Kích từ máy phát điện

26/05/2022

5.0/5 (4 votes)

Chia sẻ

Danh mục

1. Kích từ máy phát điện là gì?
4. Tầm quan trọng của hệ thống kích từ trong máy phát điện

Đầu tiên ta hãy tìm hiểu khái niệm máy phát điện kích từ là gì. Đây là khái niệm của mạch kích thích kết hợp giữa một máy phát đồng bộ và hệ thống chỉnh lưu. Máy phát đồng bộ dùng để kích thích gọi là máy kích thích xoay chiều.

Dòng điện sẽ đi trực tiếp từ phần ứng của máy kích từ, qua bộ chỉnh lưu, vào thẳng Roto mà không qua bất kỳ mối tiếp xúc của vòng nhận điện với chổi than nào và được gọi là hệ thống kích từ không chổi than.

Kích từ máy phát điện

1. Kích từ máy phát điện là gì?

Kích từ máy phát điện còn được gọi là bộ ổn định điện áp AVR cho máy phát điện. Kích từ là quá trình tạo ra từ trường bằng dòng điện thường thấy trong các dòng máy phát điện sử dụng cuộn dây điện từ

Hệ thống kích từ của máy phát điện là hệ thống tạo ra dòng điện một chiều, dòng điện này kích thích thích roto của máy phát điện, tạo ra dòng điện kích từ, là nhân tố thiết yếu giúp máy phát điện tạo ra dòng điện. Ngoài ra dòng điện kích từ còn có tác dụng điều chỉnh điện áp máy phát, điều chỉnh công suất vô công của máy phát điện khi nối vào mạng lưới điện.

Trên thị trường hiện nay có đa dạng kích từ phù hợp với từng loại máy phát điện như: Kích từ xoay chiều, kích từ một chiều, kích từ tĩnh.

1.1 Nguyên lý kích từ máy phát điện

Tùy vào đặc điểm của nguồn cấp điện là chỉnh lưu hay dạng tĩnh nguyên lý điều khiển của mạch để người dùng dễ phân biệt.

a) Hệ thống kích từ 1 chiều

Hệ thống kích từ này sử dụng nguồn điện 1 chiều cho cả quá trình vận hành thiết bị. Dòng điện kích từ được điều khiển bằng cách thay đổi điện áp đầu ra của máy kích thích một chiều. Với những động cơ cỡ nhỏ, chúng thường được kéo trực tiếp cùng trục với hệ thống tua bin máy phát. Ngoài ra chúng ta cũng có thể sử dụng bộ giảm tốc với chức năng tương tự. Đối với những thiết bị công suất lớn hơn thường được kéo bằng một động cơ riêng biệt.

b) Hệ thống kích thích xoay chiều

Hệ thống kích thích xoay chiều là sự kết hợp giữa máy phát đồng bộ và hệ thống chỉnh lưu. Thiết bị này bao gồm một máy phát điện đồng bộ với cấu tạo hai phần cảm và phần ứng là stato và roto. Ngoài ra máy phát điện không tồn tại độc lập mà được kết hợp cùng bộ chỉnh lưu quay được lắp đặt ngay trên trục của thiết bị.

Vì vậy dòng điện kích xuất hiện tại phần ứng của thiết bị, sau đó được chuyển qua bộ chỉnh lưu và tiến thẳng đến roto mà không hề qua bất kỳ mối tiếp xúc, vòng nhận diện với chổi than nào. Chính vì thế mà hệ thống này còn được gọi hệ thống kích từ không chổi than.

c) Hệ thống kích từ tĩnh

Ngoài ra hệ thống kích từ tĩnh cũng là một trong những hệ thống kích từ được sử dụng khá nhiều hiện nay. Khi nhắc đến hệ thống này, chúng ta đang nói đến máy kích từ có sử dụng đồng thời biến áp và bộ chỉnh lưu.

1.2 Kích từ không chổi than

Máy kích điện từ không chổi than được hoạt động từ sự kết hợp của roto, nam châm vĩnh cửu, cuộn dây và vòng bi (bạc đạn).

Trong cấu tạo máy không có chi tiết chổi than nên sự hao mòn do ma sát trong khi hoạt động sẽ không xảy ra.

Các nam châm điện phía trên stato sẽ được làm mát dễ dàng hơn.
Sẽ không có nhiều tiếng ồn và các tia lửa cũng giảm hơn nhiều.
Sử dụng máy tính điều khiển thay vì chổi quét đã giúp cân bằng tốc độ của động cơ điện nên làm cho máy phát không chổi than hiệu quả hơn.
Trong cấu tạo máy có thể bổ sung thêm nhiều nam châm điện để điều khiển được chích xác hơn.
Chính vì không có tiếng ồn nên máy cũng vận hành nhẹ nhàng hơn.
Công suất máy, hiệu suất, khối lượng cao.

4. Tầm quan trọng của hệ thống kích từ trong máy phát điện

Máy phát điện là loại máy động cơ điện lớn nhất sử dụng cuộn dây điện từ. Do đó cần phải cấp dòng điện kích từ cho máy, nếu không máy phát điện không hoạt động được.

Điều quan trọng là phải có nguồn cấp tin cậy. Trong mọi trường hợp, cần kiểm soát được từ trường vì điều này sẽ duy trì điện áp cho hệ thống.

4.1 Các loại kích từ trong máy phát điện:

a) Kích từ rời

Đối với các dòng máy phát điện lớn hoặc máy phát điện đời cũ thường sẽ được nhà sản xuất trang bị một dynamo kích từ riêng vận hành song song với máy phát điện chính. Đây là một dynamo kích từ dùng nam châm vĩnh cửu hoặc ắc quy nhỏ tạo ra dòng điện kích từ cho máy phát điện lớn hơn.

b) Tự kích thích

Các dòng máy phát điện hiện đại có cuộn dây điện từ thường sử dụng nguyên lý tự kích thích. Trong đó một lượng điện năng ở đầu ra của rotor được sử dụng để cấp năng lượng cho cuộn dây điện từ. Máy phải được khởi động trong điều kiện không có bất kỳ phụ tải nào bên ngoài nối tới. Nếu có tải bên ngoài nối vào lúc khởi động sẽ liên tục làm giảm điện áp khởi động và ngăn không cho máy phát điện làm việc đúng định mức của nó.

Nếu máy không có đủ từ dư để kích thích điện áp đạt đến đúng định mức, thường sẽ có một nguồn cấp khác được thực hiện để bơm trực tiếp dòng điện vào rotor.

4.2 Luu ý bảo vệ chống mất kích từ:

Trong quá trình hoạt động máy phát điện có thể xảy ra mất kích từ do hư hỏng trong mạch kích thích, hư hỏng trong hệ thống tự động điều chỉnh điện áp, thao tác sai của nhân viên vận hành... Nếu hở mạch kích thích có thể gây quá điện áp trên cuộn rotor nguy hiểm cho cách điện cuộn dây.

a) Dấu hiệu máy phát điện mất kích từ:

Dòng điện kích từ giảm đột ngột bằng không, công suất vô công âm, công suất hữu công tăng.
Máy phát điện mất đồng bộ ở stato và roto dẫn đến máy phát điện quá tải.

b) Khắc phục tình trạng máy phát điện mất kích từ:

Trường hợp cắt nhầm áp tô mát diệt từ thì chỉ cần đóng lại kích từ
Đối với các trường hợp chưa rõ nguyên nhân thì phải chấm dứt hoạt động của máy. Sau đó tìm điểm đứt mạch, ngắn mạch và khắc phục hoàn toàn thì mới hoạt động máy phát điện lại.