Language
Country/Area
No result found
Sức mạnh tiềm ẩn trong rô-to động cơ: Tại sao máy phát điện hiện đại không sử dụng chổi than?
Khi công nghệ tiến bộ, thiết kế và vận hành máy phát điện cũng ngày càng phát triển. Sự thay đổi từ máy phát điện đầu tiên sử dụng chổi than sang công nghệ không chổi than ngày càng phổ biến hiện nay không chỉ cải thiện hiệu suất máy phát điện mà còn giảm chi phí bảo trì. Nhiều độc giả có thể tò mò về lý do tại sao máy phát điện hiện đại không dựa vào chổi than. Những cải tiến công nghệ nào ẩn sau điều này?
Sự kích thích trong điện từ
Trong điện từ học, sự kích thích là quá trình tạo ra từ trường bằng dòng điện. Máy phát điện hoặc động cơ bao gồm một rôto quay trong từ trường. Từ trường có thể được tạo ra bởi nam châm vĩnh cửu hoặc cuộn dây điện trường. Đối với các máy sử dụng cuộn dây điện trường, dòng điện phải chạy qua các cuộn dây để tạo ra (kích thích) từ trường, nếu không rôto không thể truyền tải điện năng.
Cuộn dây điện trường cung cấp hình thức điều chỉnh từ thông linh hoạt nhất, nhưng chúng tiêu thụ dòng điện.
Sự kích thích trong máy phát điện
Đối với nhiều máy phát điện lớn, phải tạo ra dòng điện trước khi máy phát điện có thể tạo ra điện. Mặc dù một số đầu ra của máy phát điện có thể được sử dụng để duy trì từ trường sau khi khởi động, nhưng vẫn cần có nguồn điện bên ngoài trong quá trình khởi động. Việc kiểm soát từ trường rất quan trọng vì điều này sẽ duy trì điện áp trong hệ thống.
Nguyên lý khuếch đại
Ngoại trừ máy phát điện nam châm vĩnh cửu, điện áp đầu ra của máy phát điện tỷ lệ thuận với từ thông. Tổng từ thông bao gồm từ hóa của cấu trúc và từ trường sinh ra bởi dòng điện kích thích. Nếu không có dòng điện kích thích, từ thông rất nhỏ và điện áp phần ứng gần như bằng không. Bằng cách kiểm soát dòng điện từ trường, điện áp của hệ thống phát điện có thể được điều chỉnh để loại bỏ tình trạng sụt áp do tăng dòng điện phần ứng.
Máy phát điện có thể được xem như một bộ khuếch đại dòng điện sang điện áp.
Sử dụng các động cơ độc lập
Đối với máy phát điện lớn, thông lệ thường là sử dụng máy phát điện kích từ riêng được kết nối song song với máy phát điện chính. Đây là máy phát điện nhỏ chạy bằng nam châm vĩnh cửu hoặc pin được thiết kế để cung cấp dòng điện cần thiết cho máy phát điện lớn hơn.
Kỷ nguyên mới của động lực tự thân
Máy phát điện hiện đại thường là loại tự kích thích, nghĩa là một phần công suất đầu ra của rôto được sử dụng để dẫn động các cuộn dây điện trường. Khi máy phát điện tắt, lõi rôto sẽ giữ lại một lượng từ tính dư nhất định. Khi khởi động máy phát điện, không kết nối bất kỳ tải nào trước. Khi đó, từ trường yếu ban đầu của nó sẽ tạo ra dòng điện yếu trong cuộn dây rôto, do đó tăng cường từ trường và cuối cùng tạo ra điện áp mạnh.
Khởi động và các biến thể khác
Máy phát điện tự kích từ phải được khởi động mà không cần tải bên ngoài. Có nhiều loại thiết kế tự kích từ khác nhau, từ thiết kế phân luồng đơn giản sử dụng năng lượng từ cuộn dây chính đến hệ thống tăng áp kích từ cung cấp năng lượng tăng tạm thời để ứng phó với những thay đổi tải.
Khi từ tính còn lại của máy phát điện không đủ để đạt được điện áp đầy đủ, thường có phương án cung cấp dòng điện từ nguồn khác.
Sự trỗi dậy của động cơ không chổi than
Công nghệ kích từ không chổi than cho phép tạo ra từ thông trong động cơ mà không cần chổi than. Công nghệ này, được phát triển từ những tiến bộ trong công nghệ bán dẫn, sử dụng bộ chỉnh lưu quay để thu thập điện áp AC cảm ứng trên trục của máy đồng bộ và chỉnh lưu để cung cấp cho cuộn dây từ trường của máy phát điện. Mặc dù kích thích không chổi than trước đây có nhược điểm là không điều chỉnh được thông lượng nhanh, nhưng điều này đang được cải thiện khi có các giải pháp mới.
Tương lai của công nghệ
Công nghệ không chổi than ngày nay tinh vi hơn, sử dụng truyền thông không dây hiệu suất cao để kiểm soát hoàn toàn từ trường, chẳng hạn như bộ chỉnh lưu thyristor và giao diện chuyển mạch, giúp hoạt động của máy phát điện linh hoạt và hiệu quả hơn.
Khi công nghệ tiếp tục phát triển, liệu máy phát điện có thể loại bỏ hoàn toàn chổi than hay không vẫn là một vấn đề đầy thách thức. Những công nghệ mới nào sẽ xuất hiện trong tương lai để giải quyết những thách thức này?
