Tìm hiểu máy phát điện không có điện áp ra, nguyên nhân và cách khắc phục

Hiện tượng máy phát điện không có điện áp ra là một sự cố phổ biến, khiến thiết bị không thể cung cấp điện ổn định cho nhu cầu sản xuất, kinh doanh hay sinh hoạt. Nguyên nhân thường liên quan đến mất từ tính dư, lỗi bộ điều chỉnh điện áp tự động (AVR), hỏng diode chỉnh lưu, hoặc đứt/chạm chập cuộn dây kích từ.

Hãy cùng Dianyo Powergen tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy phát điện và lý do tại sao khi khởi động, máy lại không ra điện áp, từ đó có cách xử lý chuẩn chỉnh,  an toàn và hiệu quả.

Máy phát điện công nghiệp là gì? 

Máy phát điện công nghiệp là thiết bị được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy, xưởng sản xuất, bệnh viện, khu đô thị, khách sạn, trung tâm dữ liệu và các công trình xây dựng, với vai trò cung cấp nguồn điện ổn định cho hệ thống. Máy hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, giúp chuyển đổi cơ năng thành điện năng để sử dụng cho các thiết bị điện.

Nguồn cơ năng cung cấp cho máy phát điện công nghiệp có thể đến từ nhiều dạng khác nhau, bao gồm: tua bin hơi nước, tuabin thủy lực, động cơ đốt trong, tua bin gió, các nguồn năng lượng cơ học khác.

Nhờ đó, máy phát điện công nghiệp có thể hoạt động liên tục, cung cấp điện ổn định cho các thiết bị công suất lớn, đảm bảo quá trình sản xuất không bị gián đoạn.

Nguyên lý hoạt động của máy phát điện công nghiệp

Máy phát điện công nghiệp hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Khi một dây dẫn chuyển động cắt qua đường sức từ trường, dòng điện cảm ứng sẽ xuất hiện trong dây dẫn đó. Trong máy phát điện, động cơ (thường là động cơ diesel hoặc xăng) sẽ làm quay rotor (phần quay), tạo ra từ trường quay cắt qua các cuộn dây stator (phần tĩnh), từ đó sinh ra dòng điện cung cấp cho thiết bị tiêu thụ.

Để máy phát điện tạo ra điện áp đầu ra, cần phải có từ trường ổn định. Từ trường này được tạo ra nhờ hệ thống kích từ, thường là cuộn dây được cấp dòng điện một chiều (DC). Khi từ trường yếu hoặc mất hoàn toàn, máy sẽ không tạo ra điện áp đầu ra, dẫn đến tình trạng máy phát điện không có điện áp ra một sự cố phổ biến trong vận hành.

Phân loại hệ thống kích từ trong máy phát điện

Trong các máy phát điện hiện đại, hệ thống kích từ được thiết kế để đảm bảo dòng điện ra ổn định, gồm hai loại chính:

Kích từ tự động (AVR):

- Sử dụng bộ điều chỉnh điện áp tự động (Automatic Voltage Regulator) để kiểm soát dòng kích từ.

- Giữ cho điện áp đầu ra ổn định, ngay cả khi tải thay đổi hoặc có dao động trong nguồn cơ năng.

Kích từ bằng tay: Xuất hiện ở các máy phát điện đời cũ, dòng kích từ được điều chỉnh thủ công. 

Việc vận hành và duy trì điện áp phụ thuộc hoàn toàn vào người vận hành, dễ gây sai số và dẫn đến máy phát điện không có điện áp ra nếu từ trường không đủ mạnh.

Cơ chế tạo điện áp ban đầu cho máy phát điện công nghiệp 

Để máy phát điện công nghiệp hoạt động hiệu quả, cần có điện áp ban đầu để tạo ra từ trường kích từ. Điện áp này giúp rotor sinh ra từ trường đủ mạnh để máy phát điện tạo ra điện áp đầu ra ổn định. Các nguồn điện áp ban đầu thường bao gồm:

- Từ tính dư: Trong lõi thép của rotor còn lưu giữ một lượng từ tính nhỏ từ lần vận hành trước. Lượng từ tính này đủ để bắt đầu quá trình tạo dòng điện cảm ứng, đặc biệt trong các máy phát điện đã sử dụng lâu ngày.

