Trong bối cảnh hiện tại, lượng điện cung cấp cho các ngành công nghiệp, nông nghiệp, các nhà máy , xí nghiệp gần như là quá tải dẫn đến tình trạng thường xuyên mất điện chập cháy hoặc bị cắt điện luân phiên. Các doanh nghiệp sản xuất, tòa nhà, bệnh viện, trường học, nhà hàng , khách sạn… luôn phải cần có điện để hoạt động ổn định.

Bởi vậy máy phát điện công nghiệp ngày càng quan trọng hơn trong đời sống của nhân loại , và đó là điều không thể phủ nhận, đặc biệt máy phát điện công nghiệp còn là sự lựa chọn thông minh của các doanh nghiệp sản xuất.

Vậy máy phát điện công nghiệp là gì ? Tại sao nó lại trở nên quan trọng như vậy ?

Khái niệm máy phát điện công nghiệp

Máy phát điện là không phải là máy tự sinh ra nguồn điện, có thể hiểu là máy phát điện làm di chuyển dòng điện nhưng không tạo ra điện tích. Vậy những phần điện tích này từ đâu mà có ? Nó có sẵn trong phần dẫn điện của dây quấn. Ta có thể liên tưởng tương tự như máy bơm nước , là thiết bị tạo ra dòng nước chảy chứ không thể tạo ra nước.

Máy phát điện công nghiệp là máy sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ để biến đổi cơ năng thành điện năng. Các nguồn cơ năng có thể là động cơ tua bin hơi, tua bin nước, động cơ đốt trong , tua bin gió ….và các nguồn cơ năng khác.

Hiện tại máy phát điện công nghiệp có một vai trò không nhỏ trong việc cung ứng điện cho các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp ,y tế, sinh hoạt,…Và luôn là nguồn điện dự phòng không thể thiếu trong sản xuất kinh doanh để đảm bảo cho việc hoạt động sản xuất được diễn ra liên tục và ổn định, tránh gây thiệt hại đến kinh tế khi xảy ra tình trạng mất điện .

Người ta sử dụng nó với ba chức năng chủ yếu là phát điện, chỉnh lưu, hiệu chỉnh điện áp.

Cấu tạo của máy phát điện công nghiệp

Cấu tạo của máy phát điện công nghiệp gồm 9 bộ phận chính sau:

1.Động cơ

2. Đầu phát

3. Hệ thống nhiên liệu

4.Ổn áp

5.Hệ thống làm mát

6.Hệ thống bôi trơn

7.Bộ nạp ắc quy

8. Thiết bị điều khiển

9. Kết cấu khung chính.

Mô tả hoạt động các thành phần chính của một máy phát điện công nghiệp :

1.Động cơ:

Động cơ là nguồn năng lượng cơ học đầu vào cấu tạo máy phát điện và là nguồn lực chính của máy phát điện. Sản lượng điện sinh ra khi máy hoạt động sẽ tỉ lệ thuận với kích thước của động cơ. Hiện nay, máy phát điện sử dụng nhiều loại nhiên liệu như: xăng, dầu diesel, propan (dạng lỏng hoặc khí) và khí thiên nhiên. Động cơ nhỏ thường hoạt động bằng xăng, động cơ lớn hơn chạy dầu bằng dầu diezen, propan lỏng, khí propane, hoặc khí tự nhiên, cũng có một vài thiết bị ngoại lệ chạy trên một nguồn dữ liệu kép, nhiên liệu diesel và khí đốt.

2. Đầu phát:

Đầu phát máy phát điện công nghiệp bao gồm tập hợp các bộ phận tĩnh và các thành phần có thể di chuyển được.Chúng làm việc với nhau để tạo nên sự chuyển động giữa từ trường và điện, từ đó sản sinh ra điện cho sự hoạt động của máy phát điện.

Stator/phần cảm: gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn, là thành phần không thể di chuyển, gồm một tập hợp các dây dẫn điện quấn lại thành dạng cuộn trên một lõi sắt.

