Kích từ máy phát điện là gì? Nguyên lý hoạt động của hệ thống kích từ máy phát điện

Kích từ máy phát điện là một trong những cơ chế giúp vận hành và sửa chữa máy phát điện hiệu quả hơn. Dĩ nhiên để không làm ảnh hưởng đến tuổi thọ cũng như hiệu năng vận hành của thiết bị việc nắm rõ và thao tác đúng cách đặc biệt quan trọng. Bạn đã hiểu rõ về cơ chế kích từ máy phát điện chưa? Tại bài viết dưới đây hãy cùng Yên Phát tìm hiểu rõ hơn về nguyên lý, cách thực hiện cũng như tầm quan trọng của kích từ máy phát điện nhé!

kích từ máy phát điện

Kích từ máy phát điện là gì?

Kích từ máy phát điện là gì? 

Kích từ máy phát điện là một trong những thao tác cần thực hiện để khởi động, sử dụng máy phát điện hiệu quả hơn. Vậy chính xác kích từ máy phát điện là gì? Thao tác này có vai trò như thế nào trong quá trình hoạt động máy?

Về nguyên lý để máy phát điện có thể vận hành hiệu quả cần có một dòng điện giúp kích từ máy phát điện. Qua đó tác động kích thích từ trường của roto để tạo ra dòng điện. Bên cạnh đó dòng điện kích từ còn có tác dụng điều chỉnh điện áp và công suất phản kháng của máy. Do đó, nếu không có dòng điện kích từ, máy phát điện sẽ không thể hoạt động được. Điều quan trọng là cần có nguồn cung cấp tin cậy, giúp duy trì điện áp của hệ thống điện.

Nguyên tắc kích từ máy phát điện

Về cơ bản kích từ máy phát điện vận hành theo nguyên lý khuếch đại từ trường. Hiện nay, loại máy phát điện sử dụng nam châm vĩnh cửu đã không còn thịnh hành như trước kia. Thay vào đó, người ta chuyển sang sử dụng nam châm điện. Đối với những dòng sản phẩm này, điện áp phía đầu phát sẽ tỉ lệ thuận với cường độ dòng kích từ, nếu dòng kích từ nhỏ kéo theo điện áp đầu ra sẽ nhỏ và ngược lại. Do đó, dòng điện kích từ sẽ được sử dụng để kiểm soát điện áp đầu ra của máy.

kích từ

Hình ảnh bộ kích từ máy phát điện

Tùy theo đặc điểm của nguồn cấp điện là dạng tĩnh hay chỉnh lưu mà nguyên lý hoạt động của kích từ sẽ khác nhau:

  • Hệ thống kích từ 1 chiều: sử dụng nguồn điện 1 chiều, điều khiển dòng điện kích từ bằng cách thay đổi điện áp đầu ra của máy kích thích. Đối với những động cơ công suất nhỏ, bộ kích sẽ được kéo trực tiếp cùng với hệ thống tuabin máy phát. Còn đối với những động cơ cỡ lớn sẽ có một động cơ riêng biệt để kéo.
  • Hệ thống kích từ xoay chiều: là sự kết hợp của hệ chỉnh lưu và máy phát đồng bộ. Dòng điện kích sẽ xuất hiện tại phần ứng của thiết bị, chuyển qua bộ chỉnh lưu và truyền đến roto mà không qua một mối tiếp xúc hay vòng nhận diện với chổi than. Do đó đây còn được gọi là hệ thống kích từ không chổi than.
  • Hệ thống kích từ tĩnh: hệ thống kích từ có sử dụng đồng thời bộ chỉnh lưu và biến áp.

Khi sử dụng bộ kích từ máy phát điện, để tránh tình trạng điện áp thay đổi đột ngột dẫn đến hư hỏng thiết bị, người ta thường sử dụng bộ tạo sóng răng cưa phía trong máy phát điện.

cách kích từ máy phát điện

Kích từ máy phát điện vận hành theo nguyên lý khuếch đại từ trường

Kích từ trong máy phát điện có những loại nào?

