Hình 3.1. Sơ đồ cấu tạo của máy phát. Các thành phần chính của máy phát điện:
(1) Động cơ (2) Đầu phát (3) Hệ thống nhiên liệu (4) Ổn áp (5) Hệ thống làm mát (6) Hệ thống xả (7) Bộ nạp ắc-quy
(8) Control Panel hay thiết bị điều khiển Hình 3.2. Máy phát điện
1. Động cơ: Tạo ra moment quay
- Là dạng động cơ dầu diesel hoặc động cơ xăng - 4 thì. Chuyển hóa nguồn nguyên liệu xăng - dầu thành moment quay máy phát đồng bộ. Biến đổi chuyển động quay cơ năng thành điện năng - Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Máy phát điện sử dụng nhiều loại nhiên liệu đầu vào khác nhau như: diesel, xăng, propan (ở dạng lỏng hoặc khí), và khí thiên nhiên.
- Động cơ nhỏ thương hoạt động bằng xăng, trong khi động cơ lớn hơn chạy bằng dầu diesel, propan lỏng, khí propane, hoặc khí tự nhiên.
2. Máy phát đồng bộ: sử dụng moment quay phát ra điện Gồm 2 phần chính:
- Rotor phần quay: luôn là phần cảm (tạo ra từ trường) - là một nam châm điện nhờ nguồn 1 chiều DC chỉnh lưu và cấp từ bên ngoài (ắc quy hoặc chỉnh lưu từ chính nguồn máy phát,…).
- Stato phần đứng yên: luôn là phần ứng - là 3 cuộn dây riêng rẻ, hoàn toàn giống nhau, quấn trên ba lõi sắt đặt lệch nhau 1200 trên một vòng tròn.
- Phần quay có từ trường, từ trường này quay (quay theo phần quay rotor) và cắt các cuộn dây phần ứng, sinh ra dòng điện.
3. Hệ thống nhiên liệu:
- Bình nhiên liệu thường dự trữ để máy phát điện hoạt động từ 6 đến 8 giờ. - Đối với các máy phát điện nhỏ, bồn chứa nhiên liệu là một phần đế trượt của máy phát điện hoặc được lắp trên khung máy phát điện. Đối với các máy phát điện thương mại, có thể cần xây dựng và cài đặt thêm một bình chứa nhiên liệu bên ngoài. Các tính năng thông thường của hệ thống nhiên liệu bao gồm những điều sau đây:
- Ống nối từ bồn chứa nhiên liệu đến động cơ: Dòng cung cấp hướng dẫn nhiên liệu vào và ra động cơ.
- Ống thông gió bình nhiên liệu: Các bồn chứa nhiên liệu có một đường ống thông gió, để ngăn chặn sự gia tăng áp lực, hoặc chân không trong quá trình bơm và hệ thống thoát nước của bể chứa. Khi bạn nạp đầy bình nhiên liệu, 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 chứa nhiên liệu đến các đường ống cống: đây là yêu cầu để khi bị tràn trong quá trình bơm, nhiên liệu không làm đổ chất lỏng lên máy phát điện.
- Bơm nhiên liệu: nhiên liệu chuyển từ bể chứa chính (lưu trữ nhiên liệu, đặc biệt quan trọng đối với các tổ chức thương mại) vào bể chứa trong ngày. Các máy bơm nhiên liệu thông thường hoạt động bằng điện.
- Bình lọc nhiên liệu, tách nước và vật lạ trong nhiên liệu lỏng, để bảo vệ các thành phần khác của máy phát điện khỏi sự ăn mòn và chất bẩn gây tắc nghẽn.
- Kim phun: phun chất lỏng nhiên liệu dưới dạng phun sương vào buồng đốt động cơ.
4. Ổn áp:
- Ổn áp: chuyển đổi điện áp xoay chiều AC thành dòng điện 1 chiều DC. Điều chỉnh một phần nhỏ điện áp đầu ra để chuyển đổi nó thành dòng điện một chiều. Dòng điện 1 chiều này tập hợp trong cuộn dây thứ cấp của stato, được gọi là cuộn dây kích thích.
