Máy phát điện xoay chiều trong kĩ thuật có đặc tính kĩ thuật như thế nào?

Đáp án và lời giải chính xác cho câu hỏi “Máy phát điện xoay chiều trong kĩ thuật có đặc tính kĩ thuật như thế nào?” cùng với kiến thức mở rộng về Máy phát điện xoay chiều là những tài liệu học tập vô cùng bổ ích dành cho thầy cô và bạn học sinh.

Trả lời câu hỏi: Máy phát điện xoay chiều trong kĩ thuật có đặc tính kĩ thuật như thế nào?

Máy phát điện trong công nghiệp có thể cho dòng điện có cường độ 10 kA và hiệu điện thế xoay chiều 10,5 kV, đường kính tiết diện ngang của máy đến 4 m, chiều dài lên đến 20 m, công suất 110 MW. Trong các máy này, các cuộn dây là stato, còn rôto là nam châm diện mạnh. Ở nước ta, các máy cung cấp điện có tần số 50 Hz cho lưới điện quốc gia.

Tiếp theo đây, hãy cùng Top lời giải đi tìm hiểu nhiều hơn những kiến thức về máy phát điện xoay chiều nhé!

Kiến thức tham khảo về Máy phát điện xoay chiều

1. Máy phát điện xoay chiều là gì?

- Máy phát  điện xoay chiều là một máy phát điện chuyển đổi năng lượng cơ học thành điện năng dưới dạng của điện xoay chiều. 

- Vì lý do chi phí và đơn giản, hầu hết các phát điện sử dụng một từ trường quay với một thiết bị cố định. Đôi khi người ta cũng sử dụng một máy phát điện xoay chiều tuyến tính có phần bao ngoài quay còn từ trường lại đứng yên. 

- Về nguyên tắc, bất kỳ máy phát điện tạo ra điện xoay chiều nào cũng có thể được gọi là một phát điện xoay chiều, nhưng thường là từ này đề cập đến các máy làm quay trục do ô tô và các động cơ đốt trong điều khiển. 

- Máy phát điện xoay chiều sử dụng nam châm vĩnh cửu để tạo từ trường được gọi là magneto. Máy phát điện xoay chiều dùng trong nhà máy điện được thúc đẩy bằng tuốc bin hơi nước được gọi là máy phát điện tuốc bin. 

- Các máy phát điện 3 pha 50 Hz hay 60 Hz loại lớn trong các nhà máy điện sản xuất ra hầu hết năng lượng điện của thế giới, sau đó điện năng được hệ thống điện lưới phân phối.

2. Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều

- Cấu tạo máy phát điện xoay chiều gồm 2 phần chính là phần cảm và phần ứng.

+ Phần cảm (roto): gồm các nam châm điện có chức năng tạo ra từ thông.

+ Phần ứng (stato): được tạo thành bởi hệ thống các cuộn dây điện cố định, giống nhau về kích thước.

- Bên cạnh 2 bộ phận chính trên còn các bộ phận cấu thành khác như: đầu phát, hệ thống nhiên liệu, làm mát, hệ thống xả,…

3. Nguyên lý hoạt động của máy phát điện xoay chiều

- Hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi số đường sức từ của nam châm xuyên qua tiết diện của cuộn dây luân phiên tăng giảm(hay còn gọi là từ thông qua cuộn dây biến thiên) thì dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây cũng luân phiên đổi chiều. Từ thông qua cuộn dây tăng giảm có thể là do cuộn dây quay tròn hoặc nam châm quay tròn. Nếu chu trình cứ tái diễn liên tục như vậy thì sẽ hình thành nên dòng điện.

4. So sánh sự khác nhau giữa máy phát điện xoay chiều 1 pha và máy phát điện xoay chiều 3 pha

- Điểm giống nhau

+ Có thể thấy cả hai loại máy phát điện đều là những thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng, thông qua nguyên lý cảm ứng điện từ. Nguồn cơ năng được sử dụng khá đa dạng, từ sơ cấp đến các loại cơ năng đặc biệt như tua bin hơi, tua bin gió, tua bin nước... Trong đó, được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là loại động cơ đốt trong.

