MÁY PHÁT ĐIỆN 

Máy phát điện là thiết bị hữu ích cung cấp năng lượng điện trong thời gian mất điện và ngăn chặn các hoạt động hàng ngày hoặc gián đoạn hoạt động kinh doanh. Máy phát điện có sẵn trong các cấu hình điện và vật lý khác nhau để sử dụng trong các ứng dụng khác nhau. Trong các phần sau, chúng ta sẽ xem xét cách thức hoạt động của máy phát điện, các thành phần chính của máy phát điện và cách máy phát hoạt động như một nguồn năng lượng thứ cấp trong các ứng dụng dân dụng và công nghiệp.

Làm thế nào để một máy phát điện làm việc?

Máy phát điện là một thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ học thu được từ nguồn bên ngoài thành năng lượng điện làm đầu ra.Điều quan trọng là phải hiểu rằng một máy phát  không thực sự “tạo ra” năng lượng điện. Thay vào đó, nó sử dụng năng lượng cơ học cung cấp cho nó để buộc chuyển động của các điện tích có trong dây quấn của nó thông qua một mạch điện bên ngoài. Dòng điện tích này tạo thành dòng điện đầu ra do máy phát cung cấp. Cơ chế này có thể được hiểu bằng cách xem xét máy phát điện tương tự như máy bơm nước, gây ra dòng chảy của nước nhưng không thực sự ‘tạo ra’ nước chảy qua nó.
Máy phát điện hiện đại hoạt động theo nguyên tắc cảm ứng điện từ. Được phát hiện bởi Michael Faraday vào năm 1831-32. Faraday phát hiện ra rằng dòng điện tích trên có thể được tạo ra bằng cách di chuyển một dây dẫn điện. Chẳng hạn như dây có chứa điện tích, trong từ trường. Chuyển động này tạo ra sự chênh lệch điện áp giữa hai đầu của dây dẫn hoặc dây dẫn điện. Từ đó làm cho các điện tích chảy, do đó tạo ra dòng điện.

Cấu tạo chính của máy phát điện là gì ?

Các thành phần chính của máy phát điện có thể được phân loại rộng rãi như sau:

• Động cơ
• Máy phát điện
• Hệ thống nhiên liệu
• Bộ điều chỉnh điện áp
• Hệ thống làm mát và xả
• Hệ thống bôi trơn
• Sạc pin
• Bảng điều khiển
• Hội / Khung chính

Một mô tả về các thành phần chính của một máy phát điện được đưa ra dưới đây.

 Động cơ        

Động cơ là nguồn năng lượng cơ học đầu vào cho máy phát. Kích thước của động cơ tỷ lệ thuận với công suất tối đa mà máy phát có thể cung cấp. Có một số yếu tố mà bạn cần lưu ý trong khi đánh giá động cơ của máy phát điện. Nhà sản xuất động cơ nên được tư vấn để có được thông số kỹ thuật vận hành động cơ đầy đủ và lịch trình bảo trì.

Loại nhiên liệu được sử dụng

– Động cơ  hoạt động trên nhiều loại nhiên liệu. Như diesel, xăng, propan (ở dạng hóa lỏng hoặc khí) hoặc khí tự nhiên. Động cơ nhỏ hơn thường hoạt động bằng xăng trong khi động cơ lớn hơn chạy bằng diesel, propan lỏng, khí propan hoặc khí tự nhiên. Một số động cơ cũng có thể hoạt động trên một nguồn cấp dữ liệu kép của cả động cơ diesel và gas ở chế độ vận hành nhiên liệu sinh học.

Động cơ trên van (OHV)

Động cơ so với Động cơ không OHV. Động cơ OHV khác với các động cơ khác ở chỗ van nạp và xả của động cơ được đặt trong đầu xi lanh của động cơ thay vì được gắn trên khối động cơ. Động cơ OHV có một số lợi thế so với các động cơ khác như:

• Thiết kế nhỏ gọn
  • Cơ chế hoạt động đơn giản
  • Độ bền • Thân
  thiện với người dùng trong hoạt động
  • Độ ồn thấp trong quá trình vận hành
  • Mức phát thải thấp

Tuy nhiên, động cơ OHV cũng đắt hơn các động cơ khác.

Ống bọc gang (CIS) trong xi lanh động cơ.

CIS là lớp lót trong xi lanh của động cơ. Nó làm giảm hao mòn, và đảm bảo độ bền của động cơ. Hầu hết các động cơ OHV đều được trang bị CIS nhưng điều cần thiết là kiểm tra tính năng này trong động cơ của máy phát điện. CIS không phải là một tính năng đắt tiền. Nhưng nó đóng một vai trò quan trọng đối với độ bền của động cơ, đặc biệt nếu bạn cần sử dụng máy phát điện thường xuyên hoặc trong thời gian dài.
 

