Những Điểm Khác Nhau Chính Giữa Máy Phát Điện AC và DC

Sự Khác Nhau Chính Giữa Máy Phát Điện AC và DC

Máy điện là thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ thành năng lượng điện và ngược lại. Máy phát điện là loại máy như vậy chuyển đổi năng lượng cơ thành năng lượng điện. Tuy nhiên, năng lượng điện được tạo ra có thể ở dạng dòng điện xoay chiều (AC) hoặc dòng điện một chiều (DC). Do đó, sự khác biệt chính giữa máy phát điện AC và DC là chúng tạo ra dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều tương ứng. Mặc dù có một số điểm giống nhau giữa hai loại, nhưng cũng tồn tại khá nhiều sự khác biệt.

Trước khi đi vào danh sách các sự khác biệt giữa chúng, chúng ta sẽ thảo luận về cách máy phát điện tạo ra điện & cách tạo ra AC & DC.

Tạo Điện

Điện được tạo ra dựa trên Định luật Cảm ứng Điện từ của Faraday, theo đó dòng điện hoặc lực điện động (EMF) sẽ được cảm ứng trong dây dẫn khi nó được đặt trong trường từ thay đổi. Cả máy phát điện AC và DC đều hoạt động dựa trên nguyên tắc này để tạo ra dòng điện.

Có hai phương pháp để thay đổi trường từ tác dụng lên dây dẫn: hoặc quay trường từ xung quanh dây dẫn cố định, hoặc quay dây dẫn bên trong trường từ cố định. Trong cả hai trường hợp, các đường từ trường tương tác với dây dẫn thay đổi, do đó gây ra dòng điện trong dây dẫn.

Máy phát điện xoay chiều sử dụng khái niệm về trường từ quay xung quanh dây dẫn cố định, mặc dù điều này sẽ không được thảo luận trong bài viết hiện tại.

Máy Phát Điện AC: Vòng Trượt và Máy Phát Điện Xoay Chiều

Vì vòng trượt là những vòng dẫn liên tục, chúng truyền dòng điện xoay chiều được tạo ra trong phần tử armature nguyên vẹn. Khi các bàn chải di chuyển liên tục trên các vòng này, nguy cơ ngắn mạch hoặc tia lửa giữa các bộ phận rất thấp. Điều này dẫn đến tuổi thọ lâu hơn cho các bàn chải trong máy phát điện AC so với máy phát điện DC.

Máy phát điện xoay chiều là một loại máy phát điện chỉ dùng cho AC, có phần tử armature cố định và trường từ quay. Vì dòng điện được tạo ra trong phần tử cố định, việc truyền nó đến mạch ngoại vi cố định đơn giản và trực tiếp hơn. Trong các thiết kế này, các bàn chải chịu ít mòn, tăng cường độ bền.

Máy Phát Điện DC

Máy phát điện DC là thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ thành năng lượng điện một chiều (DC), còn được gọi là máy điện. Nó tạo ra dòng điện một chiều dao động, nơi mà mức độ dòng điện có thể thay đổi nhưng hướng vẫn giữ nguyên.

Dòng điện được cảm ứng trong các dây dẫn armature quay tự nhiên là dòng điện xoay chiều. Để chuyển đổi nó thành DC, một commutator hình vòng chia đôi được sử dụng. Commutator không chỉ chuyển dòng điện từ armature quay sang mạch cố định mà còn đảm bảo hướng dòng điện cung cấp luôn giữ nguyên.

Commutator Hình Vòng Chia Đôi trong Máy Phát Điện DC

Commutator hình vòng chia đôi bao gồm một dây dẫn hình vòng chia thành hai nửa, có khe cách điện giữa chúng. Mỗi nửa của vòng chia đôi được kết nối với một đầu cuối riêng biệt của cuộn dây armature, trong khi hai bàn chải than cố định tiếp xúc trượt với commutator quay để cung cấp dòng điện cho mạch ngoại vi.

Khi armature quay và dòng điện AC cảm ứng đảo chiều mỗi nửa chu kỳ, commutator hình vòng chia đôi đảm bảo rằng dòng điện cung cấp cho mạch duy trì hướng nhất quán:

• Trong nửa vòng quay, dòng điện chảy qua một bàn chải đến mạch.

• Trong nửa vòng quay tiếp theo, các đoạn của commutator chuyển tiếp xúc với bàn chải, đảo chiều dòng điện nội bộ nhưng duy trì dòng điện ngoại vi cùng hướng.

Tuy nhiên, khe giữa các đoạn của commutator đưa ra hai thách thức chính:

• Tia lửa: Khi bàn chải chuyển tiếp xúc giữa các đoạn, chúng tạm thời cầu chung khe, gây ra ngắn mạch và tia lửa tạm thời.

• Mòn Bàn Chải: Các lần đánh lửa lặp đi lặp lại và áp lực cơ học làm tăng tốc độ mòn của bàn chải, giảm hiệu suất và tuổi thọ của máy phát điện.

Những yếu tố này đòi hỏi bảo dưỡng và thay thế bàn chải thường xuyên hơn trong máy phát điện DC so với máy phát điện AC có vòng trượt.