- Cuộn dây kích thích: chuyển đổi dòng điện 1 chiều DC thành dòng điện xoay chiều AC. Các cuộn dây kích thích có chức năng tương tự như các cuộn dây stato chính và tạo ra dòng điện xoay chiều nhỏ. Các cuộn dây kích thích được kết nối với các đơn vị được gọi là chỉnh lưu quay.
- Bộ chỉnh lưu quay: chuyển đổi dòng điện 1 chiều thành dòng điện xoay chiều. Chỉnh lưu các dòng điện xoay chiều phát sinh bởi các cuộn dây kích thích, và chuyển đổi nó thành dòng điện một chiều. Dòng điện 1 chiều này cung cấp cho Roto/ phần ứng tạo ra một trường điện từ, ngoài từ trường quay của rotor.
- Rotor/ Phần ứng: chuyển đổi dòng điện 1 chiều thành dòng xoay chiều. Rotor sinh ra dòng điện xoay chiều lớn hơn xung quanh cuộn dây stator, các máy phát điện hiện nay sản xuất một điện thế xoay chiều AC lớn hơn ở đầu ra.
- Chu kỳ này tiếp tục cho đến khi máy phát điện bắt đầu sản xuất điện áp đầu ra tương đương với khả năng điều hành đầy đủ của nó. Đầu ra của máy phát điện tăng, nó điều chỉnh điện áp sản xuất ra ít dòng điện 1 chiều hơn. Một khi máy phát điện đạt công suất hoạt động đầy đủ, điều chỉnh điện áp đạt đến một trạng thái thăng bằng, và tạo ra dòng 1 chiều đủ để duy trì sản lượng của máy phát điện ở mực độ hoạt đồng đầy đủ.
- Khi bạn thêm một tải, sản lượng điện áp sẽ bị thấp xuống một chút. Điều này nhắc nhở việc điều chỉnh điện áp và bắt đầu lại chu kỳ trên. Chu kỳ tiếp tục cho đến khi máy phát điện dốc đầu ra, để điều hành công suất đầy đủ của nó.
5. Hệ thống làm mát:
- Liên tục sử dụng hệ thống làm lạnh có thể làm nóng các thành phần khác nhau của máy phát điện. Máy phát điện cần thiết có một hệ thống làm mát, và thông gió thu hồi nhiệt sinh ra trong quá trình.
- Nước chưa được xử lý/ nước sạch đôi khi được sử dụng như một chất làm mát cho máy phát điện. Hydrogen đôi khi được xử dụng như một chất làm mát cho các cuộn dây stator máy phát điện lớn, vì nó rất hiệu quả trong hấp thụ nhiệt.
- Đối với tất cả các ứng dụng phổ biến khác, dân cư và công nghiệp có một tiêu chuẩn tản nhiệt và quạt được gắn trên các máy phát điện và các công trình như hệ thống làm mát chính.
- Cần thiết để kiểm tra mức nước làm mát của máy phát điện hàng ngày. Hệ thống làm mát và bơm nước thô cần được rửa sạch sau mỗi 600 giờ, và bộ trao đổi nhiệt nên được làm sạch sau mỗi 2400 giờ máy phát điện hoạt động. Máy phát điện nên được đặt trong một khu vực mở, thông thoáng được cung cấp đủ không khí trong lành. Mỗi bên máy phát điện nên có một không gian tối thiểu là 3 feet (~1m) để đảm bảo lưu thông khí làm mát máy.
6. Hệ thống bôi trơn:
- Máy phát điện bao gồm bộ phận chuyển động bên trong động cơ của nó, nó cần được bôi trơn để đảm bảo hoạt động bền và êm suốt một thời gian dài.
- Động cơ của máy phát điện được bôi trơn bằng dầu được lưu trữ trong một máy bơm. Cần phải kiểm tra mức dầu bôi trơn mỗi 8 giờ máy phát hoạt động.
- Đặc biệt hệ thống bôi trơn cần kiểm tra kỹ lưỡng để ngăn ngừa rò rỉ chất bôi trơn, và cần thay đổi dầu bôi trơn mỗi 500 giờ máy phát điện hoạt động.