Đầu phát điện

Máy phát điện, còn được gọi là ‘genhead’. Là một phần của máy phát tạo ra đầu ra điện từ đầu vào cơ học được cung cấp bởi động cơ. Nó chứa một tập hợp các bộ phận đứng yên và di chuyển được bọc trong một nhà ở. Các thành phần làm việc cùng nhau để gây ra chuyển động tương đối giữa từ trường và điện trường, từ đó tạo ra điện.

Stator

– Đây là thành phần đứng yên. Nó chứa một tập hợp các dây dẫn điện quấn trong cuộn dây trên lõi sắt.

Rôto / Phần ứng

– Đây là thành phần chuyển động tạo ra từ trường quay theo bất kỳ một trong ba cách sau:

(i) Bằng cảm ứng  – Chúng được gọi là máy phát điện không chổi than và thường được sử dụng trong các máy phát lớn.
(ii) Bằng nam châm vĩnh cửu – Điều này phổ biến trong các đơn vị phát điện nhỏ.

(iii) Bằng cách sử dụng một exciter.

• Một exciter là một nguồn nhỏ của dòng điện trực tiếp (DC) cung cấp năng lượng cho rôto thông qua một tổ hợp gồm các vòng trượt và chổi quét.
• Rôto tạo ra một từ trường chuyển động xung quanh stato, tạo ra sự chênh lệch điện áp giữa các cuộn dây của stato. Điều này tạo ra đầu ra dòng điện xoay chiều (AC) của máy phát.

Sau đây là các yếu tố bạn cần lưu ý trong khi đánh giá  phát điện của máy phát điện:

• Vỏ kim loại so với nhựa. Thiết kế hoàn toàn bằng kim loại đảm bảo độ bền của máy phát điện. Vỏ nhựa bị biến dạng theo thời gian. Làm cho các bộ phận chuyển động của máy phát điện bị lộ. Điều này làm tăng hao mòn và quan trọng hơn, là nguy hiểm cho người dùng.
• Vòng bi so với Vòng bi kim – Vòng bi được ưa thích và tồn tại lâu hơn.
• Thiết kế không chổi than – Một máy phát điện không sử dụng bàn chải đòi hỏi ít bảo trì hơn và cũng tạo ra năng lượng sạch hơn.

 

Hệ thống nhiên liệu

Bình xăng thường có công suất đủ để giữ cho máy phát hoạt động trung bình từ 6 đến 8 giờ. Trong trường hợp các tổ máy phát nhỏ. Bình nhiên liệu là một phần của đế trượt của máy phát hoặc được gắn trên đỉnh của khung máy phát. Đối với các ứng dụng thương mại, có thể cần phải lắp đặt và lắp đặt bình nhiên liệu bên ngoài. Tất cả các cài đặt như vậy phải được sự chấp thuận của Phòng Kế hoạch Thành phố. Nhấp vào liên kết sau để biết thêm chi tiết về bình nhiên liệu cho máy phát điện .

Các đặc điểm chung của hệ thống nhiên liệu bao gồm:

 

•  Kết nối đường ống từ bình nhiên liệu đến động cơ – Đường cung cấp nhiên liệu từ bình đến động cơ và đường hồi lưu dẫn nhiên liệu từ động cơ đến bình.

• Ống thông gió cho bình nhiên liệu – Bình nhiên liệu có một ống thông gió để ngăn ngừa sự tích tụ áp suất hoặc chân không trong quá trình nạp lại và thoát nước của bình. Khi bạn đổ đầy bình xăng, đảm bảo tiếp xúc kim loại với kim loại giữa vòi phun và bình nhiên liệu để tránh tia lửa.
• Kết nối tràn từ bình nhiên liệu đến ống xả – Điều này là bắt buộc để bất kỳ sự tràn nào trong quá trình nạp lại bình không gây ra sự cố tràn chất lỏng trên bộ máy phát.
• Bơm nhiên liệu – Điều này chuyển nhiên liệu từ bể chứa chính sang bể chứa ngày. Bơm nhiên liệu thường hoạt động bằng điện.
• Bộ tách nước / Bộ lọc nhiên liệu – Điều này tách nước và chất lạ ra khỏi nhiên liệu lỏng để bảo vệ các thành phần khác của máy phát điện khỏi bị ăn mòn và nhiễm bẩn.
• Vòi phun nhiên liệu – Điều này nguyên tử hóa nhiên liệu lỏng và phun lượng nhiên liệu cần thiết vào buồng đốt của động cơ.

