ĐỘ SỤT ÁP PHẦN TRĂM: VR (voltage Regulation)
Điện áp đầu cực máy phát ở giá trị định mức khi giữ nguyên dòng kích
từ sẽ thay đổi theo dòng tải. Khi không tải và khi không tải điện áp ngõ
ra của máy phát sẽ thay đổi một lương gọi là độ sụt áp được tính theo
phần trăm như sau
96 trang |
Chia sẻ: chaien | Lượt xem: 1585 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Chương 1: Khái niệm chung về máy điện (tiếp), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
nh luật Kirchhoff 1 dòng từ thông : Ф1=Ф2+Ф3
10
3. CÁC VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG MÁY ĐIỆN:
3.1 Vật liệu kết cấu.
3.2 Vật liệu dẫn từ.
3.3 Vật liệu dẫn điện.
3.4 Vật liệu cách điện.
Cấp cách điện Y A E B F H
Nhiệt độ tối đa cho
phép (oC)
90 105 120 130 155 180
11
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 2: MÁY BIẾN ÁP
Phần A: Máy biến áp một pha
I. Khái niệm.
II. Cấu tạo MBA 1 pha.
III. Nguyên lý hoạt động
IV. Sơ đồ tương đương.
V. Tính toán các thông số.
Phần B: Máy biến áp ba pha
I. Khái niệm.
II. Cấu tạo MBA 3 pha.
III. Nguyên lý hoạt động
IV. Sơ đồ tương đương.
V. Tính toán các thông số.
VI. Tổ đấu dây MBA 3 pha.
VII. Điều kiện các MBA 3 pha
làm việc song song
HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG VÀ BÀI TẬP
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 2: MÁY BIẾN ÁP
PHẦN A: MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA
I. Khái niệm.
Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh làm việc trên
nguyên lý cảm ứng điện từ để chuyển đổi điện áp xoay
chiều 1 pha từ cấp điện áp này (U1)sang cấp điện áp khác
(U2)với tần số không đổi (f).
- Phần nối với nguồn gọi là sơ cấp, ký hiệu số 1: dòng điện sơ
cấp (I1), điện áp sơ cấp (U1), số vòng cuộn dây sơ cấp (n1)
- Phần nối với tải gọi là thứ cấp, ký hiệu số 2: dòng điện thứ
cấp (I2), điện áp thứ cấp (U2), số vòng cuộn dây thứ cấp (n2)
U1> U2 : Máy biến áp giảm áp.
U1 < U2 : Máy biến áp tăng áp.
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 2: MÁY BIẾN ÁP
PHẦN A: MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA
II. Cấu tạo MBA 1 pha.
Máy biến áp gồm hai phần chính: Lõi thép và dây quấn
Có các phần khác như vỏ máy, cách điện, sứ đỡ, các thiết bị
làm mát, thùng giãn dầu, . . .
Lõi thép của máy biến áp (Transformer Core) các lá thép mỏng
ghép lại, về hình dáng có hai loại: loại trụ (core type) và
loại bọc (shell type)
Dây quấn: dùng dây đồng tiết diện tròn hoặc tiết diện hình chữ
nhật
- Cuộn dây quấn sơ cấp (Primary Winding)
- Cuộn dây quấn thứ cấp (Secondary Winding)
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 2: MÁY BIẾN ÁP
PHẦN A: MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA
II. Cấu tạo MBA 1 pha.
Hình : Máy biến áp một pha loại trụ
26
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 2: MÁY BIẾN ÁP
PHẦN A: MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA
III. Nguyên lý hoạt động.
u1 e1
i1 N1 N2
e2
i2
u2
Hình : Nguyên lý làm việc cơ bản của máy biến áp
u1, N1
dt
d
Ne 11
dt
d
Ne
22
( = msinωt)
e1, e2 : sức điện động cảm ứng sơ cấp và thứ cấpi1
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 2: MÁY BIẾN ÁP
PHẦN A: MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA
III. Nguyên lý hoạt động.
)
2
tsin(NtcosN
dt
)tsin(d
Ne
m1m1
m
11
)
2
sin(22
tNe m
m22
m1
m1
1
m11
m1m1m1
fN44,4E
fN44,4
2
N.f.2
E
)2tsin(Ee
fN2NE
Tỉ số biến áp:
2
1
2
1
N
N
E
E
k
2
1
1
2
2
1
N
N
I
I
U
U
k Hiệu suất MBA cao, tổn thất không đáng kể:
U1 I1 = U2 I2
Sức điện động sẽ chậm pha hơn so với từ thông góc /2
27
28
29
30
31
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 2: MÁY BIẾN ÁP
PHẦN A: MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA
V. Tính toán các thông số trên mạch tương đương MBA.
Tính toán các thông số r1 , x1 , r2(r’2), x2 (x’2), rm , xm.
Qua hai thí nghiệm:
- Thí nghiệm không tải MBA 1 pha.
- Thí nghiệm ngắn mạch MBA 1 pha.
V. Tính toán các thông số trên mạch tương đương MBA.
1. Thí nghiệm không tải MBA 1 pha.
zUo
Io r1 jx1 r
’
2 jx’2
rm
jxm
E1 E’2
U1đm V
A W
MBA thí nghiệm
Uo
Io Po
Sơ đồ tương đương MBA khi không tải
32
V. Tính toán các thông số trên mạch tương đương MBA.
1. Thí nghiệm không tải MBA 1 pha.
r1 jx1
rm
jxm
zUo
Io
E1 E’2
Sơ đồ tương đương MBA khi không tải
ro = r1 + rm
xo = x1 + xm
ro
jxo
Uo
Io, Po
Tổng trở MBA không tải zo
Điện trở MBA không tải ro
Điện kháng MBA không tải xo
V. Tính toán các thông số trên mạch tương đương MBA.
1. Thí nghiệm không tải MBA 1 pha ( Uo = U1đm ).
ro
jxo
Uo
Io, Po Qua thí nghiệm có: Io , Po , Uo
o
o
o
I
U
z
2
0
0
0
I
P
r
2
0
2
00
rZx
Hệ số công suất MBA không tải:
r1 r’2 << rm
x1 x’2 << xm
ro = rm
xo = xm
0
0
0
z
r
cos
0o
0
I.U
P
tổn thất MBA không tải =
tổn hao mạch từ Po = PFe
33
V. Tính toán các thông số trên mạch tương đương MBA.
2. Thí nghiệm ngắn mạch MBA 1 pha.
Un
In
U V
A1 W
MBA thí nghiệm
Un
In Pn
Sơ đồ tương đương MBA khi ngắn mạch
A2
Variac
=I1đm
I2đm
r1 jx1 r’2 jx’2
rm
jxm
E1 E’2
V. Tính toán các thông số trên mạch tương đương MBA.
2. Thí nghiệm ngắn mạch MBA 1 pha.
Sơ đồ tương đương MBA khi ngắn mạch
Un
In r1 jx1 r
’
2 jx’2
rm
jxm
Un
In r1 jx1 r
’
2 jx’2
r1 r’2 << rm
x1 x’2 << xm
Do
r1 + r’2 = rn
x1 + x’2 = xn
Đặt
Un
In rn jxn
r1 = r’2 = rn/ 2
x1 = x’2 = xn/ 2
34
V. Tính toán các thông số trên mạch tương đương MBA.
2. Thí nghiệm ngắn mạch MBA 1 pha ( In = I1đm ).
Qua thí nghiệm có: In , Pn , Un
n
n
n
I
U
z
2
n
n
n
I
P
r
2
n
2
nn rZx
Hệ số công suất MBA ngắn mạch
n
n
n
z
r
cos
nn
n
I.U
P
Un
In ,Pn rn jxn
r1 = r’2 = rn/ 2
x1 = x’2 = xn/ 2
r2 = r’2/ k
2
x2 = x’2/ k
2
tổn thất MBA ngắn mạch = tổn hao dây quấn Pn= PCu
V. Tính toán các thông số trên mạch tương đương MBA.
3. Độ biến thiên điện áp thứ cấp
2ñm22
UUU
U2 : điện áp thứ cấp khi có tải.
Độ biến thiên điện áp thứ cấp:
Độ biến thiên điện áp thứ cấp phần trăm: 100
U
UU
%U
ñm2
2ñm2
2
)sin%Ucos%U(%U
2nx2nr2
Điện áp ngắn mạch Un (V)
Điện áp ngắn mạch phần trăm Un (%)
100
)(
(%)
1
dm
n
n
U
VU
U
Điện áp ngắn mạch thành phần điện trở Unr (%), điện kháng Unx (%)
nnnx
nnnr
xIVU
rIVU
.)(
.)(
100
.
100
)(
(%)
100
.
