Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện

Để hiểu rõ về cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện, trong bài viết này Điện Máy Gia Phú chia sẻ đến bạn những kiến thức cơ bản, giúp giải đáp vì sao máy phát điện lại có thể chuyển đổi cơ năng thành điện năng phục vụ nhu cầu sinh hoạt và sản xuất hiện nay. Cùng tìm hiểu nhé!

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện

Để hiểu rõ cách thiết bị hoạt động và tạo ra nguồn điện ổn định, trước tiên bạn cần nắm được cấu tạo bên trong và nguyên lí làm việc máy phát điện.

Cấu tạo của máy phát điện

Hiểu được cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện không chỉ giúp mua được sản phẩm phù hợp mà còn giúp bạn nguyên tắc khi vận hành máy. Vậy nên, máy phát điện có cấu tạo gồm các bộ phận sau:

Động cơ đốt trong 

Động cơ đốt trong là bộ phận cung cấp năng lượng cơ học để máy phát điện hoạt động. Khi nhiên liệu như xăng, dầu diesel hoặc khí biogas được đốt cháy bên trong xi lanh, nó tạo ra một lực đẩy làm quay trục khuỷu. Lực quay này sẽ được truyền đến rotor của đầu phát điện để tạo dòng điện.

Tùy thuộc vào nhu cầu và khu vực sử dụng, người dùng có thể chọn loại nhiên liệu phù hợp:

• Xăng: phù hợp với máy công suất nhỏ, dùng trong gia đình.
• Dầu diesel: tiết kiệm nhiên liệu, bền bỉ, thường dùng cho nhà xưởng, bệnh viện.
• Biogas: tận dụng rác thải chăn nuôi, thân thiện môi trường, thích hợp vùng nông thôn.

Đầu phát điện 

Đầu phát điện là nơi chuyển đổi năng lượng cơ (do động cơ tạo ra) thành năng lượng điện. Bộ phận này gồm hai phần chính:

• Rotor (phần quay): Được nối với động cơ, khi quay sẽ tạo ra từ trường biến đổi.
• Stator (phần tĩnh): Nằm xung quanh rotor và chứa các cuộn dây đồng. Từ trường quay của rotor sẽ cảm ứng trong stator, tạo ra dòng điện xoay chiều.

Hệ thống nhiên liệu 

Hệ thống này bao gồm bình chứa, ống dẫn và bơm nhiên liệu. Nhiệm vụ chính là lưu trữ và cung cấp nhiên liệu cho động cơ.

• Máy nhỏ: Bình chứa đặt phía trên động cơ để tiết kiệm không gian.
• Máy lớn: Bình chứa thường tách rời để giảm trọng lượng máy và dễ bảo trì.

>>> Xem thêm: Tính định mức tiêu hao nhiên liệu của máy phát điện

Bộ điều chỉnh điện áp (AVR) 

AVR tự động điều chỉnh điện áp đầu ra khi tải thay đổi, giúp ổn định điện áp ở mức an toàn (thường là 220V) và bảo vệ thiết bị điện tránh tình trạng quá áp hoặc sụt áp.

Điều này rất quan trọng vì giúp bảo vệ các thiết bị điện khỏi tình trạng quá áp hoặc sụt áp.

Hệ thống làm mát 

Khi máy phát điện hoạt động lâu, nhiệt độ động cơ sẽ tăng lên rất nhanh. Hệ thống làm mát sẽ hoạt động để giảm nhiệt độ, giúp máy chạy ổn định và kéo dài tuổi thọ.

Hệ thống thường gồm: két nước, quạt gió, bơm nước và các ống dẫn. Đối với máy công suất lớn, thường dùng làm mát bằng nước hoặc dầu.

Hệ thống bôi trơn 

Máy phát điện được trang bị hệ thống bôi trơn tự động đa năng bằng dầu, có nhiệm vụ giảm ma sát giữa các chi tiết chuyển động trong động cơ. Nhờ vậy, máy vận hành êm ái hơn, ít bị mài mòn và tăng độ bền.

Bộ sạc ắc quy 

Bộ sạc là bộ phận cấu tạo máy phát điện quan trọng, có nhiệm vụ giữ cho ắc quy luôn đầy điện, sẵn sàng cấp nguồn để khởi động máy bất cứ lúc nào. Việc điều chỉnh dòng sạc chính xác cũng giúp kéo dài tuổi thọ của bình ắc quy và tránh tình trạng quá tải hoặc thiếu điện.

Bảng điều khiển 

Bảng điều khiển hiển thị các thông số vận hành như điện áp, tần số, nhiệt độ nước, mức dầu… Đồng thời cho phép người dùng khởi động, tắt máy hoặc kích hoạt các chức năng an toàn như dừng khẩn cấp, báo lỗi, cảnh báo quá nhiệt, thiếu dầu,…

Hệ thống xả 

Hệ thống ống xả có nhiệm vụ đưa khí thải ra ngoài sau khi động cơ đốt nhiên liệu. Ngoài ra, nó còn giúp giảm tiếng ồn và độ rung cho toàn bộ máy khi hoạt động. Thường được chế tạo từ gang hoặc thép không gỉ để chống ăn mòn và chịu nhiệt tốt.

Nguyên lý làm việc của máy phát điện

Máy phát điện vận hành dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ của nhà bác học Michael Faraday. Theo nguyên lý này, khi một từ trường biến đổi cắt qua cuộn dây dẫn điện, dòng điện sẽ được sinh ra bên trong cuộn dây đó. 

Trong thực tế, máy phát điện sử dụng động cơ đốt trong (xăng, dầu diesel hoặc khí biogas) để tạo ra chuyển động quay cho bộ phận gọi là rotor. Khi rotor quay, nó tạo ra một từ trường biến thiên bên trong stator. Sự tương tác giữa từ trường quay và cuộn dây chính là điều kiện tạo ra dòng điện xoay chiều (AC).