+ Trong công nghiệp, máy phát điện đóng vai trò quan trọng, giúp doanh nghiệp giải quyết bài toán khó khăn trong trường hợp nguồn điện lưới bị cắt đột xuất hoặc điện lưới không ổn định. Nhờ đó mà công tác sản xuất không bị gián đoạn.

+ Còn trong nông nghiệp và các ngành dịch vụ khác, máy phát điện giúp cung cấp nguồn năng lượng dự phòng phục vụ công tác tưới tiêu, nâng cao năng suất lao động, tạo động lực để các ngành này phát triển mạnh mẽ.

- Sự khác nhau

Hai loại thiết bị này có những điểm khác nhau cơ bản cơ bản sau đây:

+ Máy phát điện một chiều sẽ sử dụng 2 vành khuyên đảm nhận nhiệm vụ đảo chiều dòng điện, trong khi khung dây quay trong từ trường để đảm bảo dòng điện tạo ra là một chiều nhất định.

+ Đối với máy phát điện xoay chiều, dòng điện tạo ra sẽ là 2 nửa chu kỳ nên máy phát điện sẽ không cần vành khuyên làm nhiệm vụ đảo chiều, mà chỉ cần vành tiếp điện để đưa dòng điện tạo ra ra ngoài. Thông thường dòng điện xoay chiều sẽ được sử dụng để cung cấp năng lượng cho hoạt động của các thiết bị công nghiệp như máy hút bụi nhà xưởng, máy rửa xe gia đình hay dâu chuyền sản xuất...

+ Máy phát điện xoay chiều thường sẽ sử dụng nam châm điện, trong khi máy phát điện một chiều sẽ sử dụng nam châm vĩnh cửu.

5. Câu hỏi trắc nghiệm

Câu 1: Chọn câu sai khi nói về máy phát điện

A. Nguyên tắc hoạt động của máy dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ

B. Có cầu tạo gồm hai phần: phần cảm tạo ra từ trường, phần ứng tạo ra suất điện động

C. Khi phần cảm quay thì cần bộ góp (vành khuyên và hai chôi quét) lấy điện ra ngoài.

D. Phần cảm hay phần ứng đều có thể quay được.

Câu 2: Một máy phát điện xoay chiều 1 pha có Rô-to gồm 4 cặp cực, muốn tần số dòng điện xoay chiều mà máy phát ra là 50 Hz thì Rô-to phải quay với tốc độ là

A. 3000 vòng/phút.

B. 1500 vòng/phút.

C. 750 vòng/phút.

D. 500 vòng/phút

Câu 3: Trong máy phát điện xoay chiều 3 pha: Tại thời điểm t, suất điện động trong cuộn 1 cực đại thì sau đó 112 chu kì, suất điện động trong

A. Cuộn 1 bằng 0.

B. Cuộn 2 cực đại.

C. Cuộn 3 cực đại.

D. Cuộn 2 bằng 0. 

Câu 4: Một máy phát điện xoay chiều một pha phát ra dòng điện có tần số 60Hz để duy trì hoạt động của một thiết bị kĩ thuật (chỉ hoạt động với tần số 60Hz). Nếu thay roto của máy này bằng roto khác có nhiều hơn một cặp cực thì số vòng quay của roto trong một giờ thay đổi 7200 vòng. Số cặp cực của roto ban đầu là

A. 5

B. 10

C. 15

D. 4

Câu 5: Tần số quay của roto luôn bằng tần số dòng điện trong

A. Tất cả các loại máy phát điện xoay chiều

B. Động cơ không đồng bộ 3 pha

C. Máy phát điện xoay chiều một pha, phần cảm có nhiều cặp cực

D. Máy phát điện xoay chiều một pha, phần cảm có một cặp cực

Câu 6: Máy phát điện xoay chiều một pha có Rô-to là phần ứng và máy phát điện xoay chiều ba pha giống nhau ở điểm nào sau đây?

A. Đều có phần ứng quay, phần cảm có định.

B. Đều có bộ góp điện để dẫn điện ra mạch ngoài. 

C. Đều có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

D. Trong mỗi vòng quay của Rô-to, suất điện động của máy đều biển thiên tuần hoàn hai lần.