100
)(
(%)
1 1
1 1
x
U
xI
x
U
VU
U
x
U
rI
x
U
VU
U
dm
nn
dm
nx
nx
dm
nn
dm
nr
nr
35
V. Tính toán các thông số trên mạch tương đương MBA.
3. Độ biến thiên điện áp thứ cấp
+ Nếu tải trở :
2
Cos = 1,
+ Nếu tải cảm :
+ Nếu tải dung :
I trễ pha so với U, trễ
2
Cos
I sớm pha so với U, sớm
2
Cos
Sụt áp
Tăng áp
2
sin = 0,
2
Cos > 0,
2
sin > 0,
2
Cos > 0,
2
sin < 0,
là hệ số tải
ñm1
1
I
I
ñm2
2
I
I
2
Cos : hệ số công suất của tải
V. Tính toán các thông số trên mạch tương đương MBA.
4. Tổn hao và hiệu suất của máy biến áp
+ Tổn hao MBA bao gồm :
100
P
P
%
1
2
Tổn hao dây quấn PCu: tổn hao đo được trong thí nghiệm ngắn
mạch Pn= PCu
Tổn hao mạch từ PFe: tổn hao đo được trong thí nghiệm không
tải Po= PFe
Tổng tổn hao MBA : P = P o + Pn
2
Công suất tác dụng phần sơ cấp và thứ cấp của MBA : P1, P2
P1 = P2 + P
+ Hiệu suất MBA :
100x
PPcosS
cosS
n
2
02dm
2dm
36
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
CHÖÔNG 2: MAÙY BIEÁN AÙP
PHAÀN B: MAÙY BIEÁN AÙP BA PHA
I. Khaùi nieäm.
Maùy bieán aùp ba pha laø moät thieát bò ñieän töø tónh laøm
vieäc treân nguyeân lyù caûm öùng ñieän töø ñeå chuyeån ñoåi
ñieän aùp xoay chieàu 3 pha töø caáp ñieän aùp naøy (U
1
)sang
caáp ñieän aùp khaùc (U
2
)vôùi taàn soá khoâng ñoåi (f). Goàm ba
MBA moät pha
Maùy bieán aùp ba pha coù maïch töø rieâng hoaëc maïch töø chung
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
CHÖÔNG 2: MAÙY BIEÁN AÙP
PHAÀN B: MAÙY BIEÁN AÙP BA PHA
II. Caáu taïo MBA 3 pha.
Maùy bieán aùp goàm hai phaàn chính: Loõi theùp vaø daây quaán
Coù caùc phaàn khaùc nhö voû maùy, caùch ñieän, söù ñôõ, caùc thieát bò
laøm maùt, thuøng giaõn daàu, . . .
Loõi theùp cuûa maùy bieán aùp 3 pha(Transformer Core) caùc laù
theùp moûng gheùp laïi, veà hình daùng coù hai loaïi: loaïi truï
(core type) vaø loaïi boïc (shell type)
Daây quaán: duøng daây ñoàng tieát dieän troøn hoaëc tieát dieän hình
chöõ nhaät
- Cuoän daây quaán sô caáp (Primary Winding)
- Cuoän daây quaán thöù caáp (Secondary Winding)
37
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
CHÖÔNG 2: MAÙY BIEÁN AÙP
PHAÀN B: MAÙY BIEÁN AÙP BA PHA
III. Nguyeân lyù hoaït ñoäng.
u
1
, N
1
dt
d
Ne 11
dt
d
Ne
22
( =
m
sinωt)
e
1
, e
2
: söùc ñieän ñoäng caûm öùng pha sô caáp vaø thöù caápi1
Tæ soá bieán aùp:
2
1
2
1
N
N
E
E
k
2
1
1
2
p2
p1
N
N
I
I
U
U
k
Tùy theo cách đấu MBA ba pha, quy đổi U1đm, U2đm về giá trị pha
và tính tỉ số biến áp.
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
CHÖÔNG 2: MAÙY BIEÁN AÙP
PHAÀN B: MAÙY BIEÁN AÙP BA PHA
đm2
đm1
p2
p1
U
U
U
U
k
38
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
CHÖÔNG 2: MAÙY BIEÁN AÙP
PHAÀN B: MAÙY BIEÁN AÙP BA PHA
đm2
đm1
đm2
đm1
p2
p1
U
U
3
3/U
U
U
U
k
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
CHÖÔNG 2: MAÙY BIEÁN AÙP
PHAÀN B: MAÙY BIEÁN AÙP BA PHA
đm2
đm1
đm2
đm1
p2
p1
U3
U
U
3/U
U
U
k
39
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
CHÖÔNG 2: MAÙY BIEÁN AÙP
PHAÀN B: MAÙY BIEÁN AÙP BA PHA
đm2
đm1
đm2
đm1
p2
p1
U
U
3/U
3/U
U
U
k
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
CHÖÔNG 2: MAÙY BIEÁN AÙP
PHAÀN B: MAÙY BIEÁN AÙP BA PHA
Caùc ñaïi löôïng treân nhaõn maùy ( ñònh möùc )
- Ñieän aùp ñònh möùc sô caáp: U
1ñm
(V, KV) giaù trò daây
- Ñieän aùp ñònh möùc thöù caáp: U
2ñm
(V, KV) khi MBA khoâng taûi
- Doøng ñieän ñònh möùc sô caáp: I
1ñm
(A, KA)
- Ñieän aùp ñònh möùc thöù caáp: I
2ñm
(A, KA)
Khi MBA ñaày taûi
Hieäu suaát MBA cao
Taàn soá ñònh möùc: f
ñm
(Hz)
Hieäu suaát %
- Coâng suaát ñònh möùc : coâng suaát bieåu kieán phía thöù caáp cuûa
maùy bieán aùp : Sñm (VA, KVA), S
ñm
= S
2
= U
2ñm
. I
2ñm
3
S
ñm
= S
1
= U
1ñm
. I
1ñm
3
40
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
CHÖÔNG 2: MAÙY BIEÁN AÙP
PHAÀN B: MAÙY BIEÁN AÙP BA PHA
IV. Sô ñoà töông ñöông MBA ba pha.
MBA ba pha coù sô ñoà töông ñöông treân moät pha
r
1
jx
1 r’2 jx’2
rm
jxm
z
taûi
U
1
p
U’
2p
I
1p
I’
2
E
1
E’
2
Löu yù: Caàn quy ñoåi caùc giaù trò cuûa MBA ba pha veà moät
pha ñeå tính toaùn caùc thoâng soá
V. Tính toaùn caùc thoâng soá treân maïch töông ñöông MBA.
1. Thí nghieäm khoâng taûi MBA 3 pha ( U
o
= U
1ñm
).
r
o
jx
o
U
op
I
op,
P
o Qua thí nghieäm coù: I
op
, P
o
( 3 pha) , U
op
op
op
o
I
U
z
2
p0
0
0
I3
P
r
2
0
2
00
rZx
Heä soá coâng suaát MBA khoâng taûi:
r
1
r’
2
<< r
m
x
1
x’
2
<< x
m
r
o =
r
m
x
o
= x
m
0
0
0
z
r
cos
0o
0
p0op
0
I.U3
P
I.U3
P
toån thaát MBA khoâng taûi =
toån hao maïch töø P
o
= P
Fe
41
V. Tính toaùn caùc thoâng soá treân maïch töông ñöông MBA.
2. Thí nghieäm ngaén maïch MBA 3 pha ( I
n
= I
1ñm
).
Qua thí nghieäm coù: I
n
, P
n
, U
n
np
np
n
I
U
z
2
np
n
n
I3
P
r
2
n
2
nn rZx
Heä soá coâng suaát MBA ngaén maïch
n
n
n
z
r
cos
nn
n
npnp
n
I.U3
P
I.U3
P
U
np
I
np ,
P
n
r
n
jx
n
r
1
= r’
2
= r
n
/ 2
x
1 =
x’
2
= x
n
/ 2
r
2
= r’
2
/ k
2
x
2
= x’
2
/ k
2
toån thaát MBA ngaén maïch = toån hao daây quaán P
n
= P
Cu
V. Tính toaùn caùc thoâng soá treân maïch töông ñöông MBA.
3. Ñoä bieán thieân ñieän aùp thöù caáp
2ñm22
UUU
U
2
: ñieän aùp thöù caáp khi coù taûi.