Bộ điều chỉnh điện áp Đúng;

như tên gọi, thành phần này điều chỉnh điện áp đầu ra của máy phát. Cơ chế được mô tả dưới đây chống lại từng thành phần đóng vai trò trong quá trình điều chỉnh điện áp theo chu kỳ.

Bộ điều chỉnh điện áp:

Chuyển đổi điện áp xoay chiều thành dòng điện một chiều – Bộ điều chỉnh điện áp chiếm một phần nhỏ trong đầu ra của điện áp AC của máy phát và chuyển đổi nó thành dòng điện một chiều. Bộ điều chỉnh điện áp sau đó cung cấp dòng điện một chiều này cho một bộ cuộn dây thứ cấp trong stato, được gọi là cuộn dây exciter.

Cuộn dây Exciter:

Chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều.Hiện tại cuộn dây kích thích có chức năng tương tự như cuộn dây stato chính và tạo ra dòng điện xoay chiều nhỏ. Các cuộn dây exciter được kết nối với các đơn vị được gọi là chỉnh lưu quay.

Bộ chỉnh lưu xoay:

• Chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều
•  Chúng điều chỉnh dòng điện xoay chiều được tạo ra bởi cuộn dây kích thích và chuyển đổi nó thành dòng điện một chiều.
• Dòng điện một chiều này được đưa đến rôto / phần ứng để tạo ra trường điện từ bên cạnh từ trường quay của rôto / phần ứng.
• Chu kỳ này tiếp tục cho đến khi máy phát bắt đầu tạo ra điện áp đầu ra tương đương với công suất hoạt động đầy đủ của nó. Khi đầu ra của máy phát tăng lên. Bộ điều chỉnh điện áp tạo ra dòng điện một chiều ít hơn. Khi máy phát đạt đến công suất hoạt động đầy đủ. Bộ điều chỉnh điện áp đạt trạng thái cân bằng và tạo ra dòng điện DC vừa đủ để duy trì đầu ra của máy phát.

Khi bạn thêm tải vào máy phát, điện áp đầu ra của nó giảm xuống một chút. Điều này nhắc nhở bộ điều chỉnh điện áp hoạt động và chu trình trên bắt đầu. Chu kỳ tiếp tục cho đến khi đầu ra máy phát tăng lên đến công suất hoạt động ban đầu.

Hệ thống làm mát & xả khí
  Việc sử dụng máy phát liên tục khiến các bộ phận khác nhau của nó bị nóng lên. Điều cần thiết là phải có một hệ thống làm mát và thông gió để rút nhiệt được tạo ra trong quy trình.

Hệ thống làm mát

• Nước thô / nước ngọt đôi khi được sử dụng làm chất làm mát cho máy phát , nhưng hầu hết chỉ giới hạn trong các trường hợp cụ thể như máy phát điện nhỏ trong các ứng dụng của thành phố hoặc các đơn vị rất lớn trên 2250 kW trở lên.
• Hydrogen đôi khi được sử dụng làm chất làm mát cho cuộn dây stato của các tổ máy phát lớn vì nó hiệu quả hơn trong việc hấp thụ nhiệt so với các chất làm mát khác. Hydrogen loại bỏ nhiệt từ máy phát  và chuyển nó qua bộ trao đổi nhiệt vào mạch làm mát thứ cấp có chứa nước khử khoáng làm chất làm mát. Đây là lý do tại sao may phat dien rất lớn và các nhà máy điện nhỏ thường có tháp giải nhiệt lớn bên cạnh. Đối với tất cả các ứng dụng phổ biến khác, cả dân dụng và công nghiệp, một bộ tản nhiệt và quạt tiêu chuẩn được gắn trên máy phát  và hoạt động như hệ thống làm mát chính.
• Điều cần thiết là kiểm tra mức độ làm mát của máy phát điện hàng ngày.
• Hệ thống làm mát và bơm nước thô phải được rửa sạch sau mỗi 600 giờ.
• bộ trao đổi nhiệt nên được làm sạch sau mỗi 2.400 giờ hoạt động của máy phát.
• Máy phát điện nên được đặt trong một khu vực mở và thông gió có đủ không khí trong lành.
• Bộ luật điện quốc gia (NEC) quy định rằng không gian tối thiểu 3 feet phải được phép ở tất cả các phía của máy phát để đảm bảo luồng không khí làm mát tự do.

