Máy phát điện 1 chiều là một trong những thiết bị cung cấp điện năng đang được sử dụng phổ biến hiện nay. Tuy nhiên thiết bị này không phải ai cũng biết đến. Do đó bài viết dưới đây sẽ tổng hợp chi tiết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phân loại và ưu nhược điểm của máy phát điện 1 chiều. Hãy cùng tham khảo để hiểu hơn về dòng máy này nhé.
Máy phát điện 1 chiều là gì?
Máy phát điện 1 chiều hay máy phát điện DC là thiết bị tạo ra dòng điện đơn hướng của các hạt điện tích electron dựa trên định luật cảm ứng điện từ.
Máy phát điện một chiều được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực về công nghiệp, xây dựng. Tại hộ gia đình dòng máy này được sử để sạc ắc quy, điện thoại, thắp sáng bóng đèn hay sử dụng có các thiết bị điện khác.
Cấu tạo máy phát điện 1 chiều
Cấu tạo của máy phát điện 1 chiều bao gồm 2 bộ phận chính: Stato [phần tĩnh] và Roto [phần động]. Ngoài ra còn có thêm một số bộ phận nhỏ đi kèm như cổ góp, chổi than.
Chổi than và cổ góp đóng vai trò như là bộ chỉnh lưu dòng điện
Định luật cảm ứng Faraday là định luật cơ bản trong điện từ, cho biết từ trường tương tác với một mạch điện để tạo ra sức điện động [EMF] – một hiện tượng gọi là cảm ứng điện từ. Đó là nguyên lý hoạt động cơ bản của máy biến áp, cuộn cảm, các loại động cơ điện, máy phát điện và nam châm điện.
Phân loại máy phát điện 1 chiều
Máy phát điện 1 chiều thường được chia thành 4 phân loại chính, dựa vào phương pháp kích từ cho máy.
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập
Dòng điện kích từ của máy lấy từ nguồn điện 1 chiều bên ngoài, không liên hệ với phần ứng của máy. Do đó có thể chủ động được dòng kích từ để động cơ làm việc theo quy trình đã được chuẩn bị trước.
Động cơ điện một chiều kích từ song song [tự kích từ]
Để nhận được điện áp định mức khi máy khởi động thì cuộn dây kích từ cần phải được nối song song với mạch phần ứng. Khi đó momen của động cơ sẽ được tăng tuyến tính với dòng điện, còn tốc độ gần như không đổi theo phụ tải.
Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp
Cuộn dây kích từ được nối với dây quấn qua chổi than và cổ góp điện. Số vòng quấn cuộn dây kích từ phải ít và quấn bằng dây lớn khi dòng điện qua cuộn dây kích từ bằng dòng điện phần ứng. Do đó khi dòng điện phụ tải thay đổi dẫn đến tốc độ của động cơ cũng thay đổi theo. Tải nặng thì tốc độ giảm và ngược lại.
Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp
Đây là sự kết hợp đặc biệt giữa máy phát điện 1 chiều kích từ song song và nối tiếp. Phần cảm của dòng máy này có 2 cuộn dây:
-
- Cuộn kích từ song song quấn bằng dây nhỏ, nhiều vòng và nối song song với phần ứng.
- Cuộn kích từ nối tiếp quấn bằng dây to, ít vòng, đấu nối tiếp với phần ứng. Những máy lớn có thêm cuộn dây bù cũng đấu nối tiếp với phần ứng.
Ưu và nhược điểm của máy phát điện một chiều
Ưu điểm máy phát điện một chiều
Máy phát điện 1 chiều được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đa dạng như sử dụng làm động cơ điện, sạc các thiết bị điện…
Ngoài ra mạch điều khiển đơn giản, dễ dàng điều chỉnh tốc độ và khả năng tải. Nếu như các dòng máy phát phát điện xoay chiều cần trang bị thêm bộ biến tần inverter với chi phí cao. Động cơ điện 1 chiều đem lại mức độ chính xác, cấu trúc mạch với độ ổn định cao hơn.
Nhược điểm máy phát điện 1 chiều
Tuy có nhiều ưu điểm kể trên, tuy nhiên máy phát điện một chiều gặp không ít nhược điểm như cấu tạo của động cơ điện một chiều sử dụng cổ góp – chổi than. Do đó vận hành kém và không đảm bảo độ an toàn trong môi trường rung chấn, dễ cháy nổ.