Ñoä bieán thieân ñieän aùp thöù caáp:
Ñoä bieán thieân ñieän aùp thöù caáp phaàn traêm: 100
U
UU
%U
ñm2
2ñm2
2
)sin%Ucos%U(%U
2nx2nr2
Ñieän aùp ngaén maïch U
n
(V)
Ñieän aùp ngaén maïch phaàn traêm U
n
(%)
100
)(
(%)
1
dm
n
n
U
VU
U
Ñieän aùp ngaén maïch thaønh phaàn ñieän trôû U
nr
(%), ñieän khaùng Unr (%)
laø heä soá taûi
ñm1
1
I
I
ñm2
2
I
I
2
Cos : heä soá coâng suaát cuûa taûi
42
V. Tính toaùn caùc thoâng soá treân maïch töông ñöông MBA.
3. Ñoä bieán thieân ñieän aùp thöù caáp
2
Cos : heä soá coâng suaát cuûa taûi
+ Neáu taûi trôû :
+ Neáu taûi caûm :
+ Neáu taûi dung :
I treã pha so vôùi U, treã
2
Cos
I sôùm pha so vôùi U, sôùm
2
Cos
Suït aùp
Taêng aùp
2
Cos = 1,
2
sin = 0,
2
Cos > 0,
2
sin > 0,
2
Cos > 0,
2
sin < 0,
V. Tính toaùn caùc thoâng soá treân maïch töông ñöông MBA.
4. Toån hao vaø hieäu suaát cuûa maùy bieán aùp
+ Toån hao MBA bao goàm :
100
P
P
%
1
2
Toån hao daây quaán P
Cu:
toån hao ño ñöôïc trong thí nghieäm
ngaén maïch P
n
= P
Cu
Toån hao maïch töø P
Fe:
toån hao ño ñöôïc trong thí nghieäm
khoâng taûi P
o
= P
Fe
Toång toån hao MBA : P = P
o
+ P
n
2
Coâng suaát taùc duïng phaàn sô caáp vaø thöù caáp cuûa MBA : P
1
, P
2
P
1
= P
2
+ P
+ Hieäu suaát MBA :
100x
PPcosS
cosS
n
2
02dm
2dm
43
VI. Toå noái daây MBA ba pha.
Toå noái daây cuûa maùy bieán aùp bieåu thò goùc leäch pha giöõa söùc ñieän
ñoäng daây sô caáp vaø söùc ñieän ñoäng daây thöù caáp.
- Kieåu ñaáu daây ôû sô caáp vaø thöù caáp.
C
Cuoän daây sô caáp:
Ñaàu ñaàu :A, B, C
Ñaàu cuoái : X, Y, Z
Trung tính : O hoaëc N
TND phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá:
- Chieàu quaán daây.
- Caùch kyù hieäu caùc ñaàu daây.
Cuoän daây thöù caáp:
Ñaàu ñaàu :a, b, c
Ñaàu cuoái : x, y, z
Trung tính : o hoaëc n
Xaùc ñònh toå noái daây:
Kieåu ñaáu daây veõ ñoà thò vectô söùc ñieän ñoäng daây quaán
sô caáp vaø söùc ñieän ñoäng daây quaán thöù caáp.
Xaùc ñònh vectô ñieän aùp daây sô caáp vaø thöù caáp.
söùc ñieän ñoäng daây sô caáp ñöôïc bieåu thò baèng kim daøi cuûa
ñoàng hoà vaø ñaët ôû vò trí soá 12.
Caên cöù vaøo goùc leäch pha giöõa söùc ñieän ñoäng daây sô caáp vaø
söùc ñieän ñoäng daây thöù caáp ñeå bieåu thò söùc ñieän ñoäng daây thöù
caáp baèng kim ngaén cuûa ñoàng hoà ôû vò trí töông öùng vôùi goùc ñoä
ñoù theo chieàu thöù töï pha.
thöïc teá thöôøng chæ saûn xuaát maùy bieán aùp loaïi Y/Y0 – 12; Y/Yn
– 0; Y/ - 11; Y0/ - 11.
44
VII. MBA ba pha laøm vieäc song song.
Ñieàu kieän ñeå caùc MBA ba pha laøm vieäc song song:
- Cuøng toå noái daây maùy bieán aùp ba pha.
- Cuøng tyû soá bieán aùp (k).
- Cuøng giaù trò ñieän aùp ngaén maïch (u
n
).
45
Xaùc ñònh toå noái daây:
- Xaùc ñònh toå ñaáu daây khi bieát goùc leäch pha giöõa söùc ñieän ñoäng daây sô caáp
vaø söùc ñieän ñoäng daây thöù caáp, baèng caùch laáy goùc/30
0
- Ví duï: Bieát maùy bieán aùp ba pha Y- coù goùc giöõa söùc ñieän ñoäng daây sô
caáp vaø söùc ñieän ñoäng daây thöù caáp laø 330
0
. Xaùc ñònh toå daáu daây cuûa maùy
bieán aùp naøy?
- Xaùc ñònh goùc leäch pha giöõa söùc ñieän ñoäng daây sô caáp vaø söùc ñieän ñoäng
daây thöù caáp khi bieát toå ñaáu daây, baèng caùch laáy giôø x30
0
- Ví duï: Bieát maùy bieán aùp ba pha coù toå daáu daây Y- -1. Xaùc ñònh goùc giöõa
söùc ñieän ñoäng daây sô caáp vaø söùc ñieän ñoäng daây thöù caáp cuûa maùy bieán aùp
naøy?
46
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
I. Khaùi nieäm maùy ñieän khoâng ñoàng boä .
Maùy ñieän KÑB laø loaïi maùy ñieän xoay chieàu, laøm vieäc
theo nguyeân lyù caûm öùng ñieän töø, coù toác ñoä quay rotor khaùc vôùi
toác ñoä töø tröôøng quay trong maùy.
laøm vieäc ôû cheá ñoä ñoäng cô hoaëc cheá ñoä maùy phaùt.
Thoâng thöôøng söû duïng ôû cheá ñoä ñoäng vì coù caáu taïo vaø
vaän haønh ñôn giaûn daãn ñeán giaù thaønh reû, chi phí baûo trì thaáp.
Ñoäng cô khoâng ñoàng boä coù khuyeát ñieåm laø khoù ñeàu
chænh toác ñoä vaø heä soá cos thaáp.
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
II. Caáu taïo maùy ñieän khoâng ñoàng boä.
Goàm hai phaàn chính : Stator vaø Rotor .
Stator maùy ñieän khoâng ñoàng boä: loõi theùp, daây quaán vaø voû maùy.
47
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
II. Caáu taïo maùy ñieän khoâng ñoàng boä.
Stator maùy ñieän khoâng ñoàng boä: loõi theùp, daây quaán vaø voû maùy.
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
II. Caáu taïo maùy ñieän khoâng ñoàng boä.
Stator maùy ñieän khoâng ñoàng boä: loõi theùp, daây quaán vaø voû maùy.
48
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
II. Caáu taïo maùy ñieän khoâng ñoàng boä.
Rotor laøphaàn quay goàm loõi theùp, truïc vaø daây quaán
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
II. Caáu taïo maùy ñieän khoâng ñoàng boä.
Rotor daây quaán vaø loàng soùc
Rotor loàng soùc
49
50
51
52
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
III. Nguyeân lyù hoaït ñoäng maùy ñieän khoâng ñoàng boä.
1. Khái niệm về từ trường quay
Ñöa doøng ñieän ba pha vaøo boä daây quaán ba pha sinh ra töø tröôøng
quay.
Töø tröôøng quay coù ñoä lôùn khoâng ñoåi vaø baèng 3/2 töø tröôøng cöïc
ñaïi cuûa moät pha.
n
1
goïi laø toác ñoä töø tröôøng quay, toác ñoä ñoàng boä [voøng/phuùt]
Töø tröôøng quay vôùi toác ñoä khoâng ñoåi n
1 p
f60
n
1
=
f laø taàn soá nguoàn ñieän , 50Hz
p laø soá ñoâi cöïc töø
p
f
n
1
= [voøng/giây]
53
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
III. Nguyeân lyù hoaït ñoäng maùy ñieän khoâng ñoàng boä.
2. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
III. Nguyeân lyù hoaït ñoäng maùy ñieän khoâng ñoàng boä.
2. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä
Ñaët ñieän aùp xoay chieàu ba pha,taàn soá f vaøo boä daây quaán stato
.
töø tröôøng quay toác ñoä n
1
doøng ñieän xoay chieàu ba pha
p
f60
n
1
=
Töø tröôøng quay caûm öùng trong rotor söùc ñieän ñoäng E
2
.
Daây quaán rotor noái ngaén maïch
(Chieàu E
2
, I
2
ñöôïc xaùc ñònh theo qui taéc baøn tay phaûi).
I
2
I
2
naèm trong töø tröôøng quay
taïo thaønh momen M taùc duïng leân rotor, laøm noù quay vôùi
toác ñoä n theo chieàu quay töø tröôøng
(chieàu cuûa löïc xaùc ñònh theo qui taéc baøn tay traùi)
löïc taùc duïng töông hoã
54
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
III. Nguyeân lyù hoaït ñoäng maùy ñieän khoâng ñoàng boä.
2. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä
Toác ñoä rotor n n
1
E
2
= 0
Toác ñoä rotor n = n
1
rotor seõ ñöùng yeân ñoái vôùi töø tröôøng quay
I
2
= 0 M = 0 Ñoäng cô khoâng quay
p
f60
n1
1n)s1(n
Toác ñoä töø tröôøng quay:
Toác ñoä tröôït n
2
(vaän toác tröôït): n2 = n1 - n
Heä soáâ tröôït cuûa toác ñoä :
1
1
n
nn
s
s = (110)%
Toác ñoä rotor n
p
f60
)s1(
Khi taûi taêng, heä soá tröôït cuõng taêng.