- Bình ắc quy: Cung cấp dòng điện một chiều ban đầu cho cuộn kích từ, giúp rotor tạo ra từ trường cần thiết khi khởi động. Đây là phương pháp phổ biến trong các máy phát điện hiện đại, đảm bảo quá trình khởi động ổn định và an toàn.

- Máy kích từ phụ: Một số máy phát điện công suất lớn được trang bị máy kích từ riêng, cung cấp điện áp ban đầu mạnh mẽ hơn. Giúp tạo từ trường đủ lớn ngay khi máy vừa khởi động, đặc biệt hữu ích với các thiết bị công suất cao hoặc hệ thống nhiều tải.

Khi nắm vững cơ chế này, bạn sẽ dễ dàng phát hiện các lỗi liên quan đến từ trường, hệ thống kích từ hay bình ắc quy, từ đó khắc phục hiệu quả và bảo vệ máy phát điện công nghiệp.

Nguyên nhân và giải pháp khi máy phát điện không có điện áp ra

Khi máy phát điện không có điện áp ra, nghĩa là máy không thể tạo ra điện năng phục vụ cho nhu cầu sử dụng. Đây là một trong những sự cố phổ biến trong quá trình vận hành máy phát điện công nghiệp và dân dụng. Việc xác định đúng nguyên nhân sẽ giúp đưa ra giải pháp khắc phục hiệu quả, giảm thiểu thời gian ngưng trệ và bảo đảm tuổi thọ của máy.

Nguyên nhân 1: Mất từ tính dư

- Máy phát điện chạy không tải trong thời gian dài dẫn đến mất từ tính dư.

- Máy mới vận chuyển đường dài hoặc rung lắc mạnh trong quá trình di chuyển.

- Máy lâu ngày không sử dụng, từ tính giảm dần.

- Đảo cực tính khi đo đạc hoặc thực hiện bảo dưỡng.

Dấu hiệu nhận biết: Điện áp đầu ra khi khởi động gần như bằng 0 và không có sự tăng dần của điện áp khi tăng tốc độ động cơ.

Giải pháp khắc phục:

- Sử dụng phương pháp kích từ ngoài: Dùng một bình ắc quy 12V hoặc 24V (tùy loại máy) để cấp điện cho cuộn kích từ trong khoảng 1-2 phút khi máy đang chạy. Chú ý nối đúng cực dương và cực âm.

- Sử dụng công tắc từ khóa: Một số máy phát điện có trang bị công tắc từ khóa; chuyển sang vị trí “từ hóa” trước khi khởi động để kích thích từ tính dư.

- Sử dụng máy khoan cầm tay: Trong trường hợp khẩn cấp, có thể đặt máy khoan vào đầu trục máy phát và cho chạy vài giây để tạo từ tính dư tạm thời, giúp máy phát sinh điện áp đầu ra.

Nguyên nhân 2: Lỗi mạch kích thích (AVR)

- Bộ điều chỉnh điện áp tự động (AVR) bị hỏng.

- Dây nối từ AVR đến cuộn kích từ bị đứt hoặc lỏng.

- Đầu nối bị oxy hóa, tiếp xúc kém.

- Cài đặt điện áp trên AVR không đúng.

Dấu hiệu nhận biết: Không có điện áp đầu ra hoặc điện áp thấp hơn định mức, đèn báo lỗi trên AVR sáng (nếu có), kểm tra bằng đồng hồ vạn năng không thấy điện áp tại đầu ra của AVR.

Giải pháp khắc phục:

- Kiểm tra dây nối: Đảm bảo tất cả các kết nối từ AVR đến cuộn kích từ đều chặt và không bị oxy hóa.

- Kiểm tra cầu chì AVR: Một số AVR có cầu chì bảo vệ; cần kiểm tra và thay thế nếu đứt.

- Điều chỉnh thiết lập AVR: Kiểm tra núm điều chỉnh điện áp trên AVR và hiệu chỉnh theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

- Thay thế AVR: Nếu các biện pháp trên không hiệu quả, cần thay bộ AVR tương thích với máy phát.

Nguyên nhân 3: Hỏng diode chỉnh lưu

- Nhiệt độ làm việc cao (đặc biệt phổ biến tại Việt Nam mùa hè).

- Quá tải đột ngột.

- Tuổi thọ linh kiện đã hết.

