May Dien Dong Bo1.Pptx

Chương 8

MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

Kỹ thuật điện

8.1 Khái niệm chung

8.2 Cấu tạo MĐ ĐB

8.3 Nguyên lý làm việc

8.4 Phản ứng phần ứng MF

8.5 Phương trình điện áp MF

8.6 Độ thay đổi điện áp MF

8.7 Công suất MF

8.8 Đặc tuyến MF

Chương 8


8.9 MF làm việc song song

8.10 ĐC ĐB

8.1. Khái niệm chung


MĐ ĐB là loại máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ máy tỷ lệ với tần số hệ thống trong vận hành bình thường.

MĐ ĐB: có tính thuận – nghịch

MĐ ĐB có thể hoạt động ở chế độ máy bù ĐB.

MĐ ĐB có điện áp đầu cực khoảng 13 kV đến 28 kV, công suất có thể đạt đến 1000 MVA.

8.2 Cấu tạo


8.2. Cấu tạo


Stato:

Có lõi thép và dây quấn

Loại tốc độ chậm có chiều dài dọc trục ngắn; còn loại tốc độ cao có chiều dài dọc trục lớn gấp nhiều lần đường kính

Có hệ thống làm mát (bằng nước hay Hydro)

8.2. Cấu tạo


Roto:

Cực lồi và cực ẩn

8.2. Cấu tạo


Roto:

Cực lồi: mặt cực từ có khe hở không khí không đều, mục đích để từ cảm trong khe hở không khí có phân bố hình sin nên sức điện động cũng có dạng hình sin

Dùng cho MF có tốc độ chậm.

8.2. Cấu tạo


Roto:

Cực ẩn: có khe hở không khí đều, thường có 2 hoặc 4 cực.

Dùng cho máy phát tốc độ cao. Vì tốc độ cao nên bị ảnh hưởng lực ly tâm, vì vậy mà Roto được đúc nguyên khối và có đường kính nhỏ.

8.2. Cấu tạo


Bộ kích từ:

Dây quấn kích từ được quấn trên trục Roto, được cung cấp điện một chiều để tạo ra từ thông không đổi theo thời gian. Dòng điện một chiều này được lấy từ bộ kích từ.

Các dạng:MF một chiềuDùng chỉnh

lưuChỉnh lưu

quay

8.3. Nguyên lý làm việc


Xét MF ĐB đơn giản như hình vẽ

Tấn số trên mỗi pha:

Sức điện động cảm ứng hiệu dụng mỗi pha:

8.3. Nguyên lý làm việc


Vì các pha lệch nhau góc 120 độ trong không gian nên ta có:

8.4. Phản ứng phần ứng


Cho dòng kích từ Ik chạy vào dây quấn Roto và không có dòng chạy trên Stato (chế độ không tải) thì từ thông của cực từ rôto Ø0 cắt dây quấn stato cảm ứng ra sức điện động E0 chậm pha so với nó một góc 900.

Khi Stato có tải, chúng sẽ sinh ra từ trường có 2p cực quay cùng chiều và cùng tốc độ như Roto, gọi là từ trường phản ứng phần ứng.

Từ trường phần cảm và từ trường phần ứng tổng hợp lại sinh ra từ thông tổng hợp và kết quả phản ứng phần ứng sực điện động của máy phụ thuộc vào góc lệch pha giữa dòng ứng và sức điện động không tải, tức là hệ số công suất của tải.



Khi tải R:

Khi trục của 2 cực kề nhau đối diện với cạnh của cuộn dây, sức điện động cảm ứng trong cuộn dây là cực đại. Vì dòng ứng cùng pha với sức điện động nên cũng cực đại và tạo ra từ thông xung quanh cuộn dây mà chiều cho bởi các mũi tên (tham khảo sách). Từ thông này có hướng vuông góc với từ thông cảm nên gọi là từ thông phản ứng ngang. Kết quả từ thông tổng hợp bị giảm và sức điện động cũng giảm theo



Khi tải L:

Dòng ứng chậm pha 90 độ so với sức điện động nên sẽ qua cực đại khi Roto đã quay thêm 90 độ điện. Lúc này trục cực Nam của Roto trùng với trục cuộn dây. Từ thông phản ứng có cùng đường đi như ngược chiều với từ thông cảm nên gọi là từ thông phản ứng dọc khử từ. Kết quả từ thông tổng hợp bị giảm và sức điện động cũng giảm theo



Khi tải C:

Dòng ứng sớm pha 90 độ so với sức điện động nên đã qua cực đại trước đó, tức là lúc trục cực Bắc của Roto trùng với trục cuộn dây. Từ thông phản ứng có cùng đường đi và cùng chiều với từ thông cảm nên gọi là từ thông phản ứng dọc trợ từ. Kết quả từ thông tổng hợp tăng lên và sức điện động cũng tăng theo



Khi tải bất kỳ:

Đây là trường hợp thực tế, trong máy có cả từ trường phản ứng dọc và ngang. Kết quả là tùy thuộc vào giá trị và dấu của của góc hệ số công suất tải.

8.5. Phương trình điện áp


Khi đấu tải vào MF ĐB, dòng chạy vào dây quấn Stato làm thay đổi điện áp MF. Sự sụt áp là do điện trở phần ứng, điện kháng phần ứng và ảnh hưởng của phản ứng phần ứng.

