Kiến thức, Kiến Thức Ngành Điện

Máy điện 1 chiều là gì? Cấu tạo, thông số kỹ thuật?

Máy điện 1 chiều là gì?

Máy điện một chiều có thể dùng làm động cơ điện, máy phát điện hay dùng trong những điều kiện làm việc khác.

Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt. Vì vậy máy được dùng nhiều trong những ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ.

Máy phát điện một chiều dùng làm nguồn cho các động cơ điện một chiều, làm nguồn kích từ trong máy điện đồng bộ, cung cấp nguồn điện một chiều điện áp thấp cho công nghiệp điện hóa học như tinh luyện đồng, nhôm, mạ điện …

So với máy điện xoay chiều, máy điện một chiều có những nhược điểm như: giá thành đắt hơn, chế tạo và bảo quản cổ góp phức tạp. Tuy nhiên, do những ưu điểm vừa kể trên, máy điện một chiều vẫn còn giữ một tầm quan trọng nhất định trong sản xuất công nghiệp.

Cấu tạo máy điện 1 chiều

  • Dây quấn phần ứng.
  • Rotor.
  • Cực từ chính.
  • Dây quấn cực từ chính.
  • Cực từ phụ.
  • Dây quấn cực từ chính.
  • Gông.
Mặt cắt dọc trục và mặt cắt ngang trục máy điện một chiều
Hình ảnh: Mặt cắt dọc trục và mặt cắt ngang trục máy điện một chiều

Phân loại máy điện 1 chiều

Máy điện 1 chiều có thể được phân loại thành hai loại chính: động cơ điện 1 chiều (DC) và máy phát điện 1 chiều (DC). Tuy nhiên, cả hai loại này cũng có nhiều dạng khác nhau dựa trên cấu trúc và nguyên lý hoạt động của chúng. Dưới đây là một số loại phổ biến:

Động cơ điện 1 chiều (DC)

  1. Động cơ DC không chổi than: Loại động cơ này không sử dụng chổi than để dẫn điện và không cần cầu chì. Thay vào đó, nó sử dụng các cuộn dây hoặc đường dẫn chất lỏng để truyền dòng điện.
  2. Động cơ DC chổi than: Đây là loại động cơ thông dụng nhất, sử dụng chổi than để dẫn điện và cầu chì để chuyển đổi dòng điện. Động cơ này có thể được điều chỉnh tốc độ dễ dàng.
  3. Động cơ DC từ trường chung: Động cơ này sử dụng một nam châm vĩnh cửu hoặc một cuộn dây điện từ để tạo ra từ trường chung giữa rotor và stator. Động cơ từ trường chung thường có hiệu suất cao hơn so với các loại động cơ DC khác.
  4. Động cơ DC loại hộp số: Đây là loại động cơ được kết hợp với một hộp số cố định hoặc biến thiên để điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn của động cơ.

Máy phát điện 1 chiều (DC)

  1. Máy phát điện từ trường chung: Máy phát điện này sử dụng một nam châm vĩnh cửu hoặc một cuộn dây điện từ để tạo ra từ trường chung giữa rotor và stator. Máy phát điện từ trường chung thường có hiệu suất cao hơn so với các loại máy phát điện DC khác.
  2. Máy phát điện chổi than: Đây là loại máy phát điện thông dụng nhất, sử dụng chổi than để dẫn điện và cầu chì để chuyển đổi dòng điện. Máy phát điện chổi than thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, nông nghiệp và dân dụng.
  3. Máy phát điện không chổi than: Loại máy phát điện này không sử dụng chổi than để dẫn điện và không cần cầu chì. Thay vào đó, nó sử dụng các cuộn dây hoặc đường dẫn chất lỏng để truyền dòng điện. Máy phát điện không chổi than thường có tuổi thọ cao hơn và ít bảo trì hơn so với máy phát điện chổi than.
  4. Máy phát điện loại gắn kết: Đây là loại máy phát điện được thiết kế để gắn trực tiếp vào trục của động cơ hoặc máy móc khác. Máy phát điện loại gắn kết thường có kích thước nhỏ gọn, giúp tiết kiệm không gian và giảm trọng lượng của hệ thống.

Ngoài ra, cả động cơ và máy phát điện 1 chiều cũng có thể được phân loại dựa trên cách thức kết nối các cuộn dây trong thiết bị.

Tổn hao trong máy điện 1 chiều

Các loại tổn hao trong máy phát điện 1 chiều gồm:

Tổn hao cơ

Bao gồm tổn hao ở ổ bi, ma sát giữa chổi than và vành góp, của không khí với cánh quạt,… Tổn hao này phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ quay của máy, thông thường.

Tổn hao sắt

Do trễ từ và dòng điện xoáy trong lõi thép gây nên.

Tổn hao đồng

Tổn hao đồng trong mạch phần ứng bao gồm tổn hao đồng trong dây quán phần ứng cực từ phụ, tổn hao tiếp xúc giữa chổi than và vành góp.

Tổn hao phụ

Sinh ra trong thép cũng như ở trong đồng của máy điện.

