Bài giảng máy điện I - Phần 1 Máy điện một chiều - Chương 6 docx

ở MĐMC kích từ hỗn hợp, dây quấn nối tiếp có tác dụng trợ từ và nếu sức từ động của nó lớn hơn AB, nghĩa là ngoài phần sức từ động triệt tiêu ảnh hưởng của phản ứng phần ứng còn sức từ đ

CHƯƠNG 6 : MÁY PHÁT MỘT CHIỀU

 6.1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN

 6.2: ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA MÁY PHÁT MỘT CHIỀU

 6.3: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG

Next Phần I

Back

 6.4: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ NỐI TIẾP

 6.5: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ HỖN HỢP

 6.6: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU LÀM VIỆC SONG SONG

1 Phân loại: Tuỳ theo phương pháp kích thích cực từ chính MFMC được phân thành 2 loại:

a) Máy phát điện một chiều kích từ độc lập:

b) Máy phát 1 chiều tự kích:

U

I

Ikt

Iư

Hình a

U

Iư

Hình b

+ Máy phát một chiều kích thích song song: I = Iư + Ikt (hình a) + Máy phát một chiều kích thích nối tiếp: I = Ikt = Iư (hình b) + Máy phát một chiều kích thích hỗn hợp: I = Iư + Iktss (hình c)

Iư

I U

Ikt

Hình c

U I

Iktss

Iktnt

Iư

Next Chương 6

Back

2 Phương trình cân bằng mô men:

Ta có: P1 = pcơ + pFe + Pđt

Trong đó: Mq là mômen của máy phát điện

M0 là mômen cản không tải

Mđt là mômen điện từ













dt Fe

co

P

Nếu đặt M0 + Mđt = MCT (mômen cản tĩnh) thì phương trình cân bằng mômen sẽ là: Mq = MCT

3 Phương trình cân bằng điện áp:

U.Iư = Eư.Iư - (Iư2rdq + UtxIư)

















­

tx dq

­

­

I

U r

I E

U

­

tx dq

­

I

U r



  U = Eư - Iưrư

P1

Fe

Pđt

pcu

P2

P2 = Pđt - (pcu + pf)

4 Các đặc tính của máy phát 1 chiều:

Có 5 dạng đặc tính:

+ Đặc tính không tải: U0 = E = f(Ikt) khi I = 0, n = const

+ Đặc tính ngắn mạch: In = f(Ikt) khi U = 0, n = const

+ Đặc tính ngoài: U = f(I) khi Ikt = const, n = const

+ Đặc tính phụ tải: U = f(Ikt) khi Iư = const, n = const

+ Đặc tính điều chỉnh: Ikt = f(Iư) khi U = const, n = const

1 Đặc tính không tải: U = f(Ikt) khi I = 0, n = const.

6.2: NHỮNG ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA

MÁY PHÁT MỘT CHIỀU

Đặc tính được xác định bằng thực nghiệm theo sơ đồ thí nghiệm

Khi I = 0  U = Eư = Ce..n = Ce’.

 Đặc tính lặp lại dạng đường cong từ hoá riêng của máy điện

Ikt

V

A

Iư

A'

-Iktm

Iktm

A U

B

B’

Next Chương 6

Back

2 Đặc tính ngắn mạch: In = f(Ikt) Khi U = 0, n = const

0

Ikt

(1)

(2)

In (1): Máy đã được khử từ dư

(2): Máy chưa được khử từ dư

- Do U = 0 ta có Eư = IưRư nghĩa là

toàn bộ sức điện động sinh ra để bù

đắp cho sụt áp trên mạch phần ứng

- Mặt khác: dòng ngắn mạch được hạn chế bằng (1,25  1,5)Iđm và

Rư rất nhỏ vì vậy Eư nhỏ  Ikt tương ứng nhỏ  mạch từ không bão hoà Do Eư tỷ lệ tuyến tính với Ikt nên I cũng tỷ lệ với Ikt  đặc tính có dạng đường thẳng

Dựng tam giác đặc tính

(1): đặc tính không tải

(2): đặc tính ngắn mạch.