Roto/phần ứng: gồm có lõi thép, dây quấn và trục máy, là thành phần chuyển động tạo ra từ trường quay. Chúng được chia làm 3 loại như sau:

Nam châm vĩnh cửu: thường xuất hiện trong các máy phát điện quy mô nhỏ.

Bộ kích thích: Kích thích bằng dòng điện 1 chiều nhỏ để thêm sinh lực cho Roto thông qua một tập hợp các vòng tiếp điện và chổi điện.

Sự di chuyển của ROTO quanh STATO tạo nên sự khác biệt điện áp giữa cuộn dây của SATO tạo ra cảm ứng bên trong máy phát điện.

Vậy để đánh giá khả năng phát điện của một chiếc máy phát dựa vào đặc điểm nào ?

Chất liệu vỏ : vỏ được thiết kế bằng kim loại sẽ đảm bảo được độ bền của máy, còn vỏ nhựa dễ bị biến dạng và hư hỏng theo thời gian khiến cho các bộ phận chuyển động phát điện có thể bị lộ ra bên ngoài, làm tăng sự hao mòn và dễ gây nguy hiểm cho người sử dụng.

Chất liệu ổ : Ổ bi được chú trọng hơn vì độ bền cao và thời gian sử dụng được kéo dài hơn so với ổ kim.

Có hay không có chổi điện:chổi điện được làm bằng than graphit, việc phát điện mà không sử dụng chổi điện khiến cho khối lượng công việc bảo trì giảm thiểu và tạo ra được năng lượng sạch hơn.

3. Hệ thống nhiên liệu

Bình nhiên liệu có thể dự trữ nhiên liệu cung cấp cho máy phát điện công nghiệp hoạt động liên tục từ 6 -8 tiếng.Đối với các dòng máy quy mô nhỏ thì bồn chứa nhiên liệu là một phần đế trượt của máy hoặc có thể được lắp đặt trên khung máy, đối với các dòng máy phát điện công nghiệp kích cỡ lớn có thể cài đặt thêm một bình chứa bên ngoài để cung cấp thêm nhiên liệu cho máy hoạt động lâu hơn.

Tính năng thông thường của hệ thống nhiên liệu :

– Phần ống nối từ bồn chứa nhiên liệu đến động cơ : là phần dẫn nhiên liệu có thể bơm vào, thải ra của động cơ.

– Ống thông gió bình nhiên liệu : Cứ mỗi bình nhiên liệu đều sẽ có một ống thông gió nhằm ngăn chặn sự gia tăng áp lực hoặc chân không trong quá trình bơm và hệ thống thoát nước của bể chứa. Khi nhiên liệu được bơm đầy bình đảm bảo sự tiếp xúc khô giữa vòi phun phụ, và bể nhiên liệu để ngăn ngừa tia lửa có thể gây hỏa hoạn.

– Kết nối tràn từ bồn nhiên liệu đến các ống cống: Đây là phòng khi bơm nhiên liệu vào bình bị tràn thì phần kết nối này sẽ khiến nhiên liệu không đổ lên máy phát điện.

– Bơm nhiên liệu: giúp chuyển nhiên liệu từ nơi lưu trữ nhiên liệu ở bể chính ngoài vào các bể chứa trong ngày để rót vào trong máy phát điện, và đa số đều được hoạt động bằng điện.

– Bình lọc nhiên liệu: giúp tách nước và vật lạ trong nhiên liệu lỏng,tránh trường hợp trong nhiên liệu có chất bẩn gây tắc nghẽn hoặc có thể gây ăn mòn các bộ phận hoạt động của máy phát điện.

– Kim phun : phun chất lỏng nhiên liệu dưới dạng phun sương vào buồng đốt của động cơ.

4.Ổn áp

Ổn áp là bộ phận quản lý điện áp đầu ra của máy phát điện, làm nhiệm vụ ổn định điện áp để cấp điện cho máy phát điện công nghiệp.