Ñoäng cô khoâng ñoàng boä (n
1
>n)
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
III. Nguyeân lyù hoaït ñoäng maùy ñieän khoâng ñoàng boä.
3. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy phaùt ñieän khoâng ñoàng boä
Duøng ñoäng cô sô caáp quay n > n
1
0
n
nn
s
1
1
Cô naêng ñoäng cô sô caáp ñöa vaøo rotor ñöôïc bieán thaønh
naêng löôïng ñieän töø chuyeån töø rotor sang stator .
55
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
IV. Phöông trình caân baèng ñieän aùp treân daây quaán rotor-
Sô ñoà töông ñöông maùy ñieän KÑB
1. Khi rotor ñöùng yeân:
0)jxr(IEU 22222
)jxr(IE 2222
f : taàn soá doøng ñieän rotor = taàn soá doøng ñieän stator.
2. Khi rotor quay:
Khi rotor quay vôùi toác ñoä n, töùc vôùi heä soá tröôït s, töø tröôøng stator quay ñoái
vôùi rotor vôùi vaän toác töông ñoái sn
1
neân taàn soá doøng ñieän rotor, ñieän khaùng
taûn rotor vaø söùc ñieän ñoäng caûm öùng rotor laàn löôït laø :
f
2s
= sf
x
2s
= 2 ( sf )L
2
= s x
2
2m22dqs2
sENksf44,4E
k
e
=
22dq
11dq
2
1
N.k
N.k
E
E
heä soá qui ñoåi söùc ñieän ñoäng.
I
2s
= I
2
r
2s
= r
2
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
IV. Phöông trình caân baèng ñieän aùp treân daây quaán rotor-
Sô ñoà töông ñöông maùy ñieän KÑB
5. Maïch töông ñöông cuûa rotor quy veà stator :
s
s1
r
'
2
.
'
2
E
r
1
jx
1 r
’
2
jx’
2
rm
jxm
U
1
I
1
I’
2
E
1
E’
2
s
s1
r
'
2
r’2/s
jx’2
.
'
2
E
I’
2 r’2 jx
’
2
t2
I’
2
56
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
IV. Phöông trình caân baèng ñieän aùp treân daây quaán rotor-
Sô ñoà töông ñöông maùy ñieän KÑB
3. Maïch töông ñöông cuûa rotor quay:
4. Maïch töông ñöông cuûa rotor quay, quy veà rotor ñöùng yeân :
222
2
.
jsxrIEs
2
2
2
2
.
jx
s
r
IE
r2
jsx22
.
Es
I
2r2s
jx2ssE 2
.
I
2s
r2/s
jx2
2
.
E
I
2
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
QUI ĐỔI CÁC ĐẠI LƯỢNG TỪ ROTOR VỀ STATOR:
12
'
2 . EEkE e
ik
I
I 2'2
2
'
2 .. RkkR ie 2
'
2 .. XkkX ie
222
111
..
..
Nkm
Nkm
k
dq
dq
i
Sức điện động Dòng điện
Điện trở Điện kháng
Hệ số qui đổi điện áp Hệ số qui đổi dòng điện
2
1
22
11
.
.
E
E
Nk
Nk
k
dq
dq
e
57
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
IV. Phöông trình caân baèng ñieän aùp treân daây quaán rotor-
Sô ñoà töông ñöông maùy ñieän KÑB
Ñieän trôû
s
s1
r
'
2
ñaëc tröng cho söï theå hieän coâng suaát cô treân
truïc cuûa maùy. Ñieän trôû bieán ñoåi, bieåu thò cho söï thay ñoåi cuûa taûi
treân truïc maùy
Khi ñoäng cô bò quaù taûi, toác ñoä ñoäng cô giaûm ñi, heä soá tröôït taêng leân vaø ñieän
trôû r’
2
s
s1
giaûm, laøm cho doøng ñieän rotor vaø stator ñeàu taêng leân.
Khi ñoäng cô ñieän bò keït khoâng quay hoaëc luùc môû maùy toác ñoä n = o vaø s = 1
s
s1
ñieän trôû r’
2
= 0 ; coi nhö thöù caáp bò ngaén maïch neân doøng ñieän stator vaø
rotor ñeàu taêng leân raát nhieàu ( baèng töø 5-7 laàn doøng ñieän ñònh möùc ), cuõng vì
theá tình traïng naøy ñöôïc goïi laø tình traïng ngaén maïch ñoäng cô ñieän .
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
s
s1
V. Quaù trình bieán ñoåi naêng löôïng vaø hieäu suaát cuûa ñoäng cô KÑB.
P
1
: coâng suaát ñieän ñaàu vaøo ñoäng cô
P
ñt
: coâng suaát ñieän töø chuyeån qua rotor.
P
cô
: coâng suaát cô lyù töôûng
P
2
: coâng suaát cô höõu ích treân truïc
p
Cu1
: toån hao ñoàng treân daây quaán stator,
P
Fe
: toån hao saét töø.
P
2
P
1
P
ñt
p
Cu1
p
Cu2pFe
P
cô
p
Cô
+ p
f
p
cô
+ p
f
: toån hao cô + toån hao phuï
p
Cu2
: toån hao ñoàng treân daây quaán rotor,
58
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
+ Ñoäng cô ñieän laáy ñieän naêng töø löôùi ñieän vaøo vôùi coâng suaát:
: goùc leänh pha giöõa doøng vaø aùpP1 = mUpIpcos
m: soá pha
+ Toån hao ñoàng cuûa daây quaán stator: pcu1 = mI
2
1
r
1
p
Fe
= mI
0
2
r
m+ Toån hao loõi saét stator:
+ Coâng suaát ñieän töø P
ñt
qua rotor:
s
'r
2
s
r
mI 222Pñt = P1 – (pcu1 + pFe) = mI'2
2
+ Toån hao ñoàng trong rotor : pcu2 = mI'2
2r'2 = m 2
2
2
rI
+ Coâng suaát cô lyù töôûng cuûa ñoäng cô :
s
s1
s
s1
rmI 2
2
2
P
cô
= P
ñt
- p
cu2
= m.I'
2
2
r'
2
+ Toån hao cô p
cô
vaø toån hao phuï: ( pcô + pf )
+ Coâng suaát ñöa ra truïc ñoäng cô ñieän P
2
: P
2
= P
cô
– ( p
cô
+ p
f
)
Toång toån hao trong ñoäng cô ñieän : p = pcu1 + pFe + pcu2 + pcô + pf
P
2
= P
1
- p
Hieäu suaát : 100
P
P
1
2
100
pP
P
100
P
pP
2
2
1
1
% =
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
MOMEN CUÛA ÑOÄNG CÔ KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ
M
ñt
=
1
ñt
P
s
'r
2P
ñt
= mI'
2
2
2'
21t
2
'
2
1
1'
2
xx
s
r
r
U
I
Momen ñieän töø öùng vôùi ñieän aùp nguoàn ñaët vaøo ñoäng cô laø :
2
21
2
2
11
2
2
11
ñt
)'xx(
s
'r
rf2
s/'r.U.p.m
M
Vôùi taàn soá vaø tham soá cho tröôùc, moment ñieän töø tæ leä vôùi bình phöông ñieän aùp.
Momen tæ leä nghòch vôùi ñieän khaùng.
Khi khôûi ñoäng ñoäng cô n = 0 , s =1, ta coù moment khôûi ñoäng:
2
21
2
211
2
2
11
mm
'xx'rrf2
'r.U.p.m
M
59
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
MOMEN CUÛA ÑOÄNG CÔ KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ
M
ñt
=
1
ñt
P
+ Moment ñieän töø:
60
n2 1
1
[Nm] [rad/s]
p
f60
n1 [vòng/phút]
M
ñm
=
đmP
+ Moment định mức( moment đầu trục, moment cơ kéo tải của động cơ):
Mđm = M2 = Mcơ ( Pđm = P2)
60
n2
[Nm] [rad/s] )s1(
p
f60
)s1(nn 1 [v/p]
cosIU3P đmđm1
100
P
P
%
1
2
cosIU3P đmđm1
.cosIU3PP đmđmđm2
Động cơ kđb ba pha
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
VI. QUAÙ TRÌNH MÔÛ MAÙY ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ:
Quaù trình môû maùy cuûa ñoäng cô (n = 0 n
ñm
)
ñm
2
21
2
21
1
mm
I)74(
)'xx()'rr(
U
I
2212211
2
2
11
mm
)'xx('rrf2
'r.U.p.m
M
Khi môû maùy: s = 1, yeâu caàu:
> M
ñaàutruïc
- Doøng ñieän môû maùy phaûi haïn cheá ñeán möùc thaáp nhaát.
- Moment môû maùy phaûi ñuû lôùn ñeå ñaûm baûo tieán haønh taêng toác.
- Thôøi gian môû maùy ngaén.
- Toån hao trong quaù trình môû maùy phaûi ñöôïc haïn cheá ôû möùc thaáp nhaát.