Độ lớn của AB phụ thuộc vào loại máy, lớn nhất ở MĐMC không có cực từ phụ

và dây quấn bù ở máy có cực từ phụ và dây quấn bù phản ứng phần ứng hầu như

bị triệt tiêu, cạnh AB  0 ở MĐMC kích từ hỗn hợp, dây quấn nối tiếp có tác dụng trợ từ và nếu sức từ động của nó lớn hơn AB, nghĩa là ngoài phần sức từ động triệt tiêu ảnh hưởng của phản ứng phần ứng còn sức từ động để trợ từ thì cạnh AB sẽ nằm về bên phải của BC.

Giả sử khi ngắn mạch trong phần ứng có dòng Iđm tương ứng với dòng kích thích

It = OC: 1 phần OD để sinh ra sức điện động khắc phục điện áp rơi trên điện trở phần ứng Iđm.Rư = AD = BC; Phần còn lại DC = AB dùng để khắc phục phản ứng phần ứng lúc ngắn mạch

Enm

Inm=Iđm B A

U (1)

I (2) E,I

A B

U (1)

I (2)

Inm=Iđm

Enm

0 D C It E,I

Next Chương 6

Back

ABC có cạnh BC tỷ lệ với dòng điện phần ứng và cạnh AB trong điều kiện mạch từ không bão hoà tỷ lệ với phản ứng phần ứng (tỷ lệ với I) gọi là tam giác đặc tính.

Dạng đặc tính:

(1): Đặc tính không tải

(2): Đặc tính phụ tải

 Đường (2) có thể xác định khi biết đường (1) và tam giác đặc tính: Giả sử đã biết tam giác đặc tính ở 1 chế độ tải nào đó VD tải định mức là tam giác ABC Ta đặt tam giác sao cho đỉnh A nằm trên đặc tính không tải, các cạnh AB và BC song song với trục hoành và trục tung đồng thời tỷ lệ với phụ tải, khi tam giác dịch chuyển song song với chính nó đỉnh C sẽ vẽ nên đặc tính phụ tải

0

C1

(2) C

B

U

Ikt

Ikt

Rt

Iư A

V

4 Đặc tính ngoài: U = f(I) Khi Ikt = const, n = const.

Uđm = U0 - Uđm với điều kiện Ikt =Iktđm

gọi là độ biến đổi điện áp định mức:

5 15%

%

100 U

U

U

%

U

dm

dm 0











U

Eư

Uđm

U

U0

Uđm

* Có thể dựng đặc tính ngoài từ đặc

tính không tải và tam giác đặc tính:

Cho OP = Ikt = const

PP' = UI = 0 = Eư  điểm D

Đặt tam giác ABC có AB và BC theo

tỷ lệ ứng với I = Iđm sao cho A nằm

trên đặc tính không tải còn BC nằm

trên đường thẳng đứng PP'  PC là

điện áp khi I = Iđm  ta có điểm D' vẽ

ở góc phần tư thứ 2

U D'

P'

C D

Iđm/2

Ikt

Rt

Iư A

V

0

Iư

5 Đặc tính điều chỉnh:

Ikt = f(Iư) Khi U = const, n = const

Đặc tính điều chỉnh cho ta biết cần phải

điều chỉnh dòng kích thích như thế nào để

giữ cho điện áp đầu ra của máy phát

không thay đổi khi tải thay đổi

1 Điều kiện tự kích của máy:

 6.3: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG

Để đảm bảo máy tự kích được cần có các điều kiện sau:

- Trong máy phải tồn tại 1 lượng từ dư d = (2  3)% đm

- Cuộn dây kích thích phải đấu đúng chiều hoặc máy quay đúng chiều để sinh ra dòng ikt > 0

- Nếu tốc độ quay bằng hằng số thì điện trở mạch kích thích phải nhỏ hơn 1 điện trở tới hạn nào đó Hoặc nếu điện trở mạch kích thích bằng hằng số thì tốc độ quay phải lớn hơn 1 tốc độ tới hạn nào đó