Kết luận
Hy vong qua bài viết tổng hợp về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm của máy phát điện 1 chiều được chúng tôi đề cập ở trên. Nếu bạn còn điều thắc mắc cần được giải đáp, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua hotline 0937.623.786 để được hỗ trợ nhé.
Máy phát điện một chiều được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hiện nay. Tuy nhiên không phải ai từng sử dụng cũng hiểu rõ về loại thiết bị này. Vậy máy phát điện 1 chiều là gì, có cấu tạo như thế nào, nguyên lý hoạt động ra sao, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé!
Máy phát điện 1 chiều là gì?
Máy phát điện 1 chiều là thiết bị biến đổi năng lượng cơ học thành dòng điện 1 chiều phục vụ cho các hoạt động của thiết bị điện. Đặc biệt, đây là loại máy có tính chất thuận nghịch, vừa sử dụng để phát điện, vừa có thể đảm nhận chức năng như một động cơ mà không cần thay đổi bất cứ cấu trúc nào của máy.
Cấu tạo máy phát điện 1 chiều
Máy phát điện 1 chiều là tổ hợp của nhiều bộ phận, chi tiết máy phức tạp. Tuy nhiên nhìn chung sẽ bao gồm những bộ phận chính sau đây:
- Phần ứng [roto]: kết cấu dạng hình trụ với các khe để mang các cuộn dây. Thông thường phần ứng sẽ bao gồm các đĩa thép tròn, mỏng giúp giảm thiểu hao mòn do dòng điện gây ra trong quá trình hoạt động. Phần ứng được cung cấp các ống dẫn khí hỗ trợ cho hoạt động làm mát diễn ra hiệu quả hơn.
- Phần cảm [stato]: thường là các cuộn dây đồng được quấn chồng lên nhau hoặc quấn dạng sóng, có chức năng tạo ra suất điện động cảm ứng khi vận hành. Đối với một số máy công suất cao, phần cảm sẽ là roto còn phần ứng là stato, còn đối với những model công suất thấp thì ngược lại.
- Gông [ách]: là phần khung bên ngoài của máy phát điện một chiều. Ách máy được tạo thành từ gang hoặc thép, cung cấp độ bền cơ học cho thiết bị, đồng thời mang từ thông được tạo ra bởi cuộn dây từ trường.
- Lõi từ: bộ phận giúp trải đều từ thông trong khe hở không khí, đồng thời hỗ trợ các cuộn dây kích từ. Lõi từ được nối với gông máy bằng bu lông hoặc mối hàn, được bao bọc bởi cuộn dây kích từ.
- Cuộn dây kích từ: cấu tạo từ đồng. Cuộn dây được đặt trên mỗi cực và quấn thành nhiều vòng.
- Cổ góp và bánh răng: bánh răng đóng vai trò kết nối các cuộn dây với phần ứng. Cổ góp đảm nhận vai trò thu thập dòng điện 1 chiều được tạo ra, cung cấp dòng điện cho dây dẫn phần ứng. Một cổ góp máy phát điện sẽ bao gồm nhiều cuộn dây đồng tách biệt nhau, mỗi phần kết nối với một cuộn dây phần ứng và cổ góp được khóa vào trục.
Thông thường, bánh răng sẽ được cấu tạo từ than chì hoặc carbon. Chúng nằm trên các phần của cổ góp và sẽ chuyển động trượt khi cổ góp xoay vòng.
>>> 100+ Máy phát điện công nghiệp tốt nhất hiện nay: Máy phát điện tại Yên Phát
Nguyên lý làm việc của máy phát điện một chiều
Máy phát điện một chiều vận hành dựa trên định luật cảm ứng điện từ của nhà khoa học Faraday. Theo đó, khi một dây dẫn đặt trong từ trường không ổn định, một lực điện động sẽ được cảm ứng trong dây dẫn. Độ lớn cảm ứng được đo bằng phương trình suất điện động của máy phát điện.
Trong máy phát điện 1 chiều, sự chuyển động của cuộn dây sẽ tạo ra từ trường, giúp sản sinh ra dòng điện. Đường dẫn của dòng điện cảm ứng sẽ được cung cấp dựa trên nguyên tắc bàn tay phải.