Điện trở phần ứng

Điện kháng đồng bộ (Xđb)

8.6. Độ thay đổi điện áp


Độ thay đổi điện áp MF:

Tải R và L thì gây sụt áp khoảng 25% đến 50%

Tải C thì gây quá áp

8.7. Công suất


Công suất phát cho tải:

Góc lệch E và U

MF

ĐC

8.7. Công suất


Công suất phản kháng:

Góc lệch E và U

Khi U, f, P = const:

E0cosθ < U thì Q<0 → Máy nhận CS phản kháng (thiếu kích từ)

E0cosθ = U thì Q=0

E0cosθ > U thì Q>0 → MF phát CS phản kháng (quá kích từ)

MUỐN TĂNG CS PHẢN KHÁNG PHẢI TĂNG E0 → TĂNG

DÒNG ĐIỆN KÍCH TỪ

8.8. Đặc tuyến MF


Đặc tuyến không tải

Đặc tuyến ngoài

Đặc tuyến điều chỉnh

Đặc tuyến hiệu suất

Đặc tuyến không tải


Đặc tuyến ngoài


Sớm (Tải Dung)

Trễ (Tải Cảm)

Đặc tuyến điều chỉnh


Sớm (Tải Dung)

Trễ (Tải Cảm)

Đặc tuyến công suất


Đặc tuyến công suất


Công suất cơ sơ cấp:

Tổn hao cơ:

Tổn hao từ:

Tổn hao đồng phần ứng:

Tổn hao đồng kích từ:

Tổng tổn hao:

Tổn hao phụ:

8.9. MF làm việc song song


Để các MF làm việc song song thì cần thỏa mãn các điều kiện

Cùng tần số

Cùng điện áp

Cùng thứ tự pha

Góc lệch pha bằng 0 độ

Điều chỉnh MF: thay đổi Q; thay đổi P.

8.10. Động cơ đồng bộ


a. Khái niệm chung

b. Cấu tạo

c. Nguyên lý làm việc

d. Mạch tương đương

e. Tổn hao và hiệu suất

f. Đường cong hình V

g. Máy bù đồng bộ

h. Mở máy

a. Khái niệm chung


Cấp điện ba pha vào Stato và dòng một chiều cho bộ kích từ thì động cơ sẽ quay với tốc độ không đổi.

Ưu điểm có hệ số công suất cao, điều chỉnh được bằng cách thay đổi kích từ

ĐC ĐB không tự mở máy được nên cần phải có biện pháp để mang ĐC đến gần tốc độ đồng bộ để đồng bộ hóa trước khi kéo tải. Biện pháp thông dụng là dùng cuộn đệm.

b. Cấu tạo


Hoàn toàn giống như MF ĐB

Roto thường có dạng cực lồi và có thêm cuộn đệm dùng để mở máy

c. Nguyên lý làm việc


Cho dòng nguồn ba pha vào Stato thì ĐC ĐB quay với tốc độ

Nếu ban đầu Roto đứng yên thì nó vẫn đứng yên không quay được vì lý do quan tính và do tốc độ “quét” Stato nhanh

Nếu cho Roto quay trước với tốc độ đồng bộ thì Roto sẽ bị “khóa chặt” vào các cực Stato.

Lúc không tải thì Roto và Stato sẽ quay trùng nhau, tức θ = 0. Lúc có tải thì θ ≠ 0. Nhưng Roto và Stato vẫn cùng tốc độ.





e. Tổn hao và hiệu suất


Công suất điện cấp vào:

Công suất cơ đầu ra:

Tổng tổn hao:



Một tính chất rất hay của ĐC ĐB là có thể thay đổi dòng kích từ để điều chỉnh hệ số công suất

Họ đường cong hình V khi công suất không đổi:

Đầy tải

Nửa tải

Không tải

Miền sớm

Miền trễ



Họ đường cong V khi hệ số công suất không đổi:

Đầy tải

Nửa tải

Không tải

Miền sớm

Miền trễ

g. Máy bù đồng bộ


Khi ĐC đồng bộ quay không tải, nó cũng cũng tiệu thụ một phần công suất P. Công suất này rất nhỏ nên ta thấy dòng phần ứng sớm pha so với U góc 90 độ. Có nghĩa là giống như tụ điện. Nên gói là máy bù.

Máy bù sẽ có khả năng làm: điện áp không bị sụt áp nhiều …

h. Mở máy


Động cơ đồng bộ không tự mở máy được. Để làm việc được Roto phải được quay với tốc độ gần đồng bộ.

Ta có thể dùng đồng cơ một chiều để kéo

Hay ta có thể dùng cuộn đệm.

KẾT THÚC CHƯƠNG 8


MẠCH ĐIỆN BA PHA

Thank You !


BÀI TẬP


Máy phát điện đồng bộ 3 pha Sđm =60MVA, Uđm

=14.5KV, cực ẩn có Xđb = 2.49Ω, cosφ = 0.8.

Bỏ qua điện trở phần ứng, máy nối sao. Tìm dòng điện định mức và góc công suất θ

BÀI TẬP

Để nâng cao cosφ và cung cấp Q cho mạng điện, động cơ điện đồng bộ thường làm việc ở chế độ nào?

Tìm câu trả lời sai:a. Chế độ quá kích từ.b. Chế độ dòng điện stato vượt trước điện áp.c. Chế độ thiếu kích từ.

Documents

May Dien Dong Bo1.Pptx