Chổi than máy phát điện là gì? Có nên mua máy phát điện có chổi than?

Trong thế giới công nghiệp và hệ thống dự phòng, máy phát điện đóng vai trò như trái tim của nguồn điện không gián đoạn. Tuy nhiên, ít ai biết rằng bên trong những chiếc máy phát điện đồ sộ ấy, có một bộ phận nhỏ bé nhưng lại vô cùng quan trọng: chổi than.

Với kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực bán và sửa chữa máy phát điện công nghiệp tại Việt Nam, Benzen Power hiểu rõ tầm quan trọng của bộ phận này đối với sự hoạt động ổn định của máy phát điện. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ về chổi than máy phát điện là gì? Tại sao nó lại quan trọng?

1. Chổi Than Máy Phát Điện Là Gì?

Chổi than máy phát điện là bộ phận tiếp xúc trượt, đóng vai trò cầu nối dẫn điện giữa phần tĩnh (stato) và phần quay (roto/vành trượt) của máy phát điện. Về hình dáng, chổi than có dạng khối chữ nhật hoặc hình trụ nhỏ, được làm từ vật liệu dẫn điện.

1.1. Vật liệu chế tạo chổi than

Chổi than thường được làm từ các vật liệu như:

• Carbon hoặc graphite: Đây là vật liệu chính, có khả năng dẫn điện tốt và chịu mài mòn
• Hợp chất cacbon-kim loại: Thường là carbon pha trộn với đồng, bạc hoặc các kim loại khác để tăng độ dẫn điện
• Trong một số trường hợp đặc biệt, chổi than có thể được làm từ hợp kim đồng-graphite để tăng tuổi thọ và hiệu suất dẫn điện

1.2. Cấu tạo chi tiết của chổi than

Một chổi than điển hình bao gồm các thành phần sau:

• Phần thân chổi than: Làm từ carbon hoặc graphite, có hình dáng phù hợp với khoang chứa
• Dây dẫn bằng đồng: Được gắn vào một đầu của chổi than để dẫn điện ra ngoài
• Lò xo: Đẩy chổi than áp sát vào vành trượt hoặc vành góp, đảm bảo tiếp xúc liên tục
• Giá đỡ: Định vị chổi than và cho phép nó di chuyển theo hướng ép vào vành trượt
• Vạch giới hạn mòn: Để người vận hành biết khi nào cần thay thế chổi than

2. Chổi Than Hoạt Động Như Thế Nào và Tại Sao Nó Quan Trọng?

2.1. Chức năng dẫn điện

Trong máy phát điện, chổi than đóng vai trò cực kỳ quan trọng – chúng là “cầu nối sống” cho dòng điện. Cụ thể, chổi than thực hiện các chức năng sau:

Đối với máy phát điện đồng bộ xoay chiều (phổ biến nhất):

• Chổi than tiếp xúc liên tục với vành trượt (slip ring) của rotor
• Dẫn dòng điện một chiều (DC) từ nguồn kích từ vào cuộn dây của rotor
• Tạo ra từ trường quay trong rotor, điều này thiết yếu để máy phát điện có thể tạo ra dòng điện cảm ứng trong stator

Nếu bạn muốn tìm hiểu kỹ hơn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung của loại máy này, bạn có thể xem bài viết chi tiết về Máy Phát Điện Xoay Chiều của chúng tôi. Từ đó bạn sẽ thấy vai trò của chổi than càng thêm rõ nét.

Đối với máy phát điện một chiều (ít phổ biến hơn):

• Chổi than tiếp xúc với vành góp (commutator)
• Chuyển đổi dòng điện xoay chiều được sinh ra trong cuộn dây armature thành dòng điện một chiều
• Dẫn dòng điện DC từ rotor ra mạch ngoài

2.2. Tầm quan trọng đối với hoạt động máy phát điện

Chổi than có vai trò không thể thay thế trong máy phát điện vì những lý do sau:

• Đảm bảo mạch điện liên tục: Chổi than tạo ra một kết nối dẫn điện liên tục giữa các bộ phận tĩnh và quay của máy phát, mà không cần sử dụng dây dẫn cố định (vốn sẽ bị xoắn và đứt nếu được sử dụng).
• Ổn định điện áp và tần số: Bằng cách đảm bảo dòng kích từ ổn định vào rotor, chổi than giúp duy trì điện áp và tần số đầu ra ổn định của máy phát điện.
• Kiểm soát hồ quang điện: Chổi than được thiết kế đặc biệt để giảm thiểu hồ quang điện tại điểm tiếp xúc với vành trượt/vành góp, ngăn ngừa hư hỏng cho máy phát.
• Điều chỉnh phản ứng phần ứng: Trong một số máy phát điện phức tạp, chổi than còn được sử dụng để điều chỉnh phản ứng phần ứng, giúp máy phát điện hoạt động ổn định dưới các tải khác nhau.

