Máy Phát Điện Không Đồng Bộ: Nguyên Lý Và Ứng Dụng

Máy phát điện không đồng bộ là gì và cách thức hoạt động của chúng như thế nào? Máy phát không đồng bộ có gì khác so với máy phát điện đồng bộ?

I. Máy phát điện không đồng bộ là gì?

Máy phát điện không đồng bộ hoặc máy phát điện cảm ứng là một loại dòng điện xoay chiều. Máy phát điện sử dụng các nguyên tắc của động cơ cảm ứng để tạo ra năng lượng điện. Loại máy này hoạt động bằng cách quay roto của chúng một cách cơ học nhanh hơn tốc độ đồng bộ.

Vậy, động cơ cảm ứng là gì, mời bạn đọc tham khảo thêm thông tin bằng cách click tại đây.

Một động cơ cảm ứng xoay chiều thông thường thường được sử dụng như một máy phát điện mà không cần bất kỳ sửa đổi bên trong nào. Máy điện không đồng bộ rất hữu ích trong các ứng dụng như nhà máy thủy điện nhỏ, tuabin gió,…

II. 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 máy phát điện cảm ứng

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.

Một số thông tin về công suất phản kháng mà chúng tôi nghĩ có thể bạn quan tâm. Xem thêm tại đây

III. Máy phát điện không đồng bộ tự kích thích

Rõ ràng, một máy điện cảm ứng cần công suất phản kháng để kích từ. Bất kể nó đang hoạt động như một máy phát điện hay động cơ điện. Khi một máy điện không đồng bộ được nối vào lưới, nó sẽ lấy công suất phản kháng từ lưới điện. Nhưng nếu chúng ta muốn sử dụng máy phát điện cảm ứng để cung cấp cho phụ tải mà không sử dụng nguồn bên ngoài thì sao?

Máy không đồng bộ kích thích

Một khối tụ điện có thể được nối qua các cực của stato để cung cấp công suất phản kháng cho máy điện cũng như tải. Khi roto quay với tốc độ đủ lớn, một điện áp nhỏ được tạo ra trên các cực của stato do từ tính dư. Do điện áp tạo ra nhỏ, dòng điện tụ điện được tạo ra để cung cấp thêm công suất phản kháng cho quá trình từ hóa.

IV. Sự khác biệt giữa máy phát điện đồng bộ và không đồng bộ

Dưới đây là những phân tích của chúng tôi về sự khác nhau giữa hai loại máy này.

Máy phát điện đồng bộ 3 pha

Ưu điểm: Có thể điều chỉnh được hệ số công suất của máy phát điện đồng bộ 3 pha. Việc áp dụng máy phát điện đồng bộ lớn có thể nâng cao hiệu suất vận hành khi không cần điều chỉnh tốc độ.

Nhược điểm: Giá thành cao hơn so với máy phát điện cảm ứng.

Ứng dụng: Máy phát điện đồng bộ được sử dụng chủ yếu trong tổ máy phát điện chạy dầu diesel.

Máy phát điện không đồng bộ 3 pha

Ưu điểm: Máy điện không đồng bộ là máy điện xoay chiều có tỉ số giữa tốc độ của phụ tải và tần số của lưới điện mắc nối tiếp là không đổi. Do đó, nó có ưu điểm là cấu trúc đơn giản, chế tạo, sử dụng và bảo trì thuận tiện, hoạt động đáng tin cậy và giá thành thấp. Máy điện không đồng bộ có hiệu suất hoạt động cao hơn và đặc tính làm việc tốt hơn, có thể đáp ứng yêu cầu truyền tải của hầu hết các máy móc sản xuất công nghiệp và nông nghiệp vì tốc độ gần không đổi trong dải từ không tải đến đầy tải.

Nhược điểm: Đo tốc độ của máy điện không đồng bộ có sự chênh lệch nhất định với tốc độ quay của từ trường nên hiệu suất điều tốc kém. Sẽ tiết kiệm và thuận tiện hơn khi sử dụng máy phát điện một chiều cho máy móc vận chuyển, máy cán, máy công cụ lớn, máy in và nhuộm và làm giấy yêu cầu dải tốc độ rộng và mượt.

Ứng dụng: Máy phát điện cảm ứng được sử dụng trong các nhà máy điện gió và trạm thủy điện nhỏ.

Trên đây là toàn bộ thông tin liên quan đến máy phát điện không đồng bộ. Bạn đọc có thắc mắc và góp ý liên quan đến chủ đề này vui lòng để lại dưới phần nhận xét. Đội ngũ chuyên viên kỹ thuật của chúng tôi sẽ phản hồi ngay lập tức.