Bài giảng Vật lý công nghệ 1 (Phần 2: Máy điện): Chương 9 - PGS.TS. Dương Hồng Quảng

Bài giảng Vật lý công nghệ 1 (Phần 2: Máy điện) - Chương 9: Máy điện đồng bộ cung cấp cho người học các kiến thức: Giới thiệu về máy điện đồng bộ, cấu tạo máy điện đồng bộ, nguyên lý hoạt động của máy phát đồng bộ,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Trang 1

Tp Vinh, ngày 28/04/2016

Chương 9 MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

Bài giảng Vật lý công nghệ 1

PGS TS Nguyễn Hồng Quảng

Trung tâm Thực hành thí nghiệm

Trang 2

Nội dung

1 Giới thiệu máy điện đồng bộ

Trang 3

- Khái niệm

 Máy điện đồng bộ (MĐĐB) là máy điện xoay

chiều có tốc độ quay của rotor bằng tốc độ quay của từ trường

 Khác với máy điện không ĐB, MĐĐB có thể hoạt

động tốt ở cả hai chế độ: Máy phát và Động cơ

1 Giới thiệu

Trang 4

…và chiếc đĩa phát điện đầu

Thí nghiệm về cảm ứng điện

từ của Faraday, cơ sở của

- Máy phát điện đồng bộ

Trang 5

Máy phát điện có tay quay

Trang 6

- Máy phát điện đồng bộ

Trang 7

Động cơ đồng bộ

- Động cơ điện đồng bộ

Động cơ đồng bộ thường dùng

có công suất lớn

Trang 8

- Động cơ điện đồng bộ

Trang 9

Nội dung

2 Cấu tạo máy điện đồng bộ

Trang 10

2 Cấu tạo máy điện đồng bộ

Sơ đồ cấu tạo

Trang 11

Phần tĩnh

(stator)

Phần quay

(rotor)

Máy điện đồng bộ

Bộ kích từ

( exciter)

Sơ đồ cấu tạo

Trang 12

2.1 Stator (phần tĩnh), gắn với vỏ máy, gồm:

a) Lõi thép (dẫn từ)

b) Các cuộn dây (dẫn điện)

Lõi thép

Các cuộn dây

Trang 13

a) Lõi thép stator:

- Được ghép từ các lá thép KTĐ mỏng

(dày 0.35 ~ 0.5mm) sơn cách điện;

- Dùng làm mạch từ của máy

b) Dây quấn stator:

- Làm từ dây đồng (hoặc nhôm);

- Bọc cách điện, đặt trong rãnh (slot)

+ Dây quấn 3 pha  máy điện 3 pha;

+ Dây quấn 1 pha  máy điện 1 pha

2.1 Stator (phần tĩnh), gắn với vỏ máy, gồm:

Trang 14

Trang 15

Trang 16

Đối với máy phát thủy điện, người ta thường dùng loại

rotor cực ẩn hay lồi? Vì sao?

Trang 17

a) Tác dụng : Cung cấp dòng điện

DC cho cuộn dây rotor, giúp rotor

tạo ra từ trường

2.3 Bộ kích từ (exciter)

b) Có 2 cách cung cấp nguồn

# Kích từ độc lập: Dùng nguồn một

chiều từ bên ngoài qua cổ góp và chổi than

# Tự kích từ: Trích từ nguồn DC nối

thẳng với trục máy thông qua bộ chỉnh lưu

(không cần chổi than và cổ góp

Trang 18

- Kết cấu đơn giản, giá thành rẻ

- Sự tiếp xúc giữa chổi than với cổ góp  mòn chổi than bảo dưỡng;

 sụt áp trên chổi than hao điện

 dùng với máy công suất nhỏ

- Tránh được hầu hết những

nhược điểm của loại kích từ

độc lập

- Kết cấu phức tạp, đắt tiền

 Nên dùng với máy điện có

Trình bày ưu điểm/nhược điểm của

mỗi loại kích từ nói trên ?

2.3 Bộ kích từ (exciter)

Trang 19

Nội dung

3 Nguyên lý hoạt động của máy phát ĐB

Trang 20

3 Nguyên lý hoạt động máy phát ĐB

 Nguồn kích từ cấp dòng

1 chiều cho dây quấn rotor

 Tác nhân ngoài làm rotor

quay

 Từ trường của rotor quay

cảm ứng lên các dây quấn

stator sđđ cảm ứng

Nguồn điện xoay chiều

được tạo ra (AC)

Dòng điện ra mạch ngoài

Trang 21

Trang 22

Trang 23

Như vậy:

Một hệ thống máy phát điện cần có 3 bộ phận :