2.3. Hậu quả khi chổi than gặp sự cố

Khi chổi than gặp vấn đề, hậu quả có thể nghiêm trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của máy phát điện:

Máy phát điện hoạt động không ổn định:

• Điện áp đầu ra dao động thất thường
• Điện áp có thể đột ngột tăng hoặc giảm
• Tần số điện không ổn định, gây hại cho thiết bị được cấp điện

Giảm công suất phát:

• Máy phát không thể đạt công suất định mức
• Không đủ khả năng đáp ứng nhu cầu tải
• Hiệu suất giảm, tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn

Phát sinh tia lửa điện/hồ quang quá mức:

• Gây hư hỏng vành trượt/vành góp
• Tăng nhiệt độ máy phát điện
• Tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ trong trường hợp nghiêm trọng

Máy phát điện ngừng hoạt động hoàn toàn:

• Mất hoàn toàn dòng kích từ
• Không thể tạo ra điện áp đầu ra
• Hệ thống được cấp điện bị ngắt đột ngột

3. Chổi Than Thường Có Ở Những Loại Máy Phát Điện Nào?

Chổi than không xuất hiện trong tất cả các loại máy phát điện. Dưới đây là các loại máy phát điện thường sử dụng chổi than:

3.1. Máy phát điện đồng bộ xoay chiều

Đây là loại máy phát điện phổ biến nhất trong các ứng dụng công nghiệp và thương mại tại Việt Nam. Trong máy phát điện đồng bộ:

• Chổi than tiếp xúc với vành trượt (slip ring) trên rotor
• Dòng điện kích từ một chiều được cung cấp thông qua chổi than
• Từ trường quay được tạo ra trong rotor, cảm ứng ra dòng điện xoay chiều trong stator
• Điện áp và tần số đầu ra có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi dòng kích từ

3.2. Máy phát điện một chiều

Máy phát điện một chiều ít phổ biến hơn trong các ứng dụng công nghiệp hiện đại, nhưng vẫn được sử dụng trong một số trường hợp đặc biệt:

• Chổi than tiếp xúc với vành góp (commutator)
• Dòng điện xoay chiều được sinh ra trong armature (phần ứng) được chỉnh lưu thành dòng một chiều thông qua vành góp và chổi than
• Dòng điện một chiều được dẫn ra mạch ngoài qua chổi than

3.3. Hệ thống kích từ độc lập của máy phát xoay chiều

Một số máy phát điện xoay chiều cao cấp sử dụng máy phát kích từ nhỏ gắn trên cùng trục, trong đó:

• Hệ thống kích từ này có thể sử dụng chổi than riêng
• Tạo ra dòng điện kích từ cho máy phát điện chính
• Cho phép điều khiển chính xác hơn về điện áp đầu ra

4. Khi Nào Bạn Cần Kiểm Tra Hoặc Thay Chổi Than?

Với kinh nghiệm nhiều năm trong ngành máy phát điện tại Việt Nam, chúng tôi nhận thấy chổi than cần được kiểm tra định kỳ và thay thế khi cần thiết. Dưới đây là các dấu hiệu giúp bạn nhận biết thời điểm cần kiểm tra hoặc thay thế chổi than.

4.1. Các dấu hiệu bằng mắt thường

Độ dài chổi than:

• Chổi than bị mòn ngắn hơn mức quy định của nhà sản xuất (thường có vạch giới hạn mòn)
• Thông thường, chổi than cần được thay thế khi mòn đến khoảng 30-40% chiều dài ban đầu

Tình trạng bề mặt:

• Chổi than bị nứt, vỡ hoặc mòn không đều
• Bề mặt tiếp xúc với vành trượt/vành góp bị cháy đen hoặc biến dạng
• Xuất hiện các rãnh sâu hoặc hình dạng bất thường

Phát sinh tia lửa điện:

• Khi quan sát thấy nhiều tia lửa điện (hồ quang) quá mức tại vành trượt/vành góp trong lúc máy phát điện hoạt động
• Tia lửa xanh hoặc vàng lớn là dấu hiệu của vấn đề nghiêm trọng

Bụi than:

• Tích tụ bụi than nhiều bất thường quanh khu vực chổi than và vành trượt/vành góp
• Bụi than có màu đen và mịn, thường tích tụ ở đáy khoang chứa chổi than