Để dòng điện đầu ra luôn ổn định và phù hợp với nhu cầu sử dụng, máy phát điện được tích hợp thêm các bộ điều chỉnh. Trong đó, AVR giúp giữ điện áp ổn định, còn bộ điều tốc đảm bảo tốc độ quay của động cơ luôn đều, duy trì tần số dòng điện ở mức tiêu chuẩn như 50Hz hoặc 60Hz. 

Ngoài ra, để đảm bảo an toàn khi vận hành, máy còn được trang bị hệ thống bảo vệ tự động như cầu dao ngắt mạch, chống quá tải và quá áp, giúp bảo vệ thiết bị và người dùng.

Tóm lại, nguyên lý hoạt động của máy phát điện như sau: động cơ tạo lực quay → rotor quay trong stator → tạo từ trường biến đổi → sinh ra dòng điện xoay chiều → điều chỉnh điện áp và tần số → cung cấp dòng điện an toàn và ổn định.

Để hiểu rõ hơn về vai trò và sự đa dạng của máy phát điện trong thực tế, bạn có thể tham khảo thêm các thông tin tổng quan bao gồm khái niệm cơ bản và cách phân loại thiết bị này theo từng nhu cầu sử dụng.

Tổng quan về máy phát điện 

Sau khi tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện, để có cái nhìn đầy đủ hơn về máy phát điện, phần dưới đây sẽ giúp bạn hiểu thiết bị này là gì, được ứng dụng thế nào và được phân loại ra sao trong thực tế.

Máy phát điện là gì? 

Máy phát điện là thiết bị có chức năng tạo ra điện năng. Nguồn điện này có thể được sử dụng cho các hoạt động sản xuất, kinh doanh hoặc sinh hoạt hằng ngày. Đặc biệt, máy còn quan trọng trong các tình huống mất điện, quá tải hoặc thiếu điện cục bộ.

Ngoài chức năng phát điện, máy phát điện còn thực hiện các nhiệm vụ như chỉnh lưu, ổn định điện áp và duy trì nguồn điện liên tục cho hệ thống sử dụng. Với nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao, máy phát điện trở thành giải pháp dự phòng không thể thiếu tại nhà dân, doanh nghiệp, nhà máy và bệnh viện.

>> Đọc thêm: Quy trình vận hành máy phát điện hiệu quả hiệu quả, an toàn

Phân loại máy phát điện

Dưới đây là 3 loại máy phát điện phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhất như sau:

Máy phát điện chạy xăng

Loại máy này hoạt động bằng cách đốt cháy xăng để tạo ra điện năng. Với thiết kế nhỏ gọn, dễ sử dụng, máy phát điện chạy xăng rất phù hợp cho nhu cầu gia đình, văn phòng nhỏ hay các hoạt động kinh doanh quy mô vừa và nhỏ.

Ưu điểm nổi bật là giá thành rẻ, cấu tạo đơn giản, dễ vận hành và không gây quá nhiều tiếng ồn hay rung lắc. Tuy nhiên, nhược điểm của máy là tiêu hao nhiên liệu khá nhiều, nên sẽ không phải là lựa chọn tối ưu cho nhu cầu sử dụng lâu dài hoặc công suất lớn.

Máy phát điện chạy dầu diesel

Đây là dòng máy được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, nhờ hiệu suất cao và khả năng vận hành bền bỉ. Nguyên lý làm việc của máy phát điện này hoạt động bằng động cơ đốt trong sử dụng dầu diesel – loại nhiên liệu rẻ và tiết kiệm hơn so với xăng trong thời gian dài.

Máy phát điện chạy dầu thường được dùng trong những nơi cần nguồn điện ổn định như bệnh viện, trường học, nhà máy, ngân hàng… Dù có giá thành cao hơn máy chạy xăng, nhưng bù lại, nó tiết kiệm nhiên liệu hơn, hoạt động được lâu hơn và ít hỏng vặt. Nhược điểm là kích thước to, nặng và khí thải có nhiều muội than hơn.

Máy phát điện chạy bằng các khí biogas (khí đốt) 

Đây là giải pháp lý tưởng cho những hộ chăn nuôi ở nông thôn. Máy sử dụng khí biogas được tạo ra từ hầm ủ chất thải chăn nuôi – một nguồn nhiên liệu sẵn có, chi phí thấp và thân thiện với môi trường.

Khí biogas sau khi được lọc sạch sẽ dẫn vào động cơ để tạo ra điện. Loại máy này giúp giảm đáng kể chi phí vận hành, đồng thời xử lý hiệu quả chất thải trong chăn nuôi. Công suất máy tùy thuộc vào quy mô chuồng trại, và đặc biệt phù hợp với những nơi chưa có điện lưới hoặc cần tiết kiệm tối đa chi phí điện năng.

Trên đây là những thông tin tổng hợp về cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện. Đây là kiến thức cơ bản để bạn có thêm nhiều kinh nghiệm trong việc lựa chọn một chiếc máy phát điện phù hợp. Nếu bạn còn điều thắc mắc hãy liên hệ cho chúng tôi qua hotline: 0937 623 786 để được hỗ trợ miễn phí nhé.

Phạm Tấn Vũ

Xin chào, tôi là Phạm Tấn Vũ – một chuyên viên Marketing hiện đang làm việc tại Điện Máy Gia Phú. Trên blog của tôi, tôi chia sẻ những kiến thức và kinh nghiệm trong lĩnh vực điện máy công nghiệp, tích lũy được trong suốt 15 năm hoạt động trong ngành. Tôi hy vọng rằng các thông tin này sẽ giúp ích cho các bạn đọc của tôi.