- Sử dụng diode không chính hãng hoặc chất lượng thấp.

Dấu hiệu nhận biết: Điện áp đầu ra không ổn định, điện áp thấp hơn định mức, máy phát điện nóng bất thường, kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng phát hiện diode bị hỏng.

Giải pháp khắc phục:

- Kiểm tra từng diode: Dùng đồng hồ vạn năng ở chế độ đo điện trở để kiểm tra tính dẫn một chiều.

- Thay thế cả bộ diode: Trong nhiều trường hợp, nên thay toàn bộ bộ diode để đảm bảo hoạt động ổn định.

- Lựa chọn diode phù hợp: Đảm bảo thông số kỹ thuật (dòng điện, điện áp) tương đương hoặc cao hơn diode gốc.

- Kiểm tra sau khi thay: Sau khi thay diode, đo lại điện áp đầu ra để xác nhận sự cố đã được khắc phục.

Nguyên nhân 4: Đứt hoặc chạm chập cuộn dây kích từ

- Quá nhiệt do tải quá lớn hoặc thời gian làm việc kéo dài.

- Độ ẩm cao làm giảm khả năng cách điện (phổ biến tại miền Bắc và miền Trung).

- Bụi bẩn tích tụ lâu ngày.

- Tuổi thọ của lớp cách điện đã hết.

Dấu hiệu nhận biết: Điện trở cuộn dây bất thường khi đo, có mùi khét từ máy phát, kiểm tra bằng đồng hồ Megger phát hiện điện trở cách điện thấp.

Giải pháp khắc phục:

- Kiểm tra điện trở cuộn dây: Sử dụng đồng hồ vạn năng đo điện trở cuộn dây và so sánh với giá trị tiêu chuẩn trong tài liệu kỹ thuật.

- Kiểm tra cách điện: Dùng đồng hồ đo điện trở cách điện (Megger) để kiểm tra giữa cuộn dây và vỏ máy.

- Quấn lại cuộn dây: Nếu cuộn dây hỏng, cần quấn lại hoặc thay thế bởi kỹ thuật viên chuyên nghiệp.

- Sấy khô máy phát: Trong trường hợp độ ẩm cao, sấy khô máy trước khi vận hành để đảm bảo cách điện.

Nguyên nhân 5:  Lỗi mạch công suất và mạch điều khiển

- Hỏng các linh kiện điện tử trong mạch điều khiển.

- Lỗi cảm biến (sensor) đo điện áp, dòng điện.

- Lỗi phần mềm trong các máy phát điện hiện đại có vi điều khiển.

- Nhiễu điện từ từ môi trường xung quanh.

Dấu hiệu nhận biết: Các đèn báo lỗi trên bảng điều khiển sáng, máy phát không phản ứng với các lệnh điều khiển, điện áp đầu ra không ổn định hoặc hoàn toàn không có.

Giải pháp khắc phục:

- Kiểm tra mã lỗi: Nhiều máy phát hiện đại hiển thị mã lỗi trên màn hình; tham khảo tài liệu kỹ thuật để hiểu và xử lý chính xác.

- Kiểm tra các cảm biến: Đảm bảo các cảm biến đo điện áp, dòng điện và nhiệt độ hoạt động chính xác. - Thay thế nếu phát hiện hỏng hoặc sai số lớn.

- Khởi động lại hệ thống: Với các máy phát sử dụng vi điều khiển, đôi khi chỉ cần khởi động lại là có thể giải quyết vấn đề tạm thời.

- Cập nhật phần mềm: Một số máy phát hiện đại cần nâng cấp hoặc cập nhật phần mềm để khắc phục lỗi điều khiển.

Cách khắc phục máy phát điện không có điện áp ra

Thực hiện các biện pháp đơn giản nhưng hiệu quả như bảo dưỡng định kỳ, tính toán công suất sử dụng, lắp đặt đúng kỹ thuật… sẽ giúp kéo dài tuổi thọ máy và đảm bảo thiết bị luôn sẵn sàng hoạt động khi cần thiết.

1. Bảo dưỡng định kỳ

Bảo dưỡng định kỳ là biện pháp hiệu quả nhất để phòng ngừa sự cố, bao gồm cả việc máy phát không có điện áp ra:

- Kiểm tra thường xuyên: Tối thiểu 2 tháng/lần đối với máy dự phòng, hoặc mỗi 200 giờ hoạt động đối với máy thường xuyên sử dụng.

