Chương 1: Máy phát điện đồng bộ 3 pha

Rôto cực lồi Loại rôto cực lồi được dùng trong máy phát kéo bởi tuốc bin vận tốc chậm (tuốc bin thủy điện)... Hình anh rotor nhà máy thủy điện đang đươc llp đăt.[r]

CHƯƠNG 1

MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3 PHA

Ứng dụng

Máy phát ba pha công suất lớn, phát điện cho các khu, tòa nhà văn

phòng, siêu thị, bệnh viện…

Ứng dụng

Máy phát trong nhà máy nhiệt điện, thủy điện, điện nguyên tử.

8.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

Hệ số công suất định mức Dòng điện kích từ định mức

Công suất - được viết theo công suất biểu kiến Tốc độ quay định mức

- Uktđm(V) Điện áp kích từ định mức

8.2 CẤU TẠO MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

8.2.1 Stator: giống như stator của máy điện không đồng bộ

Ba cuộn dây được quấn lệch nhau 120 0 trong không gian trên stator

8.2.1 Stator máy phát đông bộ 3 pha

8.2.1 Stator: giống như stator của máy điện không đồng bộ

Stator đang đươc thi công

8.2.1 Stator máy phát đông bộ 3 pha

Stator máy phát đang đươc bao trì

8.2.1 Stator máy phát đông bộ 3 pha

Stator nhà máy thủy điện đang đươc llp đăt

8.2.1Stator máy phát đông bộ 3 pha

Stator máy phát của NM nhiệt điện

8.2.1 Stator máy phát đông bộ 3 pha

(stator máy phát nhiệt điệṇ

8.2 CẤU TẠO MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

8.2.2 Rotor: Có hai loại rotor: rotor cực ẩn và rotor cực lồi

Măt clt của rotor

8.2.2 Rotor máy phát đông bộ ba pha

8.2.2 Rotor máy phát đông bộ ba pha

(Rotor cực tư ṇ

Dây quấn rotor đang đươc sửa chửa

8.2.2 Rotor máy phát đông bộ ba pha

(Rotor cực tư ṇ

Măt clt rotor của máy phát cực tư n hoat động

Rôto cực lồi Loại rôto cực lồi được dùng trong máy phát kéo bởi tuốc bin vận tốc chậm (tuốc bin thủy điện)

8.2.2 Rotor máy phát đông bộ ba pha

(Rotor cực tư lôị

8.2.2 Rotor máy phát đông bộ ba pha

(Rotor cực tư lôị

Hình anh rotor nhà máy thủy điện đang đươc llp đăt

8.2.2 Rotor máy phát đông bộ ba pha

(Rotor cực tư lôị

8.2.2 Rotor máy phát đông bộ ba pha

(Rotor cực tư lôị

Măt clt rotor của máy phát cực tư lôi hoat động

Dây quấn kích từ trên rôto được cung cấp dòng một chiều để tạo ra từ thông không đổi theo thời gian

8.2.3 Bộ kkch tư

Từ thông trong máy phát kích từ cực từ lồi

8.2.3 Bộ kkch tư

Từ thông trong máy phát kích từ cực từ ẩn

Máy phát điện kkch tư trực tiêp

8.2.3 Bộ kkch tư (Kkch tư trực tiêp̣

Bộ kích từ không chổi than

8.2.3 Bộ kkch tư (Kkch tư không chôi thaṇ

8.2.3 Bộ kkch tư (Kkch tư không chôi thaṇ

8.2.3 Bộ kkch tư (Kkch tư không chôi thaṇ

Máy phát điện co dung máy phát

đâu trục

8.2.3 Bộ kkch tư

(Kkch tư không chôi thaṇ

8.3 Nguyên ly hoat động

Tư thông nhân đươc trên các cuộn dây

) cos(

) sin(

.

