểm máy phát điện một chiều kích từ độc lập có nhiều ứng dụng như kết nối với các dòng máy móc công nghiệp, hệ thống sạc pin xe điện, năng lượng tái tạo, hàng không vũ trụ,… Máy cũng có những ưu nhược điểm mà các bạn cần chú ý:
- Ưu điểm: Các dòng máy kích từ độc lập có lợi thế hơn hẳn so với các dòng máy tự kích từ. Một lý do lớn đó là dòng máy này hoạt động ổn định hơn. Đạt được phạm vi điện áp đầu ra tốt hơn dòng tự kích từ.
- Nhược điểm: tuy chiếm nhiều ưu điểm lớn, nhưng máy phát một chiều độc lập phải có nguồn kích thích riêng biệt. Vì thế sẽ tiêu tốn về chi phí. Việc sử dụng máy phát điện này sẽ giới hạn về nơi có sẵn nguồn điện.
Bài viết trên chúng tôi đã tổng hợp các thông tin về máy phát điện kích từ độc lập. Cảm ơn các bạn đã dành thời gian đọc bài viết.
Nếu bạn quan tâm thêm về các nội dung liên quan có thể theo dõi kênh youtube sau:
