Máy phát điện không đồng bộ 3 pha. Cấu tạo – nguyên lý hoạt động

Bạn đang tìm hiểu về máy phát điện? Cụ thể máy phát điện không đồng bộ 3 pha là gì? Nó có ứng dụng hiệu quả thế nào trong thực tế cuộc sống? Cấu tạo và Nguyên lý hoạt động của máy phát điện không đồng bộ là gì. Bài viết sau đây của chuyên gia AKS sẽ giúp bạn hiểu ngay.

Máy phát điện không đồng bộ là gì?

Phát điện không đồng bộ là loại máy phát điện xoay chiều, hoạt động theo nguyên lý cảm biến điện từ và có tốc độ quay của roto chậm hơn so với tốc độ quay của từ trường.

Model phát điện không đồng bộ có tính thuận nghịch, nghĩa là máy có thể làm việc với vai trò là một máy phát điện hoặc vai trò là một động cơ điện. Tùy vào những đặc điểm khác nhau mà trên thị trường có các loại máy điện không đồng bộ như sau.

– Theo kết cấu của vỏ máy chia thành 3 loại là máy điện kiểu kín, kiểu hở và kiểu bảo vệ.
– Theo số pha gồm các loại phát điện không đồng bộ 3 pha, 2 pha và 1 pha.
– Theo kiểu dây quấn roto thì được chia thành máy điện không đồng bộ roto dây quấn hoặc roto lồng sóc.

Cấu tạo của động cơ máy điện không đồng bộ 3 pha

Máy điện không đồng bộ ba pha gồm 2 phần chính là Stato và Roto. Các bộ phận đi kèm khác gồm: nắp máy, ổ bi. trục máy, hộ dầu cực, quạt gió, hộp quạt,…

Phần tĩnh (STATOR): Gồm khung, sắt từ và dây quấn;

Lõi thép Stator gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại với nhau tạo thành khối. Dây quấn được đặt vào rãnh của lõi sắt và cách điện đóng vai trò quan trọng trong việc trực tiếp tham gia vào quá trình biến đổi năng lượng điện  năng thành cơ năng và ngược lại.

Phần quay (ROTOR): Gồm Rotor, trục và bạc đạn.

Lõi sắt của Rotor bao gồm các lá thép kỹ thuật điện như của Stator, điểm khác biệt là giữa các lá thép không cách điện. Chúng được ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá Rotor của máy. Mặt ngoài lõi thép được dập rãnh để hấp thụ từ và ở giữa có dập lỗ để lắp trục.

Trục mang Rotor quay trong lòng Stator có thể được cấu tạo từ thép cacbon từ 5 đến 45, trên trục có lõi thép, bạc đạn và quạt gió.

Cấu tạo máy phát điện không đồng bộ 3 pha

Vỏ máy điện không đồng bộ 3 pha là nơi cố định lõi sắt, dây quấn cũng như là nơi ghép nối nắp hay gối đỡ trục. Vỏ máy làm bằng gang, nhôm hoặc thép tùy thuộc vào loại máy với phương pháp chế tạo từ đúc hàn hoặc rèn. Có hai kiểu vỏ máy là vỏ máy có gân tản nhiệt trên bề mặt và vỏ máy có bề mặt ngoài nhẵn.
Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ 3 pha
Hãy xem xét, nguồn xoay chiều được kết nối với các cực stato của máy phát không đồng bộ. Từ trường quay sinh ra trong stato kéo roto chạy phía sau.

Bây giờ, nếu roto được tăng tốc độ đồng bộ bằng một động cơ chính, độ trượt sẽ bằng không. Do đó, momen xoắn thực sẽ bằng không. Dòng điện rôto sẽ trở thành 0 khi rôto chạy ở tốc độ đồng bộ.

Dòng điện roto quay với tốc độ lớn hơn tốc độ đồng bộ, thì độ trượt trở thành âm. Các dây dẫn roto cắt từ trường stato nên dòng điện roto được tạo ra theo chiều ngược lại.

Nguyên lý hoạt động máy phát điện không đồng bộ

Dòng điện roto được tạo ra này sẽ tạo ra một từ trường quay trong roto. Từ trường này đẩy lên từ trường stato. Điều này gây ra điện áp stato đẩy dòng điện chạy ra khỏi cuộn dây stato so với điện áp đặt. Như vậy, lúc này máy đang hoạt động như một máy phát điện không đồng bộ.

Máy điện không đồng bộ không phải là máy tự kích từ. Vì vậy, khi chạy như máy phát điện, máy lấy công suất phản kháng từ đường dây điện xoay chiều và cấp nguồn điện hoạt động trở lại đường dây. Công suất phản kháng là cần thiết để tạo ra từ trường quay. Công suất hoạt động được cung cấp trở lại trong đường dây tỷ lệ với độ trượt trên tốc độ đồng bộ.

Các phương pháp mở máy phát điện không đồng bộ 3 pha

Mômen mở máy của máy phát điện không đồng bộ 3 pha là momen tại thời điểm tốc độ n = 0.

Để mở được máy thì momen mở máy động cơ phải lớn hơn momen cản của tải lúc mở máy. Đồng thời, momen động cơ phải đủ lớn để thời gian mở máy trong phạm vi được cho phép.

Dòng điện mở máy lớn bằng 5-7 lần dòng điện định mức. Lưới điện công suất nhỏ có thể làm điện áp mạng điện bị tụt xuống. Điều này làm ảnh hưởng đến khả năng làm việc của các thiết bị khác. Vì thế, muốn mở máy điện ta phải làm giảm dòng điện mở máy.

Đối với động cơ roto dây quấn: dây quấn roto được nối với biến trở mở máy. Do đó để giảm dòng điện, đầu tiên ta để biến trở lớn nhất, sau đó giảm dần về không.

Đối với động cơ lồng sóc có thể áp dụng các phương pháp sau:

– Mở máy trực tiếp: đóng trực tiếp động cơ điện vào lưới điện. Dùng khi công suất nguồn điện lớn hơn nhiều so với công suất động cơ.
– Giảm điện áp stato khi mở máy
– Dùng điện kháng nối tiếp vào mạch stato
– Dùng máy biến áp tự ngẫu

Ứng dụng của máy phát điện không đồng bộ 3 pha

Máy phát điện không đồng bộ 3 pha thường ít được sử dụng trong đời sống hằng ngày. Nguyên nhân là do đặc tính làm việc của máy không tốt. Hiện nay, máy phát điện được ứng dụng rộng rãi nhất và cho hiệu suất làm việc cao chính là máy phát điện xoay chiều.

Nếu máy phát điện không đồng bộ không được săn đón thì động cơ không đồng bộ lại được ứng dụng rộng rãi. Bộ phận này được chế tạo đơn giản, giá thành rẻ, vận hành đơn giản, hiệu suất làm việc cao và đặc biệt gần như không cần bảo trì máy. Chính vì những sự tiện lợi đó mà động cơ không đồng bộ 3 pha cho độ tin cậy cao.

Động cơ không đồng bộ đáp ứng được tối đa yêu cầu điều chỉnh tốc độ. Dãy công suất của chúng khá rộng, trải dài từ vài W đến hàng nghìn KW. Trên thị trường hiện nay hầu hết là động cơ ba pha, chỉ có một sống dòng 1 pha là có công suất động cơ nhỏ.

Trên đây là kiến thức tổng quan về máy phát điện không đồng bộ 3 pha. Nó sẽ giúp bạn hiểu hơn về máy phát điện và sử dụng đúng mục đích hiệu quả nhất.

4.5/5 – (2 bình chọn)