Một số chức năng chính của vài thành phần chính :

– Ổn áp :sẽ được cấp một nguồn điện đầu vào và khi điện áp đầu vào thay đổi trong phạm vi hoạt động thì nó sẽ tự động điều khiển để cho một nguồn điện áp ra ổn định . Nó có thể biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều, điều chỉnh một phần nhỏ điện áp đầu ra thành điện áp xoay chiều và chuyển đổi thành điện áp một chiều.

– Cuộn dây kích thích : biến đổi dòng điện một chiều thành dòng xoay chiều, các cuộn dây kích thích tạo ra dòng điện xoay chiều nhỏ và được kết nối với các đơn vị được gọi chung là chỉnh lưu quay.

– Bộ chỉnh lưu quay: chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng xoay chiều, việc chỉnh lưu được phát sinh bởi các cuộn dây kích thích rồi chuyển đổi nó thành dòng điện một chiều. Dòng điện một chiều này giúp cho Roto tạo ra một trường điện từ, bên ngoài trường quay của roto.

– Roto:Chuyển đổi dòng điện 1 chiều thành dòng xoay chiều. Roto sinh ra dòng điện xoay chiều lớn hơn xung quanh cuộn dây stato, các máy phát điện công nghiệp hiện nay sản xuất một điện thế xoay chiều AC lớn hơn ở đầu ra.

5.Hệ thống làm mát

Kích thước và công suất hoạt động của máy phát điện công nghiệp rất lớn nên có thể làm nóng các bộ phận khác nhau của máy phát điện khi sử dụng quá lâu dẫn đến rất nhanh hư hỏng.Bởi vậy, mỗi máy phát điện đều cần phải có một hệ thống làm mát để giải quyết vấn đề này.

Hệ thống làm mát của máy phát điện công nghiệp bao gồm các bộ phận sau :Máy điều nhiệt,ống nước, ống đường rẽ giữa máy điều nhiệt và ống nước, rãnh nước trong xi lanh động cơ, thùng nước và bộ tản nhiệt, ống cao su và ống dẫn, Bộ tản nhiệt dùng dầu và lọc chất tải lạnh.

Chất làm mát thường là nước sạch (nước tinh khiết ) và hydrogen. Nó giúp giảm lượng nhiệt sinh ra trong quá trình làm việc của máy phát điện và giúp làm mát các cuộn dây stato . Chất làm mát sẽ giúp máy phát điện vận hành tốt hơn.

Quy trình bảo dưỡng:

– Kiểm tra mức nước làm mát của máy phát điện trước khi vận hành máy.

– Rửa sạch hệ thống làm mát và bơm nước thô sau mỗi 600 giờ, bộ trao đổi nhiệt thì nên làm sạch sau mỗi 2400 giờ hoạt động.

– Đặt máy phát trong một khu vực mở, thông thoáng, đủ không khí trong lành.

6.Hệ thống bôi trơn

Động cơ của máy phát điện được bôi trơn bởi các phân tử dầu nhớt có tác dụng giảm ma sát, chống mài mòn các chi tiết của động cơ máy phát điện. Máy phát điện có nhiều động cơ chuyển động bên trong nên nhờ có lớp màng dầu , độ nhớt nên các bề mặt kim loại của các bộ phận trong máy tiếp xúc với nhau được bảo vệ và chống ăn mòn, mài mòn cho các bề mặt kim loại và hợp kim. Ngoài ra độ nhớt còn tạo thành chất làm kín giữa pít-tông, xéc măng, và thành xy-lanh để luôn giữ áp suất trong buồng đốt giúp giảm thiểu các chất khí cháy gây tổn hại cho động cơ.

Nên thường xuyên kiểm tra mức dầu bôi trơn và kiểm tra ngăn ngừa rò rỉ chất bôi trơn hằng ngày để máy phát điện hoạt động đạt công suất hiệu quả. Nguyên liệu bôi trơn thường được thực hiện bằng dầu được lưu trữ trong một chiếc máy bơm.

