4.1. Nguyên tắc biến cơ năng thành điện năng.
Máy phát điện là một thiết bị có khả năng biến đổi cơ năng thành điện năng, nguyên lý làm việc của máy phát điện được thông qua ứng dụng của nguyên lý cảm ứng điện từ và các định luật về những tác dụng của lực từ trường trên dòng điện.
Hiện tượng cảm ứng điện từ : Khi số đường sức từ của nam châm đi xuyên qua tiết diện của cuộn dây tăng giảm một cách luân phiên (do nam châm quay tròn hoặc do cuộn dây quay tròn), khi đó, trong cuộn dây cũng xuất hiện dòng điện cảm ứng luân phiên đổi chiều.
Trong thực tế, các nhà sản xuất dựa vào hiện tượng trên để phân thành 2 loại máy phát điện: Máy phát điện xoay chiều 3 pha và máy phát điện xoay chiều một pha.
Về cơ bản thì 2 loại máy phát điện này đều là máy đồng bộ. Tuy nhiên về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động thì có đôi chút sự khác biệt.
Máy phát điện 1 pha: cấu tạo phần stato có thể là phần ứng (hoặc phần cảm), ngược lại thì roto có thể là phần cảm (hoặc phần ứng).
Khi roto quay, trong các cuộn dây sẽ xuất hiện một xuất điện động biến thiên trong mạch.
Nếu ta đưa suất điện động xoay chiều này ra ngoài thì ở mạch ngoài sẽ xuất hiện một dòng điện xoay chiều.
Máy phát điện 3 pha: có cấu tạo gồm 2 phần chính là stato và roto. Stato được làm từ nam châm điện, còn roto được cấu tạo gồm 3 cuộn dây giống nhau đặt đặt lệch nhau 1 góc 1200.
Khi roto quay đều , trên các cuộn dây xuất hiện xác xuất điện động cảm ứng xoay chiều.
Khi các suất điện động này được đưa ra mạch ngoài thì sẽ sản sinh ra thành các dòng điện xoay chiều 3 pha.
Các máy phát điện hoạt động theo nguyên lý này được sử dụng rộng rãi với nhiều ưu điểm như giá thành tương đối thấp, công suất hoạt động cao,…
Các máy phát điện động cơ xoay chiều có dải công suất rộng nên được sử dụng phổ biến.
4.2. Nguyên tắc biến điện năng thành cơ năng.
Động cơ điện là máy điện dùng để chuyển đổi năng lượng điện sang năng lượng cơ. Còn sản phẩm máy điện sử dụng để chuyển đổi ngược lại từ cơ sang điện được gọi là máy phát điện hay dynamo.
Các động cơ điện thường gặp, được dùng trong nhà phổ biến như quạt điện, tủ lạnh, máy giặt, máy bơm nước.
- Cấu tạo của động cơ điện
Động cơ điện gồm 2 phần chính là phần đứng yên và phần chuyển động. Phần đứng yên (stato) gồm phần quấn dây của ba pha điện quấn trên các lõi sắt, bố trí trên một vành tròn và tạo ra các từ trường quay. Phần chuyển động roto được quấn nhiều vòng, có tác dụng như một cuộn dây quấn trên lõi thép.
Khi cuộn dây trên rotor và stator được kết nối với nguồn điện sẽ tạo ra các từ trường xung quanh. Sự tương tác giữa từ trường, rotor và stator tọa ra những chuyển động quay của rotor hay stator, quanh trục hay một modem
- Nguyên lý hoạt động
Phần lớn những loại động cơ điện hoạt động theo nguyên lý điện từ. Tuy nhiên, những loại động cơ dựa trên những nguyên lý khác như lực tĩnh điện và những hiệu ứng điện áp cũng được áp dụng.
Nguyên lý cơ bản mà những động cơ dựa vào là có một lực cơ học trên nguồn dây có dòng điện chạy qua nằm trong một từ trường.