 

Hệ thống xả Khói thải

• Hệ thống xã khói ra từ máy phát điện cũng giống như khí thải từ bất kỳ động cơ diesel . Do đó, điều cần thiết là phải lắp đặt một hệ thống xả đầy đủ để xử lý khí thải. Điểm này không thể được nhấn mạnh đủ vì ngộ độc carbon monoxide vẫn là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây tử vong ở các khu vực bị ảnh hưởng sau bão. Vì mọi người có xu hướng thậm chí không nghĩ về nó cho đến khi quá muộn.

• Ống xả thường được làm bằng gang, sắt rèn hoặc thép. Chúng cần được tự do và không được hỗ trợ bởi động cơ của máy phát.
• Ống xả thường được gắn vào động cơ bằng các đầu nối linh hoạt để giảm thiểu rung động và ngăn ngừa thiệt hại cho hệ thống xả của máy phát.
• Ống xả kết thúc ngoài trời và dẫn ra khỏi cửa ra vào, cửa sổ và các lối mở khác vào nhà hoặc tòa nhà.
• Bạn phải đảm bảo rằng hệ thống xả của máy phát điện của bạn không được kết nối với bất kỳ thiết bị nào khác.
• Bạn cũng nên tham khảo pháp lệnh của thành phố địa phương. Để xác định xem liệu hoạt động của máy phát điện của bạn có cần phải được sự chấp thuận của chính quyền địa phương.  Đảm bảo bạn tuân thủ luật pháp địa phương để bảo vệ chống lại tiền phạt và các hình phạt khác.

Hệ thống bôi trơn

Vì máy phát  bao gồm các bộ phận chuyển động trong động cơ của nó. Nó đòi hỏi phải bôi trơn để đảm bảo độ bền và hoạt động trơn tru trong một thời gian dài.
Động cơ của máy phát điện được bôi trơn bằng dầu được lưu trữ trong máy bơm. Bạn nên kiểm tra mức dầu bôi trơn cứ sau 8 giờ vận hành máy phát điện.
Bạn cũng nên kiểm tra xem có rò rỉ dầu nhờn nào không và thay dầu bôi trơn cứ sau 500 giờ vận hành máy phát điện.

Pin sạc

Các st e chức năng nghệ thuật của một máy phát  là hoạt động bằng pin. Bộ sạc pin giữ cho pin máy phát được sạc bằng cách cung cấp cho nó một điện áp ‘phao’ chính xác. Nếu điện áp phao rất thấp, pin sẽ vẫn được sạc đầy. Nếu điện áp phao rất cao, nó sẽ rút ngắn tuổi thọ của pin. Bộ sạc pin thường được làm bằng thép không gỉ để chống ăn mòn. Chúng cũng hoàn toàn tự động và không yêu cầu bất kỳ điều chỉnh nào được thực hiện . Điện áp đầu ra DC của bộ sạc pin được đặt ở mức 2,33 Vol mỗi tế bào, đây là điện áp nổi chính xác cho pin axit chì. Bộ sạc pin có đầu ra điện áp DC bị cô lập gây cản trở hoạt động bình thường của máy phát.

Bảng điều khiển máy phát điện

Đây là giao diện người dùng của may phat dien và chứa các quy định cho các ổ cắm và điều khiển điện. Bài viết sau đây cung cấp thêm chi tiết về bảng điều khiển máy phát. Các nhà sản xuất khác nhau có các tính năng khác nhau để cung cấp trong bảng điều khiển của đơn vị của họ. Một số trong số này được đề cập dưới đây.

Khởi động và tắt điện:

 Bảng điều khiển tự động khởi động. khởi động máy phát điện của bạn khi mất điện, giám sát máy phát khi đang hoạt động và tự động tắt thiết bị khi không còn cần thiết.

Đồng hồ đo động cơ

Các đồng hồ đo khác nhau cho biết các thông số quan trọng như áp suất dầu. Nhiệt độ chất làm mát, điện áp pin, tốc độ quay của động cơ và thời gian hoạt động. Đo lường và giám sát liên tục các tham số này cho phép tắt máy phát tích hợp khi bất kỳ trong số này vượt qua các ngưỡng ngưỡng tương ứng của chúng.

Đồng hồ đo máy phát

– Bảng điều khiển cũng có đồng hồ đo để đo dòng điện và điện áp đầu ra và tần số hoạt động.

Các điều khiển khác

– Công tắc chọn pha, công tắc tần số và công tắc điều khiển động cơ (chế độ thủ công, chế độ tự động) trong số các công cụ khác.