Công thức máy phát điện 1 chiều:
U = Eư – R.Iư
Trong đó:
- U: điện áp đầu cực máy
- Rư: điện trở của dây quấn phần ứng
- R.Iư: điện áp rơi phía trong dây quấn phần ứng
Máy phát điện 1 chiều gồm 4 loại:
- Máy phát điện 1 chiều kích từ song song
- Máy phát điện kích từ độc lập
- Máy phát điện kích từ nối tiếp
- Máy phát điện kích từ hỗn hợp
Ứng dụng máy phát điện 1 chiều
Hiện nay, máy phát điện 1 chiều được ứng dụng khá rộng rãi trong sinh hoạt và sản xuất, điển hình như:
- Máy phát điện 1 chiều rất được ưa chuộng sử dụng với các thiết bị cần điều khiển tốc độ quay với phạm vi lớn. Thiết bị giúp cho các doanh nghiệp cũng như cơ sở sản xuất kinh doanh khắc phục được tình trạng mất điện đột ngột, giúp công việc không bị gián đoạn.
- Thiết bị được ứng dụng trong sinh hoạt hàng ngày, cung cấp điện cho các hộ gia đình.
- Sử dụng trong các phương tiện giao thông hoặc làm máy phát điện trong công nghệ hàn [máy phát điện 1 chiều 12V sử dụng trong hệ thống làm việc xe ô tô].
- Sử dụng với vai trò là động cơ điện khi có những yêu cầu công nghệ đặc biệt.
- Điều khiển tốc độ quay liên tục cho các thiết bị như máy cán thép, đầu máy điện, thang máy, máy dệt, quạt gió,…
Cách làm máy phát điện 1 chiều đơn giản tại nhà
Dựa trên nguyên lý hoạt động của máy phát điện, chúng ta hoàn toàn có thể tự chế tạo cho mình một thiết bị máy phát điện 1 chiều đơn giản và không hề tốn kém. Các bước tiến hành như sau:
Chuẩn bị nguyên liệu
Các nguyên liệu để chế tạo máy phát điện mini bao gồm:
- 1 nam châm điện [dây đồng cách điện mỏng dài 6m, tiết diện 0,255mm]
- 2 hoặc 4 thỏi nam châm gốm kích thước 4cm, dày 1cm
- 1 bóng đèn nhỏ
- Đinh sắt dài ít nhất 8cm
- Dụng cụ tuốt dây
- Kéo
- Băng dính cách điện
- Bút chì
- Bìa các tông
- Thước kẻ
Dựng khung dây
Chúng ta tiến hành cắt bìa các tông thành hình chữ nhật kích thước 8×30,4cm. Đánh dấu trên miếng bìa các vị trí như trong hình, sau đó gấp theo từng điểm đã đánh dấu tạo thành khung hình chữ nhật.
Xuyên chiếc đinh qua tâm của miếng bìa vừa tạo, sau đó lắp một trục kim loại hoặc sử dụng luôn chiếc đinh đó làm trục xoay của máy phát.
Tạo mạch
Quấn dây điện 2 bên của khung, mỗi bên khoảng 100 lần [quấn quanh các mặt đóng của hộp]. Sau khi quấn xong, gắn 2 đầu sợi dây với đèn LED hoặc nối với vôn kế/ đồng hồ vạn năng để thử nghiệm dòng điện.
Đặt nam châm
Sử dụng keo có độ bền cao dán 4 nam châm gốm vào trục, sao cho 2 nam châm quay mặt về phía cuộn dây hướng bắc, hai nam châm còn lại quay về hướng nam. Khi dán cần đảm bảo nam châm có thể quay tự do, tuy nhiên càng gần thành khung càng tốt để là tăng hoạt động kích thích của từ trường.
Dùng tay quay trục, chúng ta sẽ nhận được một hiệu điện thế đủ để thắp sáng một bóng đèn 1,5V.
Vậy là chúng ta đã hoàn thành một máy phát điện 1 chiều mini đơn giản từ những nguyên liệu dễ tìm ngay tại nhà.
Trên đây là những thông tin về máy phát điện 1 chiều, mong rằng hỗ trợ được quý khách trong việc tìm mua máy phát điện của mình. Liên hệ hotline 0965 327 282 – 0966 631 546 để tham khảo các mẫu máy phát điện chính hãng giá rẻ.