- Thieát bò vaø phöông phaùp môû maùy phaûi ñôn giaûn – vaän haønh chaéc chaén.
60
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
CAÙC PHÖÔNG PHAÙP MÔÛ MAÙY ÑOÄNG CÔ KÑB:
Coù hai phöông phaùp môû maùy: tröïc tieáp vaø giaùn ieáp
1. Phöông phaùp môû maùy tröïc tieáp: (U
mm
= U
ñm
)
Luùc môùi ñoùng ñieän doøng môû maùy lôùn, toác ñoä ñoäng cô taêng daàn thì doøng môû maùy giaûm
xuoáng vaø khi toác ñoä oån ñònh thì doøng ñieän ôû laïi trò soá bình thöôøng.
Phöông phaùp naøy coù doøng môû maùy lôùn gaây suït aùp treân löôùi ñieän ñang söû duïng.
2. Phöông phaùp môû maùy giaùn tieáp: (U
mm
< U
ñm
)
Muïc ñích cuûa phöông phaùp laø giaûm doøng môû maùy, U giaûm k laàn thì M
mm
giaûm k
2
laàn.
a. Phöông phaùp môû maùy qua ñieän trôû:
Boä ñieän trôû maéc noái tieáp vôùi daây quaán roâto trong quaù trình môû maùy, ñieän trôû loaïi ra
khoûi maïch khi ñoäng cô veà traïng thaùi laøm vieäc
2
21
2
p21
1
mm
)'XX()'R'rr(
U
I
giaûm
])'XX()'R'rr[(f2
)'R'r(pUm
M
2
21
2
P211
P2
2
11
mm
Vaãn giöõ giaù trò lôùn (öu ñieåm)
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
b. Phöông phaùp môû maùy qua ñieän khaùng:
Boä ñieän khaùng maéc noái tieáp vôùi daây quaán stato trong quaù trình môû maùy, ñieän khaùng
loaïi ra khoûi maïch khi ñoäng cô veà traïng thaùi laøm vieäc
Ñieän aùp môû maùy giaûm k laàn, doøng môû maùy giaûm k laàn, M
mm
giaûm k
2
laàn.
c. Phöông phaùp môû maùy qua maùy bieán aùp töï ngaãu:
Maùy bieán aùp caáp nguoàn ñieän thaáp vaøo boä daây quaán stato trong quaù trình môû maùy, ñöa
ñieän aùp ñònh möùc vaøo ñoäng cô khi ñoäng cô veà traïng thaùi laøm vieäc
Ñieän aùp môû maùy giaûm k laàn, doøng môû maùy giaûm k
2
laàn, M
mm
giaûm k
2
laàn.
d. Phöông phaùp môû maùy baèng caùch ñoåi noái sao – tam giaùc:
Ñieän aùp nguoàn caáp vaøo ñoäng cô khoâng ñoåi. Ñoäng cô môû maùy ôû cheá ñoä sao, laøm vieäc
ôû cheá ñoä tam giaùc
Ñieän aùp nguoàn caáp vaøo ñoäng cô khoâng ñoåi , Ñieän aùp caáp vaøo töøng boä daây ñoäng cô
giaûm laàn, doøng môû maùy giaûm 3 laàn, M
mm
giaûm 3 laàn.3
61
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
VII. ÑIEÀU CHÆNH TOÁC ÑOÄ VAØ ÑAÛO CHIEÀU QUAY ÑOÄNG CÔ KÑB.
)s1(
p
f60
n
- Thay ñoåi soá cöïc töø:
p
1
n
- Thay ñoåi taàn soá: fn
- Phöông phaùp thay ñoåi ñieän trôû phuï treân maïch rotor:
's
'r'r
s
'r p
22
n' = n
1
(1 –s')
- Phöông phaùp thay ñoåi ñieän aùp
Ñieän aùp giaûm k laàn thì M giaûm k
2
laàn. Neáu M
taûi
khoâng ñoåi thì toác ñoä giaûm,
+ Ñaûo chieàu quay ñoäng cô kñb ba pha: ñaûo hai trong ba daây pha cuûa nguoàn ñieän ñaët
vaøo ñoäng cô .
+ Ñaûo chieàu quay ñoäng cô kñb moät pha: ñaûo hai ñaàu cuoän daây pha ñeà cuûa ñoäng cô .
BAØI GIAÛNG LT MAÙY ÑIEÄN
VIII. CAÙC CHEÁ ÑOÄ HAÕM PHANH (THAÉNG) ÑOÄNG CÔ KÑB.
- Thaéng taùi sinh: toác ñoä cuûa ñoäng cô keùo roâto lôùn hôn toác ñoä quay cuûa töø tröôøng.
- Thaéng ngöôïc: ñoäng cô ñang quay theo chieàu thuaän, ñoåi hai trong ba daây pha
cuûa nguoàn ñieän ñaët vaøo ñoäng cô , töø tröôøng ñoåi chieàu ngöôïc laïi , toác ñoä roâto
giaûm veà khoâng tröôùc khi ñoåi chieàu. Ngay khi toác ñoä roâto veà 0, ngaét nguoàn ñieän
ra khoûi maïch.
- Thaéng ñoäng naêng: ñoäng cô ñang quay, ngay khi ngaét nguoàn ñieän ba pha, ñöa
nguoàn moät chieàu vaøo boä daây ba pha cuûa ñoäng cô.
62
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
II. Cấu tạo
I. Khái quát
III. Nguyên lý hoạt động
IV. Quan hệ điện từ trong máy điện DC
VI. Máy phát DC
VII. Động cơ DC
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
I. Khái quát
- Máy điện một chiều là thiết bị điện dùng để biến đổi cơ năng
thành điện năng một chiều hoặc ngược lại.
- Động cơ một chiều (DC motor) có moment khởi động lớn, dễ
điều chỉnh tốc độ, điều chỉnh liên tục trong phạm vi rộng
- Máy phát điện một chiều (DC generator) là máy phát kích từ
cho máy phát điện đồng bộ
- Nhược điểm: cổ góp điện làm cho cấu tạo phức tạp, giá thành
đắt, làm việc kém tin cậy, nguy hiểm trong môi trường dễ cháy.
63
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
II. Cấu tạo
Cực từ phụ
Cực từ chính
Hình a ) Stator
Máy điện một chiều gồm 2 phần : phần cảm và phần ứng.
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
II. Cấu tạo
- Phần cảm gồm: cực từ chính , cực từ phụ , vỏ máy (gông từ),
nắp máy, cơ cấu chổi than
+ Cực từ chính: làm bằng nam châm điện (máy có công suất lớn) và làm
bằng nam châm vĩnh (máy có công suất nhỏ). Cực từ chính tạo nên từ trường
chính trong máy, cực từ gắn lên vỏ máy bằng bu lông hoặc đinh vít , cuộn dây
kích từ đặt trên các cực từ này được nối tiếp với nhau.
+ Cực từ phụ: đặt xen kẽ giữa các cực từ chính, mắc nối tiếp với dây quấn
phần ứng để hạn chế tia lửa điện và cải thiện đổi chiều.
+ Gông từ ( vỏ máy ): dùng để gắn các cực từ, làm mạch từ nối liền các cực từ,
do vậy vỏ máy được dẫn từ.
+ Cơ cấu chổi than : chổi than đặt trong hộp chổi than, giá chổi than. Dễ bị hao
mòn, thay thế khi bảo trì định kỳ.
64
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
II. Cấu tạo
- Phần cảm gồm: cực từ chính , cực từ phụ , vỏ máy (gông từ),
nắp máy, cơ cấu chổi than
Cực từ
phụ
Cực từ
chính
Hình a )
Stator
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
- Phần ứng gồm: trục, lõi thép, dây quấn phần ứng, cổ góp.
Cổ góp điện
Chổi than
Các lá thép KTĐ
Các rãnh để đặt dây
quấn
Hình b ) phần ứng
Trục
Cổ góp (vành đổi chiều): cổ góp gồm các phiến góp làm bằng đồng, giữa các phiến góp
cách điện với nhau bởi mica và cổ góp cũng được cách điện với trục rotor bằng ống phíp .