Để đáp ứng tốt hơn nhu cầu sử dụng của người dùng cũng như hiệu quả vận hành của máy phát điện, các loại kích từ máy phát cũng dần được thiết kế đa dạng hơn. Dưới đây là một số loại phổ biến mà bạn có thể tham khảo!

Kích từ rời

Những dòng máy phát điện lớn hoặc sản phẩm đời cũ sẽ được trang bị một dynamo kích từ riêng. Nó sẽ hoạt động song song với máy phát điện. Đây là dynamo sử dụng nam châm cũng cửu hoặc ắc quy nhỏ.

Kích từ tự kích thích

Đối với những dòng máy phát điện hiện đại, hệ thống thường vận hành theo nguyên lý tự kích thích. Trong đó, điện năng ở đầu ra của roto sẽ cung cấp năng lượng cho cuộn dây điện từ. Tuy nhiên máy phát điện phải được khởi động trong điều kiện không tải.

Trong trường hợp có tải bên ngoài nối vào lúc thiết bị đang khởi động, điện áp khởi động sẽ bị giảm và máy phát điện sẽ không thể  làm việc đúng định mức của nó. Nếu bộ kích từ không sản xuất ra đủ từ dư để kích thích điện áp đạt đến đúng định mức, thường sẽ có một nguồn cấp khác được thực hiện bơm trực tiếp dòng điện vào roto.

bộ kích từ máy phát điện

Các loại máy phát điện đều cần kích từ để hoạt động

Những yêu cầu đối với hệ thống kích từ của máy phát điện

Hệ thống kích từ hoạt động hiệu quả cần duy trì được mức điện áp, đồng thời các phụ tải phản kháng cũng cần được phân bổ hợp lý. Vì vậy muốn đạt được hiệu quả tốt nhất, kích từ máy phát điện cần đáp ứng một số điều kiện sau:

  • Trong quá trình vận hành, dòng điện kích từ có thể được điều chỉnh phù hợp theo sự biến thiên của dòng tải, giúp duy trì mức điện áp ổn định và phân phối tải giữa các máy.
  • Cung cấp đầy đủ công suất điện để tăng dòng điện kích từ lên giá trị cực đại. Hơn nữa, trong trường hợp hệ thống điện phát sinh những sự cố dẫn đến giảm điện áp đột ngột, hệ thống kích từ cần đảm nhận thêm chức năng đảm bảo an toàn cho động cơ.
  • Để máy phát điện vận hành ổn định và an toàn thì phải đảm bảo bộ phận kích từ không được hỏng hóc, hệ thống vận hành nhanh, đáng tin cậy và ổn định.

Cách giải quyết một số vấn đề khi ích từ máy phát điện

Khi kích từ máy phát điện, người dùng có thể gặp phải một số vấn đề như: Độ lớn điện áp không phù hợp, Máy phát điện bị mất kích từ hoặc mất từ dư trong máy phát. Trong trường hợp này, chúng ta cần khắc phục như thế nào? 

Điều chỉnh điện áp phù hợp cho máy phát điện

Hạn chế lớn nhất của bộ kích từ chính là bị ảnh hưởng bởi tải điện mà máy phát đang cấp. nếu tải tăng đột ngột, điện áp theo đó sẽ giảm, AVR sẽ phải cung cấp thêm điện cho hệ thống kích từ máy phát điện 3 pha. Nếu vượt quá giới hạn chịu đựng, trường kích thích sẽ bị phá vỡ gây giảm áp ở đầu ra.

Do đó chúng ta cần điều chỉnh điện áp phù hợp. Sẽ có bộ điều chỉnh điện áp tự động, luôn theo dõi hiệu điện thế đầu ra của máy. Từ những thông số thu được, bộ điều chỉnh sẽ đưa ra những điều chỉnh phù hợp so với các giá trị tham chiếu, sao cho sai số đạt giá trị nhỏ nhất. Lưu ý:

  • Khi cần thay đổi điện áp của máy phát điện, chúng ta chỉ cần điều chỉnh các thông số tham chiếu này.
  • Khi mới khởi động, tốc độ quay của roto còn thấp, kéo theo tần số dòng điện phát ra thấp. Khi đó, bộ điều chỉnh áp sẽ tăng mức dòng điện kích thích.