 Động cơ sơ cấp (để quay rotor),

 Nguồn kích từ (cấp điện 1 chiều cho rotor) và

 Máy phát (cảm ứng ra suất điện động xoay chiều)

Trang 24

Tác nhân làm quay

Trang 25

Trang 26

Trang 27

Trang 28

Trang 29

 Tần số của dòng điện phát ra:

60

p

n

f  R

trong đó f là tần số (Hz), p là số cặp cực rotor;

nR là tốc độ quay của rotor (vòng/phút)

 Giá trị suất điện động là: E  K 0

 Dòng điện stator tạo ra từ trường quay với tốc độ:

R

n p

f

K: hằng số cấu trúc

0 : từ thông rotor

: tốc độ của rotor

3 Nguyên lý hoạt động MĐ ĐB

Trang 30

Nội dung

4 Nguyên lý hoạt động của động cơ ĐB

Trang 31

4 Nguyên lý hoạt động động cơ ĐB

Dòng điện 3 pha đi vào

các cuộn dây Stator

Trang 32

4 Nguyên lý hoạt động động cơ ĐB

Dòng điện 3 pha đi vào

các cuộn dây Stator

Trang 33

Nội dung

5 Các đặc tuyến của máy phát ĐB

Trang 34

 Phản ứng của phần ứng máy phát ĐB:

Khi rotor quay, từ trường BR của

nó sẽ cảm ứng lên cuộn dây

stator một suất điện động cảm

ứng;

 Khi tải được nối với cuộn dây

stator thì sẽ có dòng điện trong

cuộn dây stator Iư

Dòng điện này sinh ra từ trường

BS tương tác với từ trường BR

của rotor, làm ảnh hưởng đến từ

trường rotor

5 Đặc tuyến của máy phát ĐB

Trang 35

A A

A jXI jX I RI E

s s

S jX I

E 

s

A E E

 Mạch điện thay thế máy phát ĐB:

Điện áp pha sẽ bao gồm 2 phần:

Do rotor và do stator tạo nên:

A

s jXI

E  

Trong đó Es là sđđ cảm ứng xuất

hiện trong cuộn stator do tự cảm

Kể đến tổng trở của tải (R + jX):

Trang 36

 Đặc tuyến không tải

Mô tả sự phụ thuộc của điện

áp phần ứng vào từ thông

rotor, do dòng kích từ tạo nên

  0



A

I F

E

Dòng kích từ tăng làm từ thông rotor

tăng, gây ra sđđ trong stator tăng lên

Trang 37

 Đặc tuyến ngoài

Mô tả sự phụ thuộc của điện

áp ra của stator khi dòng điện

stator tăng (dòng qua tải tăng)

  I const

f

I f

Dòng qua tải tăng làm sụt áp

trên tải tăng, do đó điện áp còn

lại trên 2 cực của nguồn giảm

nếu tải có tính trở hoặc cảm,

ngược lại nếu tải có tính dung

t

A I Z E

U  

Trang 38

 Đặc tuyến điều chỉnh

Mô tả sự phụ thuộc của dòng

điện kích từ vào dòng điện tải

khi điện áp ra tải được giữ

không đổi

Dòng qua tải tăng làm sụt áp

trên tải tăng, do đó muốn điện áp

còn lại trên 2 cực của nguồn

không đổi thì buộc tăng sđđ của

 



Trang 39

Nội dung

2 Cấu tạo máy điện ĐB

5 Các đặc trưng của máy phát ĐB

6 Sự làm việc song song của máy phát

Trang 40

6 Máy phát làm việc song song

Vì sao nên làm việc song song ?

 Nhiều máy phát có thể cung cấp cho tải lớn hơn

 Sự sai hỏng của một máy không làm mất hoàn

toàn công suất của tải  tăng độ tin cậy của hệ

thống

 Có thể rút một máy nào đó để bảo trì mà không

làm gián đoạn hoạt động của hệ thông

Trang 41

Điều kiện để các máy phát làm việc song song:

 Có cùng mức điện áp

 Có cùng pha

 Có cùng tần số hoặc máy chạy trước phải có tần số cao hơn một chút so với máy chạy sau

Trang 42

Trang 43

Một số loại máy phát điện ĐB

Trang 44

Marine Generator Sets

Trang 46

Một số loại máy phát điện ĐB

PERKINS Generator

Original Perkins

Model numbe: P8E to P1656EX

Original: PERKINS

Product name: Original PERKINS

Model number: P8E to P1656EX

Introduction: 50Hz/60Hz，

1500rpm/1800rpm，

powered by Original Perkins

engine,

With Stamford, Leroy-Somer

Alternators, power ranging from

Định dạng
Số trang	46
Dung lượng	1,71 MB