- Vận hành không tải định kỳ: Máy dự phòng nên chạy không tải 15-20 phút mỗi 2 tuần để duy trì từ tính dư và các bộ phận hoạt động trơn tru.

- Kiểm tra điện áp đầu ra: Đo điện áp mỗi lần vận hành để phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn.

- Làm sạch các kết nối: Các đầu nối dễ oxy hóa trong điều kiện ẩm ướt, cần vệ sinh định kỳ để đảm bảo tiếp xúc tốt.

2. Tính toán phù hợp công suất sử dụng

Sử dụng quá tải là nguyên nhân phổ biến gây hỏng máy phát điện:

- Tính tổng công suất tiêu thụ: Cộng tất cả các thiết bị sử dụng, sau đó cộng thêm 20-30% dự phòng.

- Chú ý hệ số công suất (cos φ): Với các thiết bị có hệ số công suất thấp, cần tính công suất biểu kiến (kVA) thay vì công suất thực (kW).

- Chú ý dòng khởi động: Một số thiết bị như động cơ, máy nén khí có dòng khởi động cao gấp 5-7 lần dòng định mức, cần tính toán phù hợp để tránh quá tải.

3. Lắp đặt đúng kỹ thuật

Lắp đặt không đúng kỹ thuật có thể dẫn đến nhiều vấn đề, bao gồm việc máy phát điện không có điện áp ra:

- Đặt máy trên nền vững chắc: Giảm rung động, kéo dài tuổi thọ các linh kiện.

- Đảm bảo thông gió tốt: Nhiệt độ cao làm giảm tuổi thọ linh kiện điện tử, đặc biệt là AVR và diode.

- Nối đất đúng cách: Giảm nguy cơ rò điện, bảo vệ mạch điện tử.

- Sử dụng dây dẫn phù hợp: Dây quá nhỏ gây tổn hao điện áp và quá nhiệt, dây quá lớn tốn kém và khó lắp đặt.

4. Sử dụng nhiên liệu và dầu nhớt phù hợp

Chất lượng nhiên liệu và dầu nhớt ảnh hưởng trực tiếp đến động cơ, từ đó ảnh hưởng đến tốc độ quay và điện áp đầu ra:

- Sử dụng nhiên liệu sạch: Nhiên liệu bẩn gây tắc bộ lọc, giảm công suất động cơ.

- Thay dầu nhớt định kỳ: Dầu nhớt bẩn làm tăng ma sát, giảm hiệu suất và tuổi thọ động cơ.

- Lọc nước và tạp chất: Lắp hệ thống lọc phù hợp, đặc biệt khi nhiên liệu tại Việt Nam đôi khi không đảm - bảo chất lượng.

Mặc dù các biện pháp phòng ngừa và khắc phục cơ bản có thể giải quyết nhiều vấn đề, nhưng với sự cố phức tạp hơn, sự can thiệp của chuyên gia kỹ thuật là cần thiết để đảm bảo máy phát điện hoạt động ổn định và an toàn.

Kết luận 

Vấn đề máy phát điện không có điện áp ra là sự cố phổ biến nhưng hoàn toàn có thể khắc phục nếu xác định đúng nguyên nhân và áp dụng giải pháp phù hợp. Để đảm bảo máy phát điện hoạt động ổn định, cần bảo dưỡng máy phát điện định kỳ, kiểm tra điện áp đầu ra và vận hành đúng cách, đặc biệt trong điều kiện khí hậu, chất lượng điện lưới và nhiên liệu tại Việt Nam.

Dianyo Powergen cung cấp các dòng máy phát điện nhập khẩu chất lượng cao như Dianyo, Yuchai, Weichai, Cummins, Mitsubishi, Hyundai… cùng đội ngũ kỹ thuật viên chuyên nghiệp, sẵn sàng hỗ trợ xử lý mọi sự cố, từ máy phát điện không có điện áp ra đến các vấn đề liên quan đến sửa máy phát điện và bảo dưỡng máy phát điện công nghiệp.

Liên hệ ngay với Dianyo Powergen để được tư vấn chi tiết, kiểm tra máy và nhận báo giá tốt nhất qua Hotline: 058 553 7777 hoặc truy cập website: https://dianyopowergen.com/