Khắc phục tình trạng mất kích từ máy phát điện

Trong quá trình sử dụng, sẽ có những trường hợp máy phát điện mất kích từ do một số nguyên nhân như hư hỏng hệ thống tự động điều chỉnh điện áp, hư hỏng mạch kích thích, thao tác sai của nhân viên vận hành,... Dấu hiệu cho thấy máy phát điện mất kích từ: 

  • Dòng điện kích từ giảm đột ngột hoặc có giá trị bằng 0, công suất hữu công tăng, công suất vô công âm.
  • Máy phát điện mất đồng bộ ở roto và stato, dẫn đến trường hợp quá tải.

nguyên lý làm việc của hệ thống kích từ

Cách khắc phục mất kích từ

Để khắc phục bạn có thể thực hiện như sau:

  • Trong trường hợp cắt nhầm aptomat diệt từ, chỉ cần đóng lại kích từ là máy lại hoạt động bình thường.
  • Nếu chưa rõ nguyên nhân vì sao mất kích từ, cần ngưng hoạt động máy ngay lập tức. Tìm điểm đứt mạch, ngắt mạch và khắc phục hoàn toàn rồi mới khởi động lại máy.

Khắc phục tình trạng mất từ dư trong máy phát

Mất từ dư trong máy phát khiến cho máy phát điện sau khi khởi động không đạt được tốc độ định mức. Khi tiến hành đóng mạch kích từ và nâng điện áp nhưng điện áp không lên. Điều này xảy ra do mất từ dư trong roto, từ dư không đủ, mất từ dư của máy kích thích phụ, đứt mạch kích thích,... Chúng ta có thể khắc phục hiện tượng này bằng một số phương pháp sau đây:

  • Chuyển sang kích từ máy phát điện bằng nguồn điện ắc quy 1 chiều.
  • Nếu thực hiện phương pháp trên mà không hiệu quả, bắt buộc phải cho dừng máy để kiểm tra sự cố. Nếu nguyên nhân là do mất từ dư của máy kích thích phụ thì ngừng máy và tiến hành nạp từ.

Không thể phủ nhận kích từ máy phát điện là một trong những thao tác quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ cũng như hiệu quả vận hành của thiết bị. Trên đây là toàn bộ những thông tin về kích từ máy phát điện cũng như nguyên lý vận hành hay tầm quan trọng của kỹ thuật này. Hy vọng bài viết mang đến cho bạn những thông tin hữu ích để sử dụng máy phát điện một cách hiệu quả.

Hỏi Đáp

Máy phát diesel là gì? Sử dụng khi nào?

Máy phát diesel là gì? Sử dụng khi nào?

Khi nhà bị mất điện đột ngột thì phải làm như thế nào?

Khi nhà bị mất điện đột ngột thì phải làm như thế nào?

Tìm hiểu chi tiết về cấu tạo tuabin gió

Tìm hiểu chi tiết về cấu tạo tuabin gió

Quy trình lắp đặt máy phát điện đúng chuẩn nhất

Quy trình lắp đặt máy phát điện đúng chuẩn nhất

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều mà bạn chưa biết

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều mà bạn chưa biết

Cách làm máy phát điện mini đơn giản ngay tại nhà

Cách làm máy phát điện mini đơn giản ngay tại nhà

Phần cảm của máy phát điện xoay chiều

Phần cảm của máy phát điện xoay chiều

Máy phát điện chạy được điều hòa có nên hay không?

Máy phát điện chạy được điều hòa có nên hay không?

Nước làm mát máy phát điện có tác dụng như thế nào?

Nước làm mát máy phát điện có tác dụng như thế nào?