Trong máy điện một chiều bộ phận chổi than và cổ góp dễ hư hỏng nhất
II. Cấu tạo
65
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
III. Nguyeân lyù hoaït ñoäng
Tải
N
S
v
B
E
E
a
b
c
d
Máy phát điện một chiều
e = B. l. v.sin ; chiều theo quy tắc bàn tay phải
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
III. Nguyeân lyù hoaït ñoäng
Máy phát điện một chiều
Khi khung quay với tốc độ không đổi, hai thanh dẫn ab, cd lần lượt nằm
dưới 2 cực từ khác tên (từ trường của hai cực nam châm không đổi), khung
quay sẽ cảm ứng nên một sức điện động xoay chiều : e = B. l. v.sin
0
e
t
Dạng sóng đập mạch
Sđđ trên thanh dẫn
Sđđ trên hai đầu chổi than
0
e
t
nhiều khung dây đặt lệch nhau một góc trong không gian để giảm bớt sự đập mạch
ở cổ góp, chổi than và quấn tăng số vòng dây để tăng cường sức điện động
66
67
68
BÀI GIẢNG LT MÁY ĐIỆN
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
III. Nguyeân lyù hoaït ñoäng
E
N
S
v
B
I
I
a
b
c
d
Động cơ điện một chiều
I
F
F
F = B. l. I ; chiều theo quy tắc bàn tay trái
động cơ quay
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
IV. Quan hệ điện từ trong máy điện DC
1. Sức điện động phần ứng Eư
Eư = CE . . n CE =
a60
pN
: hệ số kết cấu
p: số đôi cực; N : tổng số thanh dẫn ; a : số đôi mạch nhánh
: từ thông ở cuộn dây kích từ n : tốc độ của máy điện
2. Moment điện từ Mđt
Mđt = CM . . Iư
CM =
a2
pN
: hệ số kết cấu (moment)
Iư : dòng điện phần ứng
3. Công suất điện từ Pđt
.MP đtđt
60
n2
.I..
a2
pN
u
uI.n..
a60
pN
= Eư. Iư
Moment điện từ của máy điện một chiều được tạo nên do sự tác động
tương hỗ giữa từ trường phần cảm và từ trường dòng điện trong thanh dẫn
phần ứng. Momen này tác dụng lên phần ứng.
69
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
IV. Quan hệ điện từ trong máy điện DC
4. Các loại tổn hao
+ Tổn hao sắt : PFe – Xuất hiện khi có từ trường biến thiên, độ lớn của tổn
hao sắt phụ thuộc nhiều yếu tố : tình trạng mạch từ, chất lượng lõi thép, hình
dáng lõi thép.
+ Tổn hao cơ : Pcơ – Chủ yếu do lực ma sát gây nên.
Po = PFe + Pcơ Tổn hao không tải
+ Tổn hao đồng : PCu – Do hiện tượng Junle – Lenxơ . Phát nóng trên dây
quấn kích từ, dây quấn phần ứng, điện trở tiếp xúc giữa chổi than với cổ góp.
PCu = PCu kt + PCu ư = Pkt + PCu ư
P = Pkt + PCu ư + Pcơ + PFe
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Các đại lượng định mức
- Công suất định mức: là công suất đầu ra của máy điện khi tải định mức
+ Công suất định mức của động cơ điện DC là công suất cơ đầu trục kéo tải
định mức (W, KW, HP)
+ Công suất định mức của máy phát điện DC là công suất điện phát ra cấp cho
tải định mức (W, KW, MW)
- Điện áp định mức: là điện áp ở hai đầu cực của máy điện DC khi có tải đm
- Dòng điện định mức: là dòng điện cấp vào (động cơ) hoặc dòng điện phát ra
kéo tải định mức.
- Dòng điện kích từ: là dòng điện trên cuộn dây kích từ.
- Dòng điện phần ứng: là dòng điện đi qua phần ứng.
70
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
V. Máy phát điện một chiều
2. Sơ đồ tương đương và phương trình cân bằng sức điện động phần ứng
Cuộn dây kích từ tương đương điện trở Rkt
Tổn hao phần ứng tương đương điện trở Rư
Eư = U + Rư.Iư : Sức điện động phần ứng
Iư
U
Eư
Rư
URư = Rư.Iư : Điện áp rơi trên phần ứng
Eư và Iư cùng chiều
Ví dụ: Máy phát một chiều kích từ song song
Iư
U
Eư
Rư
Rkt
Ikt
I Eư = U + Rư.Iư
URư = Rư.Iư
Ukt = U = Rkt.Ikt
Iư = I + Ikt
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
V. Máy phát điện một chiều
1. Các loại kích từ
Ukt Tải
Iư
U
Ikt = I
Kích từ độc lập
Kích từ chung
Kích từ nối tiếp Kích từ song song
Kích từ hỗn hợp
Eư
TảiU
Iư
Ikt
I
Eư TảiU
Iư
Ikt
I
Eư
TảiU
Iư Iktnt
I
Ikt// Eư
71
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
V. Máy phát điện một chiều
3. Giản đồ năng lượng của máy phát điện một chiều
Tổn hao đồng trên cuộn dây kích từ Pkt = Rkt. I
2
kt = Ukt.Ikt
Tổn hao đồng trên phần ứng P Cu ư = Rư. I
2
ư
Tổn hao sắt : PFe
Tổn hao cơ : Pcơ
Tổn hao sắt,cơ : PFe, cơ
Kích từ độc lập
P1
(cơ)
Pđt
P2
(điện)
Pđm
Pkt
PFe, cơ
PCu ư
Uo(Eư) U(Uđm)
Kích từ chung
P1
(cơ)
Pđt
P2
(điện)
Pđm
Pkt
PCu ư
Uo U(Uđm)
PFe, cơ
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
V. Máy phát điện một chiều
3. Giản đồ năng lượng của máy phát điện một chiều
P2 = U.I Pđm = Uđm .Iđm
P1 = P2 + P
P = Pkt + PCu ư + PFe cơ
1
2
P
P
P2 = U.I
I.UP
P 21
đmđmđm1
I.UP
P
Moment cơ cấp vào cho máy phát:
Moment điện từ của máy phát:
60
n2
PP
M 111
60
n2
PP
M đtđtđt
.C
E
n
E
72
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
V. Máy phát điện một chiều
4. Đặc tính cơ bản của máy phát điện một chiều
+ Đặc tính không tải: U0 = f (Ikt ) = Eư ; I = 0 ; n = const.
Uo
Uo = f(It)
0 Ikt
Đường cong từ hóa của MP một chiều
Uo
Uo = f(It)
0 Ikt
Uod
+ Đặc tính ngắn mạch: In = f ( Ikt) khi U = 0 , n = const.
In
Ikt
Iđm
ItnO
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
V. Máy phát điện một chiều
4. Đặc tính cơ bản của máy phát điện một chiều
+ Đặc tính ngoài ( đặc tính tải ) : U = f ( I ) Ikt = const ; n = const
U
U U = f(I)
Uo
Uđm
Iđm I
Uo
Uđm
Io
Iđm In
I
Kích từ chung
Kích từ độc lập
U
100.
U
UU
%U
đm
đmo
+ Đặc tính điều chỉnh: Ikt= f( I) khi U= const , n = const
Ikt = f(I)
0 IIđm
Iktđm
Ikt0
Ikt
73
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
VI. Động cơ điện một chiều
1. Các loại kích từ
Kích từ độc lập
Kích từ chung
Kích từ nối tiếp Kích từ song song
Kích từ hỗn hợp
U
Iư
Ikt
I
Eư U
Iư
Ikt
I
Eư
U
Iư Iktnt
I
Ikt// Eư
Ukt
Iư
U
Ikt = I
Eư
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
VI. Động cơ điện một chiều
2. Sơ đồ tương đương và phương trình cân bằng sức điện động phần ứng
Cuộn dây kích từ tương đương điện trở Rkt
Tổn hao phần ứng tương đương điện trở Rư
Eư = U - Rư.Iư : Sức điện động phần ứng
Iư
U
Eư
Rư
URư = Rư.Iư : Điện áp rơi trên phần ứng
Eư và Iư ngược chiều, Eư gọi là sức phản điện
Ví dụ: Động cơ một chiều kích từ song song
Iư
U
Eư
Rư
Rkt
Ikt
I Eư = U - Rư.Iư
URư = Rư.Iư
Ukt = U = Rkt.Ikt
I = Iư + Ikt Iư = I - Ikt
74
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
VI. Động cơ điện một chiều
3. Giản đồ năng lượng của động cơ điện một chiều
Tổn hao đồng trên cuộn dây kích từ Pkt = Rkt. I
2
kt = Ukt.Ikt
Tổn hao đồng trên phần ứng P Cu ư = Rư. I
2
ư
Tổn hao sắt : PFe
Tổn hao cơ : Pcơ
Tổn hao sắt,cơ : PFe, cơ
P1
(điện)
Pđt
P2
(cơ)
Pđm
Pkt
PFe cơ
PCu ư
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
VI. Động cơ điện một chiều
3. Giản đồ năng lượng của động cơ điện một chiều
P1 = U.I
P1 = P2 + P
P = Pkt + PCu ư + PFe cơ
1
2
P
P
P1 = U.I
.I.U.PP 12
Moment cơ cấp cho tải của động cơ:
Moment điện từ của động cơ điện:
60
n2
PP
M 222
60
n2
PP
M đtđtđt
.C
E
n
E
.I.U.PP đmđm1đm
75
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
VI. Động cơ điện một chiều
4. Mở máy động cơ điện một chiều
a. Mở máy trực tiếp
Dòng điện mở máy Imm : dòng điện cấp vào động cơ quá trình mở máy (n=0)
Iư
U
Eư
Rư
Ví dụ: Động cơ một chiều kích từ song song
Iư
U
Eư
Rư
Rkt
Ikt
I
Eư = U - Rư.Iư
Imm = Iưmm + Ikt ≈ Iưmm
uR
U
Iưmm
(n = 0) Eư = 0
đmI64
uR
U
Iưmm
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
VI. Động cơ điện một chiều
4. Mở máy động cơ điện một chiều
b. Mở máy gián tiếp
Giảm dòng điện mở máy bằng cách gắn điện trở phụ nối tiếp với phần ứng
pu RR
U
I’ưmm
Iư
U
Eư
Rư
Rp
I
t
Iđm
Imm
I’mm
t1 t2 t30
n
n’
Iư
U
Eư
Rư
Rp3 Rp2 Rp1
1234
Imm(t)
I’mm(t)
76
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
VI. Động cơ điện một chiều
5. Đảo chiều quay động cơ một chiều :
Đảo chiều dòng điện kích từ hoặc đảo chiều cực tính nguồn điện đưa vào
phần ứng.
6. Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều :
E
öö
C
RIU
n
+ Điều chỉnh từ thông :
+ Điều chỉnh điện áp đặt vào phần ứng
+ Điều chỉnh Rư
Ckt
Rkt
1
n
Un
Rư tăng, (U – IưRư ) giảm, n giảm
(chỉ có thể tăng trong phạm vi điện áp cho phép)
(chỉ có thể tăng trong khoảng từ 0 đến đm
)
CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
VI. Động cơ điện một chiều
7. Thắng động cơ một chiều :
- Thắng tái sinh: tốc độ của động cơ kéo rôto lớn hơn tốc độ quay của từ
trường.
- Thắng ngược: động cơ đang quay theo chiều thuận, đổi chiều dòng kích từ
hoặc đổi hai đầu phần ứng , tốc độ rôto giảm về không trước khi
đổi chiều ngược lại. Ngay khi tốc độ rôto về 0, ngắt nguồn điện ra khỏi
mạch.
- Thắng động năng: động cơ đang quay, giữ nguồn điện cấp vào cuộn dây kích
từ, ngắt nguồn điện cấp vào phần ứng, nối tắt hai đầu phần ứng
qua điện trở. Động cơ một chiều được thắng động năng, sau đó (1-2s) ngắt
nguồn điện ra khỏi cuộn dây kích từ.
77
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
I.Khái niệm:
Là loại máy điện xoay chiều có tốc độ từ trường xoay bằng với
tốc độ quay của rotor.
Ứng dụng :
Máy phát điện, máy phát công suất phản kháng
Động cơ điện
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
II. Cấu tạo:
Căn cứ vào cấu tạo có thể chia thành phần tĩnh : stator và phần quay rotor.
Về nguyên tắc stator cũng có thể là phần cảm cũng có thể là phần ứng và
rotor cũng có thể là phần ứng hoặc phần cảm
Phần tĩnh:
Nếu phần cảm nằm ở stator thì lá thép có dạng như hình vẽ sau
Đưa điện một chiều
vào đây
Dây quấn stator
Lõi thép stator
Lõi thép rotor
Dây quấn rotor
78
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
Được cấp điện một chiều từ ngoài
Dây quấn kích từ
Tốc độ thấp (từ 1000 vòng/phút trở xuống)
Phần quay
Rotor cực lồi:
Thường là rotor của các máy phát thủy điện
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
• Rotor cực ẩn:
Dây quấn kích từ
rất vững chắc
Chế tạo phức tạp hơn
rotor cực lồi
Độ bền cơ học rất cao
Tốc độ rotor cao từ
1500vòng / phút trở lên
Thường là các máy nhiệt điện
Lõi thép là một khối
thép rèn hình trụ
79
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
Các thông số định mức của MĐĐB:
Uđm(V,KV) : Điện áp định mức
Iđm(A,KA) : Dòng điện định mức
fđm(HZ) : Tần số định mức
Cosđm : Hệ số công suất định mức
Ikt đm : Dòng điện kích từ định mức
Uktđm : Điện áp kích từ định mức
Sđm(VA,KVA) : Công suất biểu kiến định mức
n đm(v/p) : Tốc độ quay định mức
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
Nguồn điện một chiều
tạo từ trường
Ba bộ dây một pha giống nhau đặt lệch
120 độ trong không gian
Dùng động cơ sơ cấp quay rotor với tốc độ n
III. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ
80
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
III. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ
Cuộn dây ứng đặt ở stator
Cuộn dây cảm đặt ở rotor
Cung cấp nguồn điện một chiều qua hệ thống chổi than cho dây quấn rotor
Dòng điện một chiều tạo ra một từ trường không đổi
Dùng một động cơ bên ngoài quay rotor với tốc độ n
Từ trường rotor sẽ quay tròn và khép kín qua rotor và stator.
Từ thông của từ trường quay quét qua các thanh dẫn trong stator ( phần ứng
) làm xuất hiện trong ba cuộn dây ba sđđ:
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
III. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ
81
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
III. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ
Trong đó:
: Tốc số góc của rotor (tần số góc của dòng điện trong phần ứng),
=2f
f : Tần số, kdq : Hệ số dây quấn, W1 : Số vòng dây , : Từ thông cực đại
trên một cực từ rotor
Nếu số cặp cực là p thì tần số biến thiên f của dòng điện sẽ là :
(HZ) (1)
)240sin(.
)120sin(.
sin.
0
0
tEe
tEe
tEe
mC
mB
mA
02EEm
60
np
f
mdqWkfE ....44,4 10
m
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
III. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ
Theo nguyên lý tạo từ trường xoay các dòng điện trong các cuộn dây stator
cũng tạo nên một từ trường quay với tốc độ xác định bằng biểu thức:
(2)
Thay f từ công thức ( 1) trên vào công thức (2) ta có N = n .
Như vậy ở máy điện đồng bộ tốc độ quay của rotor và tốc độ quay
của từ trường do dây quấn stator sinh ra bằng nhau
Tần số của dòng điện phụ thuộc vào tốc độ quay của rotor và số
đôi cực.
p
f
N
60
82
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
Trường hợp máy phát điện một pha thì ta có một bộ dây một pha đặt ở
stator
và trong cuộn dây này xuất hiện một sđđ hình sin
Động cơ quay rotor có thể là động cơ diesel, turbine nước (Thuỷ điện)
III. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ
Stator đứng yên
Ngõ ra :Điện áp xoay chiều
Đưa nguồn điện một chiều vào rotor
Rotor quay
tEe m sin
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
IV.PHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN ÁP CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ :
Cực ẩn:
Phương trình điện áp của máy phát cực ẩn có thể viết như sau:
Trong đó :
Rư : Điện trở dây quấn phần ứng (stator)
Xđb : Điện kháng đồng bộ
XФ : Điện kháng từ hóa ( Điện kháng phần ứng)
Xl : Điện kháng rỉ
Iư : Dòng điện trong dây quấn phần ứng
U: Điện áp ngõ ra phần ứng
E0 : Sức điện động hiệu dụng phần ứng lúc
không tải
2
0
mEE
lđb XXX
)(0 đbuu jXRIEU
Sơ đồ tương ứng với phương trình điện áp
83
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
Trường hợp tải dòng tải
chậm pha hơn điện áp tải
Trường hợp tải dòng tải
nhanh pha hơn điện áp tải
ĐỒ THỊ VEC TƠ MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ CỰC ẨN
U U
0E
0E
uI
uI
uuRI
uuRI
uuRIj
uuRIj
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
IV.PHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN ÁP CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ :
Cực lồi : Do mạch từ không đều nên phân chia
Iư thành Id (dọc trục) và Iq (ngang trục), với :
Ta có :
qdđb XXX
sin.ud II cos.uq II
qdu FFF
cc FI uu FI
0, EFF uc
dI
qI
qdu III
uI
84
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
IV.PHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN ÁP CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ :
Ic : Dòng điện phần cảm (rotor) tạo ra Sức từ động (stđ) phần cảm Fc
Iư : Dòng điện phần ứng (stator) tạo ra stđ phần ứng Fư
Stđ phần cảm Fc tương tác với stđ phần ứng Fư tạo ra sức điện động phần ứng
stator E0
Ở máy đồng bộ cực lồi Stđ phần ứng Fư cũng được phân chia thành Fd : stđ
dọc trục và Fq ; stđ ngang trục
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
IV.PHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN ÁP CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ :
Cực lồi :
Trong đó :
Rư : Điện trở dây quấn phần ứng (stator)
Xd : Điện kháng đồng bộ dọc trục
Xq : Điện kháng đồng bộ ngang trục
XФd : Điện kháng từ hóa dọc trục
XФq : Điện kháng từ hóa ngang trục
Id : Dòng điện trong dây quấn phần ứng dọc trục
Iq : Dòng điện trong dây quấn phần ứng ngang trục
U: Điện áp ngõ ra phần ứng
E0 : Sức điện động phần ứng lúc không tải
Có thể viết lại như sau :
qqddqudu IjXIjXIRIREU 0
qqddu IjXIjXRIEU 0
lqq XXX
ldd XXX
Lưu ý
85
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
ĐỒ THI VEC TƠ CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN CỰC LỒI
Trường hợp Rư khác 0 Trường hợp Rư = 0
0E0E
U