7.Bộ nạp ắc quy

Bộ nạp ắc quy chịu trách nhiệm giữ cho pin máy phát điện luôn luôn đầy với một điện áp thả nổi chính xác. Nếu điện áp thả nổi rất thấp, pin sẽ nạp thiếu. Nếu điện áp thả nổi rất cao, nó sẽ rút ngắn tuổi thọ của pin. Sạc pin thường được làm từ thép không gỉ, hạn chế ăn mòn, tự động và không cần phải điều chỉnh hoặc cài đặt nào khác.

Làm gì khi máy phát điện của bạn đang hoạt động bỗng rơi vào tình trạng hết bình ?

Vậy nên trang bị thêm một bộ sạc bình máy phát điện là điều rất cần thiết. Đối với những dòng máy phát điện công nghiệp hay máy phát điện dân dụng thì bộ xác bình và bộ nạp ắc quy luôn cùng song song hoạt động với nhau. Bộ sạc bình có thể sinh ra một lượng điện áp một chiều độc lập , không gây trở ngại gì cho sự hoạt động của máy phát điện.

Để phát huy tốt nhất tình trạng phát điện của máy phát ta nên tiến hành kiểm tra đo điện áp sạc nổi, kiểm tra các thiết bị kết nối , kiểm tra lượng dung dịch bên trong.

8. Thiết bị điều khiển

Thiết bị điều khiển bao gồm các thiết bị phần cứng và phần mềm, cho phép người dùng điều khiển và giám sát hoạt động của tổ máy phát điện.Đối với dòng máy phát điện công nghiệp bảng thiết bị điều khiển hiện tất cả các thông số khác nhau giúp người dùng dễ dàng sử dụng và điều chỉnh các chức năng phù hợp qua các phím bấm.

Có những loại bảng điều khiển sẽ hiện bằng kim đồng hồ, có loại sẽ dùng bảng điều khiển LED.

Hệ thống điều khiển của một máy phát điện công nghiệp bao gồm :

Chức năng các phím của bảng điều khiển MRS-16

Start Up: Khởi động động cơ máy phát. Stop: Dừng động cơ Reset: Xóa thông báo lỗi và báo động lỗi Horn reset: Tắt còi báo lỗi Mode left: Thay đổi các chế độ của máy phát điện chiều trái (MEASUREMENT – AUTO – MAN – OFF). Mode right: thay đổi các chế độ của máy phát điện chiều phải ( OFF – MAN – AUTO – MEASUREMENT). Bật tắt nguồn máy phát bằng tay. Đèn báo lỗi máy phát : khi đèn LED nháy đỏ thì máy phát báo đang có lỗi. Sau khi nhấn nút reset lỗi (Nút số 3) sẽ có 2 trường hợp: – Đèn vẫn sáng và báo động vẫn còn: Máy phát còn bị lỗi – Đèn tắt và không còn báo động: Máy phát bình thường. Đèn báo điện áp máy phát: Đèn LED xanh bật nếu có điện áp ra và không quá giới hạn. Connect generator set power present: Đèn LED sáng xanh nếu cầu dao máy phát điện bật (cho sử dụng phụ tải), nếu không đèn LED sẽ nháy. Page: Chuyển trang hiển thị các lựa chọn để tùy chỉnh. Up: Chọn lên các mục muốn tùy chỉnh hoặc tăng giá trị của từng mục được chọn. Down: Chọn xuống các mục muốn tùy chỉnh hoặc giảm giá trị của từng mục được chọn. Enter: xác nhận giá trị thay đổi Màn hình hiển thị .

9. Kết cấu khung chính

Tất cả các máy phát điện động cơ nổ, di động hoặc văn phòng đều có một hỗ trợ cơ sở cấu trúc. Khung này cũng cho phép tạo ra sự nối đất an toàn.

So với các dòng máy phát điện thường, máy phát điện công nghiệp thường là công suất hoạt động cực mạnh, có thể sử dụng cho hoạt động của các loại máy móc có công năng lớn.Hiện tại các dòng máy phát điện công nghiệp với động cơ hoạt động khá êm có hệ thống chống ồn tốt, không gây ra bất cứ tiếng ồn nào làm ảnh hưởng đến môi trường làm việc xung quanh.