Language
Country/Area
No result found
Bạn đã bao giờ nghe nói về sự biến đổi kỳ diệu của động cơ cảm ứng chưa? Làm thế nào nó có thể chuyển đổi tự do giữa việc tạo ra điện và năng lượng điện?
Động cơ cảm ứng hay còn gọi là máy phát điện không đồng bộ là máy phát điện xoay chiều (AC) sử dụng nguyên lý của động cơ cảm ứng để tạo ra điện. Nguyên lý hoạt động của máy phát điện này rất độc đáo. Tốc độ cánh quạt của nó phải vượt quá tốc độ đồng bộ để tạo ra điện. Nói một cách đơn giản, một động cơ cảm ứng xoay chiều thông thường có thể được sử dụng làm máy phát điện mà không cần bất kỳ sửa đổi nào bên trong.
Máy phát điện cảm ứng có thiết kế tương đối đơn giản nên được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy thủy điện nhỏ, tua-bin gió hoặc để giảm luồng khí có áp suất cao xuống áp suất thấp.
Hoạt động của máy phát cảm ứng dựa trên một khái niệm cốt lõi: khi tốc độ rôto vượt quá tốc độ đồng bộ, máy phát cảm ứng bắt đầu tạo ra dòng điện. Sự khác biệt về tốc độ này được gọi là "trượt" và nó thường được biểu thị bằng phần trăm tốc độ đồng bộ. Khi máy phát điện này chạy ở tốc độ thích hợp, nó có thể cung cấp một lượng điện hữu ích.
Cách thức hoạt động
Hoạt động cốt lõi của máy phát điện cảm ứng là khi rôto của nó được dẫn động cơ học nhanh hơn tốc độ đồng bộ, nó sẽ tạo ra dòng điện. Lấy động cơ bốn cực làm ví dụ, động cơ này có tốc độ đồng bộ 1800 vòng/phút dưới nguồn điện 60 Hz. Và 450 Hz là 1500 vòng quay mỗi phút. Khi rôto chạy ở tốc độ 1450 vòng/phút, độ trượt của nó là +3,3% so với tốc độ đồng bộ 1500 vòng/phút. Trạng thái vận hành như vậy làm cho từ trường stato của động cơ tạo ra dòng điện và tiếp tục dẫn động rôto.
Khi tốc độ rôto tăng lên trên tốc độ đồng bộ, máy phát điện có thể cung cấp năng lượng thực tế cho hệ thống điện, một quá trình phụ thuộc nhiều vào nguồn truyền động bên ngoài, chẳng hạn như tua bin hoặc động cơ.
Kích thích nhu cầu
Cả động cơ cảm ứng và máy phát điện đều cần nguồn điện bên ngoài để kích thích cuộn dây stato nhằm tạo ra từ trường quay. Điều này dẫn dòng điện qua rôto cảm ứng, cho phép máy phát điện hoạt động bình thường. Dù ở chế độ phát điện hay ở dạng động cơ, máy cảm ứng đều tiêu thụ công suất phản kháng nên nguồn kích thích bên ngoài là không thể thiếu.
Điện tác dụng và điện phản kháng
Công suất tác dụng của máy phát điện cảm ứng có liên quan chặt chẽ đến độ trượt. Khi tốc độ rôto tăng trên 1800 vòng/phút hoặc thậm chí 1860 vòng/phút, máy phát có thể phát ra toàn bộ công suất. Nếu nguồn hoạt động không cung cấp đủ động lực, RPM sẽ duy trì ở một điểm nào đó trong phạm vi này.
Giới hạn của máy phát cảm ứng bị giới hạn bởi dòng điện định mức của cuộn dây máy phát và nhu cầu công suất phản kháng của máy phát cũng sẽ khác nhau trong các điều kiện khác nhau.
Kết nối với lưới điện và các hệ thống độc lập
Máy phát điện cảm ứng yêu cầu tụ điện để cung cấp công suất phản kháng cần thiết khi kết nối với hệ thống phát điện độc lập. Khi kết nối với lưới điện, nó nhận được công suất phản kháng từ lưới điện để duy trì không gian điện từ cần thiết. Đối với hệ thống nối lưới, tần số và điện áp sẽ thay đổi tùy theo kích thước của lưới, hoạt động đơn giản hơn so với hệ thống độc lập.
Phạm vi ứng dụng
Máy phát điện cảm ứng được ưa chuộng nhờ khả năng sản xuất điện thực tế ở các tốc độ quay khác nhau, đặc biệt là trong lắp đặt hệ thống gió và thủy điện vi mô. Cấu trúc cơ khí của loại máy phát điện này đơn giản và bền bỉ, không cần chổi than hay cổ góp nên yêu cầu bảo trì thấp.
Mặc dù máy phát điện cảm ứng có tiềm năng ứng dụng đa dạng nhưng không thể bỏ qua những nhược điểm, đặc biệt khi phụ tải quá cao, hệ thống sẽ không thể tiếp tục phát điện.
Ví dụ
Lấy ví dụ về động cơ cảm ứng ba pha 440 vôn, công suất 10 mã lực, tốc độ 1760 vòng/phút, dòng điện đầy tải của nó là 10 ampe, do đó điện dung cần thiết để khởi động động cơ này là 1523 VAR mỗi pha. Tuy nhiên, nếu tải quá lớn thì phải giãn nở tụ điện để đảm bảo máy phát hoạt động bình thường.
Với việc thúc đẩy công nghệ năng lượng tái tạo, tiềm năng ứng dụng động cơ cảm ứng và nhu cầu thay đổi thể hiện những cơ hội và thách thức cho sự phát triển trong tương lai của nó. Và làm thế nào công nghệ này được sử dụng và phát triển một cách linh hoạt cuối cùng có thể trở thành yếu tố then chốt trong việc cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng của chúng ta. Liệu điều này có truyền cảm hứng cho nhiều đổi mới hơn không?