4.2. Các dấu hiệu khi máy hoạt động

Tiếng ồn bất thường:

• Máy phát điện phát ra tiếng kêu lạ (tiếng xẹt, rít) tại khu vực chổi than
• Âm thanh ma sát kim loại hoặc tiếng rít cao không điển hình
• Tiếng nổ lép bép từ khu vực vành trượt/vành góp

Điện áp không ổn định:

• Điện áp đầu ra dao động liên tục, không giữ ở mức ổn định
• Đồng hồ đo điện áp chỉ số nhảy lên xuống bất thường
• Đèn điện nhấp nháy hoặc thiết bị điện hoạt động không ổn định

Vấn đề khởi động:

• Máy khó khởi động hoặc không phát ra điện áp dù động cơ vẫn chạy
• Máy cần nhiều lần khởi động mới đạt được điện áp định mức
• Công suất phát ra thấp hơn đáng kể so với thông số kỹ thuật

Cảnh báo lỗi:

• Máy phát điện hiện đại có thể báo lỗi liên quan đến hệ thống kích từ
• Mã lỗi liên quan đến dòng kích từ không ổn định
• Hệ thống bảo vệ quá áp/thấp áp kích hoạt thường xuyên

5. So Sánh Máy Phát Điện Có Chổi Than và Không Chổi Than

Nếu bạn đang có nhu cầu đầu tư máy phát điện cho công trình của mình nhưng chưa biết nên lựa chọn giữa máy phát không chổi than hay có chổi than? Vậy hãy cùng so sánh sự ưu nhược điểm của 2 dòng máy này để từ đó đưa ra quyết định phù hợp

5.1. Máy phát điện có chổi than

Đặc điểm chính của dòng máy này là sử dụng chổi than tạo ra điện. Lúc này chổi than sẽ là bộ phận cấp điện cho máy phát bằng cách tiếp xúc với bề mặt dẫn điện của roto.

5.1.1. Ưu điểm của máy phát điện có chổi than

• Chi phí rẻ: Các dòng máy phát có chổi than thường có chi phí rẻ hơn nhiều so với dòng máy không chổi than. Máy phù hợp với những người dùng có chi phí đầu tư thấp.
• Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng: Khi chổi than bị mòn ảnh hưởng tới khả năng vận hành của máy. Các bạn có thể tiến hành thay thế chổi than một cách đơn giản và nhanh chóng. Quá trình bảo dưỡng máy cũng rất đơn giản; hỗ trợ máy hoạt động bền bỉ và mượt mà.
• Khả năng chịu tải tốt: Máy phát điện có chổi than thường có khả năng chịu tải cao. Ứng dụng tốt khi kết nối với các máy móc công nghiệp công suất lớn.

Trên thị trường hiện nay, dòng model máy phát có chổi than được phân phối rất nhiều. Với giá cả cạnh tranh và nhiều mẫu mã khác nhau. Là một trong những sự lựa chọn hấp dẫn dành cho những người có khoản đầu tư thấp.

5.1.2. Nhược điểm của máy phát điện có chổi than

Máy phát điện truyền thống này có nhiều ưu điểm và ưu điểm lớn nhất của nó là giá thành thấp. Tuy nhiên máy cũng tồn tại một số nhược điểm mà các bạn cần cân nhắc trước khi mua:

• Hạn chế về độ bền: Chổi than có thể bị mài mòn rất nhanh. Do sự tiếp xúc với roto khi hoạt động máy gây ra. Vì thế các bạn cần thay thế định kỳ khi sử dụng để đảm bảo máy có thể hoạt động lâu dài.
• Tiếng ồn và tiếng rung: Khi vận hành, máy phát điện có chổi than gây ra tiếng ồn và tiếng rung lớn. Ảnh hướng và gây bất tiện cho người sử dụng. Đối với môi trường yêu cầu yên tĩnh và nhạy cảm với tiếng ồn thì các bạn nên xem xét và cân nhắc kỹ trước khi mua.
• Đáp ứng tải biến đổi: Máy gặp khó khăn trong việc đáp ứng tải biến đổi. Đặc biệt trong trường hợp có sự thay đổi đột ngột về công suất. Do thiết kế và cơ chế hoạt động của chúng; máy phát điện có chổi than không thể điều chỉnh công suất một cách linh hoạt như các loại máy phát điện khác.

Tuy nhiên, nhược điểm của máy phát có chổi than có thể được xem như là một nhược điểm tương đối lớn so với các công nghệ mới và tiên tiến hiện nay.

