Bài giảng máy điện xoay chiều - Máy điện đồng bộ doc

 Công suất kích từ khoảng vài % công suất định mức thường được cung cấp thông qua một vành trượt từ một máy phát DC, gắn vào trục của máy đồng bộ..  Máy phát đồng bộ cung cấp công suất

BÀI GIẢNG MÁY ĐỆN XOAY CHIỀU

PHẦN II: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

(6 GIỜ)

NỘI DUNG

1.ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY ĐiỆN ĐỒNG BỘ

2.PHÂN LoẠI, KẾT CẤU MÁY ĐiỆN ĐỒNG

BỘ

3.NGUYÊN LÝ LÀM ViỆC MÁY ĐiỆN

ĐỒNG BỘ

4.TỪ TRƯỜNG TRONG MÁY ĐiỆN ĐỒNG

BỘ

5.ĐẶC TÍNH LÀM ViỆC CỦA MÁY ĐiỆN

ĐỒNG BỘ

6.HÒA SONG SONG CÁC MÁY PHÁT

7.ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ VÀ MÁY BÙ ĐỒNG

BỘ

1 ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

3 Bài giảng NUE046

 Dòng AC chạy trong phần ứng (thường nằm trên stato), và kích thích DC đặt vào dây quấn kích từ (thường nằm trên rôto) Rôto cực ẩn thường dùng cho máy phát tuabin, còn kết cấu cực lồi thích hợp cho máy phát thủy điện

 Công suất kích từ (khoảng vài % công suất định mức) thường được cung cấp thông qua một vành trượt từ một máy phát DC, gắn vào trục của máy đồng bộ Các máy phát lớn dùng máy kích thích AC kết hợp với bộ chỉnh lưu bán dẫn

 Máy phát đồng bộ cung cấp công suất cho tải sẽ đóng vai trò một nguồn áp có tần số xác định bởi động cơ sơ cấp của nó Dòng điện và hệ số công suất được xác định bởi từ trường kích từ và trở kháng của máy phát và tải

 Tuy nhiên, máy đồng bộ thường được nối vào hệ thống điện gồm có nhiều máy đồng bộ khác Điện áp và tần số ở đầu cực phần ứng do hệ thống xác định

Máy điện đồng bộ – Khái niệm

 Khi tải các dòng nhiều pha cân bằng, phần ứng tạo ra một từ trường trong khe

hở quay ở tốc độ đồng bộ xác định bởi tần số hệ thống

 Để tạo ra mômen ổn định đơn hướng, các từ trường stato và rôto phải quay cùng tốc độ, do đó rôto cũng phải quay ở tốc độ đồng bộ Do đó, một động cơ đồng bộ nối vào một nguồn áp tần số không đổi sẽ hoạt động ở tốc độ xác lập là một hằng số, bất chấp tải

 Bản thân động cơ đồng bộ không có mômen khởi động và cần được khởi động bằng chế độ động cơ không đồng bộ đến tốc độ đồng bộ, nhờ dây quấn mở máy

 Mômen điện từ (tác động theo chiều kéo các từ trường thẳng hàng) của máy đồng bộ cho bởi

Khái niệm (tt)

 r

r

p

2

2



5 Bài giảng NUE046

 Ở điều kiện thông thường, điện áp rơi trên điện trở phần ứng không đáng kể, và từ thông tản phần ứng là nhỏ so với từ thông khe hở sr

Điện áp cảm ứng bởi sr xem như cân bằng với điện áp đầu cực Ut.

 Khi các cực phần ứng được nối vào một lưới vô hạn cân bằng, từ

thông khe hở sẽ xấp xỉ hằng số, độc lập với tải trên trục máy Sức từ

động rôto Fr do dòng kích từ DC xác định và cũng không đổi trong điều kiện bình thường Do đó, sự thay đổi mômen sẽ hoàn toàn được thực hiện bởi việc thay đổi góc mômen r.

Khái niệm (tt)

ph dq

t sr

N fk

U

44 , 4



 Khi r = 900 máy đạt đến mômen cực đại hay công suất cực đại (mômen hay công suất mất đồng bộ), với điện áp đầu cực và kích từ không đổi Mômen mất đồng bộ giới hạn khả năng quá tải ngắn hạn của động cơ

Khái niệm (tt)

Mômen mất đồng bộ

Góc mômen Động cơ

Máy phát

 Chế độ máy phát ứng với vùng

mômen T < 0 Nếu nối máy ĐB vào

một hệ thống AC với điện áp và tần

số không đổi, có khả năng hấp thụ

hay cung cấp công suất điện, máy

ĐB sẽ cung cấp công suất cho lưới

khi rôto được quay sao cho sóng

sức từ động rôto chạy trước sóng

sức từ thông khe hở

7 Bài giảng NUE046

 Xét máy đồng bộ có 2 cực với dây quấn phần

ứng N vòng Từ cảm có dạng hình sin theo góc

lệch, do đó sức điện động cảm ứng sẽ là hình sin

theo thời gian khi rôto quay ở tốc độ không đổi

 Điện áp phần ứng biến thiên đủ 1 chu kỳ khi

máy quay đủ 1 vòng => máy đồng bộ

Máy đồng bộ cơ sở

Kích từ

Phần ứng

 Máy đồng bộ thường có nhiều đôi cực, các cực kề nhau sẽ khác cực tính Các điều kiện từ cơ được lặp lại ở mỗi đôi cực => sử dụng góc điện thay cho góc cơ Góc điện và góc cơ có quan hệ

với p là số cực

m

p 

  hay

120

n p

f  n là tốc độ tính bằng vòng/phút (rpm)

 Máy tốc độ thấp thường có kết cấu cực lồi, còn máy tốc độ cao thường dùng kết cấu cực ẩn

 Máy phát đồng bộ thường là máy 3 pha, do ưu điểm của hệ thống 3 pha trong việc tạo ra, truyền tải và tiêu thụ công suất lớn Máy 2 cực sẽ có bộ dây quấn 3 pha lệch nhau 1200 trong không gian, máy p đôi cực sẽ cần p bộ dây quấn như vậy Dây quấn 3 pha có thể được nối với nhau dạng Y hay 

 Dòng tải (phần ứng) trong máy phát tạo ra từ thông quay ở tốc độ đồng bộ

Từ thông này tương tác với từ thông kích từ sinh ra mômen có khuynh hướng làm cho 2 từ trường này thẳng hàng Ở máy phát, mômen này ngược chiều

quay và cần dùng một động cơ sơ cấp để giữ nguyên tốc độ

 Với động cơ, dòng điện AC 3 pha được đặt vào phần ứng, và dòng điện DC

Máy đồng bộ cơ sở (tt)