U

I

Ikt

Iư

Nếu máy phát thoả

mãn 3 điều kiện trên

thì quá trình tự kích

xảy ra như sau:

Next Chương 6

Back

rkt2 rkt1

U = Iktrkt

Ikt 0

A

máy tồn tại d nên trong dây quấn sẽ cảm ứng 1 sức điện động

E và trên 2 cực máy sẽ có 1 điện áp U = (2  3)% Uđm

Nối kín mạch kích thích  trong mạch kích thích sẽ có:

nào đó Dòng này sinh ra từ thông d’ và tổng (d + d’ ) > d sẽ sinh ra dòng kích thích lớn hơn Cứ như vậy máy sẽ tăng kích từ  điện áp đầu cực tăng lên và máy tiếp tục tự kích cho đến khi nó làm việc ổn định ở điểm A

Nếu d’ ngược chiều với d thì máy sẽ không tự kích được

2 Đặc tính ngoài:

U = f(I) khi Ikt = const, n = const

U

(1)

(2)

I

(1): Đặc tính ngoài của MF kích từ độc lập

(2): Đặc tính ngoài của MF kích từ song song

kt

' kt

r U

I 

B

3 Đặc tính không tải:

4 Đặc tính điều chỉnh:

Ikt = f(Iư) khi U = const, n = const

(1): của máy phát kích thích song song

(2): của máy phát kích thích độc lập

Next Chương 6

Back

Ikt

0

Iư (1)

(2)

MFMC kích thích nối tiếp cũng thuộc loại tự kích

Iư

Rt

Do dòng tải I = Iư = Ikt nên trong máy chỉ có 2

lượng phụ thuộc nhau là U và I nên ta chỉ xây

dựng đặc tính ngoài: U = f(I) khi n = const

- Vì khi tải tăng điện áp 2 đầu cực máy phát thay

đổi nhiều nên thực tế ít dùng loại máy này

- Khi I = Ith mạch từ bão hoà điện áp bắt đầu giảm

0

U

Ud

Máy phát một chiều kích thích hỗn hợp có 2 cuộn

dây kích thích Tuỳ theo cách đấu dây mà ta có

sơ đồ nối thuận và nối ngược

 6.5 MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ HỖN HỢP

U I

Iktss

Iktnt

Iư

1 Đặc tính ngoài: U = f(I) khi n = const

U0

U

(1)

(2) (3)

(4)

Khi nối thuận điện áp được giữ

hầu như không đổi (đường (2))

Khi bù thừa (đường 1) điện áp

sẽ tăng khi tải tăng Điều này có

ý nghĩa quan trọng trong việc

truyền tải điện năng đi xa

Nếu nối ngược 2 dây quấn kích thích (đường (4)) khi tải tăng áp sẽ giảm nhanh hơn so với ở máy phát kích thích song song (đường (3))

Next

Iktss

Iktnt

Iư

(2)

(1)

(3)

Ikt

thuận 2 dây quấn kích

thích và bù bình thường

(2) : Khi bù thừa

(3) : Khi nối ngược 2

dây quấn kích thích

1 Điều kiện ghép các máy phát làm việc song song:

 6.6: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU LÀM VIỆC SONG SONG

Cùng cực tính:

Sức điện động của máy phát II phải bằng điện áp U của thanh

góp

Nếu ghép các máy phát kích thích hỗn hợp làm việc song song thì cần có điều kiện thứ 3: Nối dây cân bằng giữa các điểm m và n như hình b

V

F2

F1

Hình a

m

Hình b

Next

III

(2) (2')

U

(1')

(1)

EII=U

I = II

I = II+III

Ghép máy phát II làm việc song song với máy phát I

Việc thay đổi EI và EII bằng cách biến đổi dòng kích từ IktI và IktII hoặc bằng cách thay đổi tốc độ quay của các động cơ sơ cấp

Do E2=U nên máy II chưa tham gia

phát điện và toàn bộ tải vẫn do máy I

đảm nhận Lúc này đặc tính ngoài

của 2 máy là đường (1) và (2)