5.2. Máy phát điện không chổi than

Áp dụng công nghệ hiện đại và tân tiến hơn; máy phát không chổi than tích hợp nhiều tính năng hơn. Thay vì sử dụng chổi than như các loại máy phát truyền thống; máy sử dụng nguyên lý từ điện từ để tạo ra dòng điện liên tục..

Tổ máy không chổi than hoạt động dựa trên nguyên tắc cơ bản của từ điện từ. Những bộ phận nhỏ này kết hợp lại được gọi là bộ phận kích từ máy phát điện. Nó sử dụng một rotor có nam châm quay và một stator có cuộn dây.

Khi roto quay, sự chuyển động của nam châm tạo ra dòng điện trong cuộn dây của stator. Điện năng được tạo ra là dòng điện xoay chiều; sau đó được chuyển đổi thành dòng điện một chiều thông qua bộ điều chỉnh và biến tần.

Tham khảo thêm: Danh mục những thương hiệu máy phát được ưa chuộng hàng đầu hiện nay

5.2.1. Ưu điểm của máy phát điện không chổi than

Máy phát đồng bộ không chổi than có nhiều ưu điểm hơn các dòng máy truyền thống. Đây cùng là dòng máy được nhiều người dùng ưa chuộng do sự hiện đại và tích hợp nhiều tính năng tân tiến.

• Tuổi thọ cao: Cấu tạo của máy vì không có chổi than nên sẽ không phải thay chổi than thường xuyên.
• Tiếng ồn thấp: Với công nghệ cao, máy không chổi than vận hành êm ái hơn. Không gây ra những tiếng ồn lớn như máy truyền thống.
• Hiệu suất tốt: Máy hoạt động liên tục và ổn định. Không có hiện tượng giảm công suất trong thời gian vận hành.
• Điều khiển dễ dàng thông qua phần mềm tích hợp. Điều khiển qua máy tính, cân bằng được tốc độ động cơ. Hỗ trợ các thiết bị điện vận hành hiệu quả.

5.2.2. Nhược điểm của máy phát điện không chổi than

Tuy tích hợp nhiều tính năng hiện đại, các vấn đề phát sinh khác trong quá trình vận hành máy là điều không thể tránh khỏi.

• Giá cao: Vì là dòng sản phẩm ứng dụng công nghệ tiên tiến hơn nên giá thành cũng cao hơn so với máy truyền thống. Các linh kiện hiện đại được sử dụng cũng làm gia tăng cho phí sản xuất của máy.
• Phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu: Máy phát điện không chổi than cần nguồn nhiên liệu như xăng, dầu diesel hoặc khí tự nhiên để hoạt động. Điều này có nghĩa là phải duy trì nguồn cung cấp nhiên liệu liên tục để đảm bảo máy hoạt động. Sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu có thể là một hạn chế trong một số tình huống. Nhất là đối với trường hợp khẩn cấp hoặc khu vực không dễ dàng tiếp cận nguồn nhiên liệu.

6. Nên mua máy phát điện không chổi than hay có chổi than?

Vấn đề lựa chọn mua máy phát không chổi than hay có chổi than còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Các bạn cần xem xét lại nhu cầu sử dụng và khả năng tài chính. Cả hai dòng máy đều có những ưu nhược điểm riêng.

Đối với máy phát điện không chổi than, dòng máy này sẽ là sự lựa chọn tốt nhất. Với hiệu năng cao, vận hành êm ái và bền bỉ. Điều đáng cân nhắc là dòng máy này có giá thành cao hơn so với máy truyền thống. Vậy nên nếu các bạn có nguồn đầu tư không lớn, cũng có thể cân nhắc tới dòng máy có chổi than. Tuy nhiên thì chúng ta nên xem xét thêm về các khía cạnh như độ ồn, công suất và tuổi thọ,…

Tại Benzen Power cung cấp đa dạng thương hiệu máy phát điện công nghiệp không có chổi than như:CUMMINS, PERKINS, MITSUBISHI, DENYO, KUBOTA, IVECO, KOFO, DOOSAN, BENZEN POWER,… Bạn cần tư vấn thêm về công suất mát, thương hiệu, nhu cầu, nơi lắp đặt thì hãy liên hệ theo hotline 0965.10.8899 để được tư vấn chi tiết.

Trên đây là những thông tin bạn cần nắm về chổi than máy phát điện. Mong rằng bài viết mang lại cho bạn những kiến thức hữu ích để sử dụng các thiết bị điện một cách hiệu quả hơn.