U
uIuI
dIdI
qIqI
uqRI
udRI
uuRI
qqXIj
dd XIj
dd XIj
qqXIj
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
V. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG : ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ
Đưa điện ba pha vào ba bộ dây một pha
giống nhau đặt lệch 120 độ trong không
gian, tạo từ trường xoay
Đưa nguồn điện một
chiều tạo từ trường
Tác động giữa từ trường stator và từ trường rotor làm rotor quay
86
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
VI.PHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN ÁP CỦA ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ :
CỰC ẨN :
0EXIjRIU đbuuu
U uuRI đbuXIj oE
đbuXIj
uuRI
++=
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
ĐỒ THỊ VEC TƠ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ CỰC ẨN
87
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
VI.PHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN ÁP CỦA ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ :
CỰC LỒI :
0EXIjXIjRIRIU qqdduqud
Trường hợp Rư =0 Trường hợp Rư khác 0
v
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
VII. CÔNG SUẤT ĐIỆN TỪ MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ :
CỰC ẨN:
Chỉ xét trường hợp điện trở phần ứng bằng không : (Rư=0):
Pđt : Công suất điện từ
m : số pha
E0 : Sđđ không tải
U : Điện áp phần ứng
δ : Góc lệch pha giữa E0 và U
Xđb : Điện kháng đồng bộ
sin0
đb
đt
X
UmE
P
Công suất điện từ đạt giá trị lớn nhất khi góc lệch pha giữa E0 và U bằng 90 độ
88
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
VII. CÔNG SUẤT ĐIỆN TỪ MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ :
CỰC LỒI:
Bỏ qua tổn hao xem công suất chuyển từ cơ sang điện bằng với công suất
ngõ ra :
Từ đồ thị pha của máy phát đồng bộ với Rư =0 (không tổn hao), ta có :
Thành phần thứ nhất phụ thuộc dòng kích từ (E0), tương tự như ở trường
hợp cực ẩn, thành phần thứ hai độc lập với dòng kích từ gọi là công suất
từ trở do tính chất không đồng nhất của mạch từ ở máy cực lồi mà có. Ở
trường hợp cực ẩn do mạch từ đồng nhất nên không có thành phần này
cos3 uđt UIP
)2sin(
2
)(
sin
2
0
qd
qd
d
đt
XX
XXmU
X
mUE
P
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
VIII. MOMEN ĐIỆN TỪ CỦA MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ :
CỰC ẨN :
CỰC LỒI :
Trong đó :
: Tốc độ góc của rotor
m : số pha
sin0
đb
đt
X
UmE
M
)2sin(
2
)(
sin
2
0
qd
qd
d
đt
XX
XXmU
X
mUE
M
89
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
IX.GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ
.1 MP
cos32 dd IUP
ttttt RIIUP
2
Tổn hao cơ –Pcơ -> Ma sát
Tổn hao phụ -> Quạt gió
Tổn hao sắt từ-> Từ trễ, dòng điện xoáy
uucu RmIP
2
Tổng tổn hao
+
+
+
+
Tổn hao kích từ
Tổn hao đồng
Hiệu Suất
PP
P
P
P
2
2
1
2
P
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
X.GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ
.2 MP
cos31 dd IUP
ttttt RIIUP
2
Từ trễ, dòng điện xoáy
Ma sát
Quạt gió
uucu RmIP
2
Tổng tổn hao
+
+
+
+
Hiệu Suất
PP
P
P
P
2
2
1
2
P
90
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
XI.PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG TRONG MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
Khi nối điện áp ngõ ra của phần ứng với tải sẽ có dòng điện chạy từ phần
ứng ra tải, tứ trường của dòng điện phần ứng tác động với từ trường phần cảm
tạo thành từ trường chung của máy . Tác động của từ trường phần ứng với
từ trường phần cảm gọi là phản ứng phần ứng
Trường hợp tải thuần trở:
Khi phụ tải thuần trở dòng điện sẽ trùng pha với sức điện động( điện áp )
phần ứng. Từ trường của dòng điện này do đó sẽ chậm pha so với từ trường
phần cảm một góc 90 độ. Do đó từ trường phần cảm bị sô lệch về một phía
mỏm từ cực. Kết quả là từ trường tổng sẽ mạnh ở mỏm cực này và yếu ở
mỏm cực kia.
Như vậy khi tải thuần trở sức điện động phần ứng
sẽ giảm hơn so với lúc không tải
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG KHI TẢI THUẦN TRỞ
Stator Rotor
Từ thông phần cảm
Sức điện động phần ứng
Dòng điện phần ứng
Từ thông phần ứng
Từ thông tổng
Khi tải thuần trở từ thông tổng sẽ yếu đi -> Sđđ ngõ ra của máy phát sẽ giảm
91
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
Khi tải thuần cảm dòng điện tải sẽ chậm pha hơn sức điện động phần ứng
một góc 90 độ nên từ trường của nó sinh ra (đồng pha với nó) cùng lệch pha
với sức điện động 90 độ. Vậy từ trường này sẽ chậm pha hơn từ trường phần
cảm một góc 180 độ và từ trường tổng sẽ bị suy yếu nên sức điện động phần
ứng sẽ bị suy giảm.
• Kết luận khi tải thuần cảm:
PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG KHI TẢI THUẦN CẢM
Sức điện động ngỏ ra của máy phát điện đồng bộ sẽ giảm
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG KHI TẢI THUẦN CẢM
Stator Rotor
Từ thông phần cảm
Sức điện động phần ứng
Dòng điện phần ứng
Từ thông phần ứng
Từ thông tổng
Từ thông tổng sẽ giảm -> Sđđ ngõ ra của máy phát sẽ giảm
92
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG KHI TẢI THUẦN DUNG
Khi tải thuần dung (mang tính dung kháng) dòng điện tải sẽ nhanh pha
hơn sức điện động một góc 90 độ. Từ trường của nó sinh ra đồng pha với
nó nên sẽ đồng pha với từ trường phần ứng. Kết quả là từ trường tổng sẽ
gia tăng làm sức điện động phần ứng tăng theo.
Như vậy:
Khi tải thuần dung sức điện động ngõ ra của máy phát điện đồng bộ sẽ tăng
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG KHI TẢI THUẦN DUNG
Stator Rotor
Từ thông phần cảm
Sức điện động phần ứng
Dòng điện phần ứng
Từ thông phần ứng
Từ thông tổng
Từ thông tổng sẽ giảm -> Sđđ ngõ ra của máy phát sẽ giảm
93
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
XII.HÒA ĐỒNG BỘ CÁC MÁY PHÁT
Các máy phát có thể được hòa đồng bộ với nhau hoặc máy phát có thể hoà
đồng bộ với nguồn điện lưới với các điều kiện phải thỏa mãn như sau:
Tần số nguồn điện phát ra của máy phát phải bằng tần số của nguồn điện
lưới ( hay tần số của nguồn điện phát ra của máy phát thứ hai )
Sức điện động của máy phát phải bằng điện áp lưới ( hay bằng với sức điện
động của máy phát thứ hai )
Pha sức điện động của máy phát phải trùng với pha của điện áp lưới ( hay
pha điện áp của máy phát thứ hai)
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
XII. HÒA ĐỒNG BỘ CÁC MÁY PHÁT
94
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
XII. HÒA ĐỒNG BỘ CÁC MÁY PHÁT
Sức điện động máy phát
Điện áp lưới
Góc lệch pha
Đèn cháy
Sơ đồ pha khi chưa đồng bộ
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
Đèn tắt
Sức điện động máy phátĐiện áp lưới
Đèn tắt
Đèn tắt
Sơ đồ pha khi đã đồng bộ
XII.HÒA ĐỒNG BỘ CÁC MÁY PHÁT- PHƯƠNG PHÁP NỐI TẮT
95
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
Đèn tắt
Sức điện động máy phátĐiện áp lưới
Đèn cháy
Đèn cháy
Sơ đồ pha khi đã đồng bộ
XII.HÒA ĐỒNG BỘ CÁC MÁY PHÁT –PHƯƠNG PHÁP NỐI SÁNG
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
ĐỘ SỤT ÁP PHẦN TRĂM: VR (voltage Regulation)
Điện áp đầu cực máy phát ở giá trị định mức khi giữ nguyên dòng kích
từ sẽ thay đổi theo dòng tải. Khi không tải và khi không tải điện áp ngõ
ra của máy phát sẽ thay đổi một lương gọi là độ sụt áp được tính theo
phần trăm như sau :
Với điều kiện dòng kích từ khi đầy tải có giá trị không đổi
đaytai
đaytaikhongtai
U
UU
UVR
%100)(
%
96
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- bg_md_doc_4184.pdf