Thông số kỹ thuật máy điện 1 chiều

Dưới đây là một số thông số kỹ thuật cơ bản của máy điện 1 chiều:

  1. Công suất (Power): Được tính bằng công thức P = U x I, trong đó P là công suất (Watt), U là điện áp (Volt) và I là dòng điện (Ampere). Công suất của máy phát điện 1 chiều thường được đo bằng watt (W) hoặc kilowatt (kW).
  2. Điện áp (Voltage): Là mức độ dòng điện mà máy phát điện có thể cung cấp, thường được đo bằng volt (V). Điện áp phổ biến cho máy phát điện 1 chiều thường là 12V, 24V, hoặc 48V.
  3. Dòng điện (Current): Là lượng điện năng được cung cấp thông qua máy phát điện, thường được đo bằng ampere (A). Dòng điện của máy phát điện 1 chiều thường phụ thuộc vào công suất và điện áp của máy.
  4. Hiệu suất (Efficiency): Được đo bằng tỉ lệ giữa công suất đầu ra và công suất đầu vào của máy phát điện. Hiệu suất thường được đo bằng phần trăm (%).
  5. Loại động cơ (Engine Type): Máy phát điện 1 chiều thường sử dụng động cơ xăng, dầu diesel, khí đốt, hoặc năng lượng tái tạo (như năng lượng mặt trời, gió, thủy điện, vv.) để chuyển đổi năng lượng sang điện năng.
  6. Kích thước và trọng lượng (Size and Weight): Máy phát điện 1 chiều có kích thước và trọng lượng khác nhau, tùy thuộc vào công suất, ứng dụng và yêu cầu của người dùng.
  7. Tính năng bảo vệ (Protection Features): Một số máy phát điện 1 chiều có tính năng bảo vệ như chống quá tải, ngắt mạch tự động khi có sự cố, bảo vệ quá nhiệt, vv.
  8. Thời gian hoạt động (Runtime): Thời gian mà máy phát điện có thể hoạt động liên tục trước khi cần nạp nănglượng hoặc bảo trì. Thời gian hoạt động phụ thuộc vào công suất của máy phát điện, dung lượng nhiên liệu hoặc nguồn năng lượng sử dụng, và tải của các thiết bị sử dụng điện năng từ máy phát điện. Thời gian hoạt động thường được đo bằng giờ (h) hoặc phút (min). Độ ồn (Noise Level): Máy phát điện thường phát ra tiếng ồn khi hoạt động. Độ ồn thường được đo bằng đơn vị decibel (dB). Máy phát điện có thiết kế chống ồn sẽ giúp giảm tiếng ồn phát ra khi hoạt động.
  9. Bảo hành và hỗ trợ (Warranty and Support): Hãng sản xuất thường cung cấp bảo hành và hỗ trợ kỹ thuật cho sản phẩm máy phát điện. Thời gian bảo hành có thể dao động từ 1 đến 5 năm tùy thuộc vào hãng và chính sách bảo hành của họ.
  10. Phụ kiện và thiết bị kèm theo (Accessories and Equipment): Một số máy phát điện 1 chiều đi kèm với phụ kiện như dây cáp, đầu nối, bộ điều khiển, bộ chuyển đổi điện áp (inverter), hệ thống lưu trữ năng lượng (pin), vv. để hỗ trợ hoạt động và ứng dụng của máy phát điện.

Khi chọn mua máy phát điện 1 chiều, bạn nên xem xét các thông số kỹ thuật trên để đảm bảo rằng máy phát điện đáp ứng được nhu cầu và yêu cầu sử dụng của bạn.

Công dụng máy điện 1 chiều

Máy điện 1 chiều, bao gồm cả động cơ điện một chiều (DC) và máy phát điện 1 chiều (DC), có nhiều công dụng trong cuộc sống hàng ngày và ngành công nghiệp. Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu:

  1. Động cơ điện 1 chiều (DC):
    1. Điều khiển tốc độ: Động cơ DC được sử dụng rộng rãi trong các máy công cụ, robot, hệ thống điều khiển tự động và các thiết bị chuyển động yêu cầu điều khiển tốc độ chính xác.
    2. Xe điện: Động cơ DC được sử dụng trong các loại xe điện như xe máy điện, xe đạp điện và một số dòng xe hơi điện.
    3. Điện gia dụng: Động cơ DC được sử dụng trong các thiết bị điện gia dụng như máy xay, máy ép trái cây, quạt điện và máy hút bụi. d. Ứng dụng công nghiệp: Động cơ DC được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp như máy nén khí, máy bơm, thiết bị nâng hạ và hệ thống truyền động.
  2. Máy phát điện một chiều (DC):
    1. Nguồn cung cấp điện dự phòng: Máy phát điện DC thường được sử dụng trong các hệ thống cung cấp điện dự phòng, như ắc quy, UPS (hệ thống nguồn điện không ngắt) và hệ thống điện năng lượng mặt trời.
    2. Sạc ắc quy: Máy phát điện DC được sử dụng trong các thiết bị sạc ắc quy, như sạc xe hơi, sạc xe máy điện và sạc xe đạp điện.
    3. Ứng dụng hàng hải: Máy phát điện DC được sử dụng trong các tàu thủy và thuyền để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện và hệ thống chiếu sáng.
  3. Ứng dụng truyền thông: Máy phát điện DC được sử dụng trong các trạm phát sóng, thiết bị truyền thông và hệ thống mạng để đảm bảo nguồn điện ổn định và liên tục.Ứng dụng năng lượng tái tạo: Cả động cơ và máy phát điện DC đều được sử dụng trong các hệ thống năng lượng tái tạo, chẳng hạn như hệ thống điện gió và điện mặt trời. Máy phát điện DC chuyển đổi năng lượng cơ khí từ turbine gió hoặc năng lượng mặt trời thành điện năng, trong khi động cơ DC được sử dụng để điều chỉnh hướng và góc nghiêng của tấm pin mặt trời hoặc cánh quạt gió để tối ưu hóa việc thu năng lượng.
  4. Ứng dụng trong y học: Động cơ DC được sử dụng trong các thiết bị y tế như máy trợ tim, máy thở, máy đo nhịp tim và máy mổ chính xác.