Bài giảng Kỹ thuật điện: Chương 8 - Phạm Hồng Thanh

Bài giảng Kỹ thuật điện: Chương 8 Máy điện đồng bộ, cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm chung; Cấu tạo máy điện đồng bộ; Nguyên lý làm việc; Phản ứng phần ứng MF; Phương trình điện áp MF; Độ thay đổi điện áp MF; Công suất MF; Đặc tuyến MF.

Chương 8

MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

8.1 Khái niệm chung

8.1 Khái niệm chung

MĐ ĐB là loại máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lýcảm ứng điện từ, có tốc độ máy tỷ lệ với tần số hệ thống trongvận 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, côngsuất có thể đạt đến 1000 MVA

8.2 Cấu tạo

8.2 Cấu tạo

Roto:

Cực lồi và cực ẩn

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

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

8.4 Phản ứng phần ứng

Cho dòng kích từ Ik chạy vào dây quấn Roto và không có dòngchạy trên Stato (chế độ không tải) thì từ thông của cực từ rôto Ø0cắt 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 quaycùng chiều và cùng tốc độ như Roto, gọi là từ trường phản ứngphần 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 độngcủa máy phụ thuộc vào góc lệch pha giữa dòng ứng và sức điệnđộng không tải, tức là hệ số công suất của tải

Từ thông này có hướng vuông góc với từ thông cảm nên gọi là từthông phản ứng ngang Kết quả từ thông tổng hợp bị giảm và sứcđiện động cũng giảm theo

8.4 Phản ứng phần ứng

Khi tải L:

Dòng ứng chậm pha 90 độ so với sức điện động nên sẽ quacực đại khi Roto đã quay thêm 90 độ điện Lúc này trục cực Namcủa Roto trùng với trục cuộn dây Từ thông phản ứng có cùngđường đi như ngược chiều với từ thông cảm nên gọi là từ thông

8.5 Phương trình điện áp

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

E

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

ĐC

Đặc tuyến không tải

P

E

d

U

dmI

cos 

cos   1 cos 

Sớm (Tải Dung)

Trễ (Tải Cảm)

cos 

cos   1

cos  Sớm (Tải Dung)

Trễ (Tải Cảm)

Đặc tuyến công suất



uI

Đặc tuyến công suất

Công suất cơ sơ cấp: P1  M 

8.9 MF làm việc song song

a Khái niệm chung

b Cấu tạo

Hoàn toàn giống như MF ĐB

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

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 quayđược 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

p f

n1  60

d Mạch tương đương

e Tổn hao và hiệu suất

Công suất điện cấp vào: P1  3 U Id cos 

f Đường cong hình V

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:

Miền trễ

cos   1

cos 

kI

Miền sớm Miền

trễ

g Máy bù đồng bộ

Khi ĐC đồng bộ quay không tải, nó cũng cũng tiệu thụ mộtphần công suất P Công suất này rất nhỏ nên ta thấy dòng phầnứng 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 …

Kỹ thuật điện 39

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.