Máy phát điện 1 chiều là gì? cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Máy phát điện 1 chiều là gì?
Máy phát điện 1 chiều hay máy phát điện DC là thiết bị tạo ra dòng điện đơn hướng của các hạt điện tích electron dựa trên định luật cảm ứng điện từ.
Máy phát điện một chiều được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực về công nghiệp, xây dựng. Tại hộ gia đình dòng máy này được sử để sạc ắc quy, điện thoại, thắp sáng bóng đèn hay sử dụng có các thiết bị điện khác.
Cấu tạo máy phát điện 1 chiều
Cấu tạo của máy phát điện 1 chiều bao gồm 2 bộ phận chính: Stato (phần tĩnh) và Roto (phần động). Ngoài ra còn có thêm một số bộ phận nhỏ đi kèm như cổ góp, chổi than.
Stato (Phần cảm)
Bộ phận này thường được đứng yên và bao quanh bởi hệ thống nam châm điện. Nó có vai trò tạo ra từ tường thông của máy để tạo ra hiện tượng cảm ứng điện từ và sinh điện.
Roto (Phần ứng)
Bộ phận chuyển động được đặt bên trong Stator. Được làm từ cuộn dây kín, kết nối với với cổ góp và chổi than để dẫn nguồn điện ra ngoài
Cổ góp
Cổ góp gồm các phiến góp bằng đồng được phép cách điện, có dạng hình trụ và được gắn ở đầu trục roto. Các đầu dây của phần từ dây quấn roto nối với phiến góp.
Chổi than
Chổi than làm bằng than graphit, các chổi than được tì chặt lên cổ góp nhờ lò xo.
Nguyên lý hoạt động máy phát điện 1 chiều
Máy phát điện 1 chiều có nguyên lý hoạt động dựa trên định luật cảm ứng điện từ Faraday. Có nghĩa là khi cuộn dây được đặt trong một từ trường không ổn định. Khi đó trên cuộn dây phần ứng sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng và tạo ra dòng điện. Độ lớn và chiều của dòng điện sẽ phụ thuộc vào số vòng của cuộn cảm.
Chổi than và cổ góp đóng vai trò như là bộ chỉnh lưu dòng điện
Định luật cảm ứng Faraday là định luật cơ bản trong điện từ, cho biết từ trường tương tác với một mạch điện để tạo ra sức điện động (EMF) – một hiện tượng gọi là cảm ứng điện từ. Đó là nguyên lý hoạt động cơ bản của máy biến áp, cuộn cảm, các loại động cơ điện, máy phát điện và nam châm điện.
Phân loại máy phát điện 1 chiều
Máy phát điện 1 chiều thường được chia thành 4 phân loại chính, dựa vào phương pháp kích từ cho máy.
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập
Dòng điện kích từ của máy lấy từ nguồn điện 1 chiều bên ngoài, không liên hệ với phần ứng của máy. Do đó có thể chủ động được dòng kích từ để động cơ làm việc theo quy trình đã được chuẩn bị trước.
Động cơ điện một chiều kích từ song song (tự kích từ)
Để nhận được điện áp định mức khi máy khởi động thì cuộn dây kích từ cần phải được nối song song với mạch phần ứng. Khi đó momen của động cơ sẽ được tăng tuyến tính với dòng điện, còn tốc độ gần như không đổi theo phụ tải.
Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp
Cuộn dây kích từ được nối với dây quấn qua chổi than và cổ góp điện. Số vòng quấn cuộn dây kích từ phải ít và quấn bằng dây lớn khi dòng điện qua cuộn dây kích từ bằng dòng điện phần ứng. Do đó khi dòng điện phụ tải thay đổi dẫn đến tốc độ của động cơ cũng thay đổi theo. Tải nặng thì tốc độ giảm và ngược lại.
Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp
Đây là sự kết hợp đặc biệt giữa thi công cơ điện 1 chiều kích từ song song và nối tiếp. Phần cảm của dòng máy này có 2 cuộn dây:
- Cuộn kích từ song song quấn bằng dây nhỏ, nhiều vòng và nối song song với phần ứng.
- Cuộn kích từ nối tiếp quấn bằng dây to, ít vòng, đấu nối tiếp với phần ứng. Những máy lớn có thêm cuộn dây bù cũng đấu nối tiếp với phần ứng.
Ưu và nhược điểm của máy phát điện một chiều
Ưu điểm máy phát điện một chiều
Máy phát điện 1 chiều được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đa dạng như sử dụng làm động cơ điện, sạc các thiết bị điện…
Ngoài ra mạch điều khiển đơn giản, dễ dàng điều chỉnh tốc độ và khả năng tải. Nếu như các dòng máy phát phát điện xoay chiều cần trang bị thêm bộ biến tần inverter với chi phí cao. Động cơ điện 1 chiều đem lại mức độ chính xác, cấu trúc mạch với độ ổn định cao hơn.
Nhược điểm máy phát điện 1 chiều
Tuy có nhiều ưu điểm kể trên, tuy nhiên máy phát điện một chiều gặp không ít nhược điểm như cấu tạo của động cơ điện một chiều sử dụng cổ góp – chổi than. Do đó vận hành kém và không đảm bảo độ an toàn trong môi trường rung chấn, dễ cháy nổ.
Kết luận
Hy vong qua bài viết tổng hợp về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm của máy phát điện 1 chiều được chúng tôi đề cập ở trên. Nếu bạn còn điều thắc mắc cần được giải đáp, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua hotline 0969.002.382 để được hỗ trợ nhé