N

e AX  dq m  

) 120 sin(

.

e BY dq m  

) 240 sin(

.

e CZ dq m  

Sưc điện động cam ưng trên 1 pha co N vòng dây

Tương tự ta tknh đươc sưc điện động cam ưng trên 2 pha còn lai:

8.3 Nguyên ly hoat động

) sin(

.

)) cos(

.

(

t dt

t

d dt

d

Sưc điện động cam ưng trên 1 vòng dây

) sin(

.

2

) sin(

.

44 , 4 2

) sin(

44 , 4

2

) sin(

2

2

2

) sin(

2

.

.

) sin(

.

.

t E

t f

k N

t f

k N

t f

k N

t f

k N

t k

N e

p

m dq

m dq

m dq

m dq

m dq

Với f

Tư công thưc trên ta ŕt ra đươc.

Gọi n là tốc độ quay của rotor [vòng/giây]

f là tần số máy phát ra [Hz]

p là số đôi cực từ (căp)

Máy phát có 1 đôi cực từ khi thực hiện quay một vòng/giây thì điện áp cảm ứng trên stator của thực hiện được một chu kỳ/giây hay 1 Hz

Tương tự, vơi máy phát có hai đôi cực từ thì khi quay một vòng thì sức điện động cảm ứng thực hiện được 2 chu kỳ/giây hay 2 Hz

8.3 Nguyên ly hoat động (Mối quan hệ tân số – tốc độ quaỵ

Và Nếu n có đơn vị là vòng/phút

Hay

p f

n  60

8.4 Tư trương trong máy phát đông bộ

8.4 Tư trương trong máy đông bộ

Tư trương trong máy phát đông bộ.

Khi hoạt động không tải thì từ trường trong máy phát là từ trường do kích từ trên rotor tạo ra.

Khi hoạt động có tải thì trên stator cung sinh

ra một từ trường quay cùng chiều và cùng tốc độ vơi từ trường trên rotor Lúc này từ trường trong

máy phát là từ trường tổng hợp của từ trường rotor

và từ trường stator.

Khi có sự xuất hiện của từ trường stator tác động lại từ trường rotor, ta gọi hiện tượng

này là phản ứng phần ứng.

8.4 Tư trương trong máy phát đông bộ

(Hiện tương phan ưng phân ưng̣

8.4 Tư trương trong máy phát đông bộ

(Hiện tương phan ưng phân ưng̣

8.5 Mach tương đương MF cực tư n

Phương trình cân băng

jX R

I U

E

t

s f

.

) (



U

 Goc công suât

 Goc lêch pha giữa dong

va ap caa aay phat

8.5 Mach tương đương MF cực tư n

(Gian đô vectoṛ

8.6 Độ thay đôi phân trăm điện áp

%

f

f f

8.7 Máy phát mang tai

(tai co tknh caṃ

Lưu y khi tknh toán đối

với tai mang tknh cam:

- Khi Uf làm chuẩn:

0 sin

; 0 cos

i

máy phát E f sẽ co giá trị lớn hơn giá trị điện áp U f

Dựa vào gian đô vectơ, tknh theo pp hình hoc ta đươc

Dựa vào mach điện, tknh băng phương pháp số phưc:

8.7 Máy phát mang tai

(tai co tknh caṃ

) ( s

p p

E     

;0cos

i u

8.7 Máy phát mang tai

(tai co tknh dung̣

Khi tai co tknh dung cân lưu y:

Công thưc tknh toán cho máy

đươc trình bày trong phân tai

cam, tuy nhiên cân lưu y vê

giá trị cos và sin phi

Ch́ y: Khi máy phát mang tai dung, thương sưc điện động sẽ co giá trị nho hơn điện áp của máy phát.

Vk dụ

Như vậy khi chuyển chế độ làm việc của máy phát từ trạng thái phát ra nguồn áp tần số 60Hz sang trạng thái nguồn

áp tần số 500Hz, ta cần giảm tốc độ quay của động cơ sơ cấp Ngoài ra muốn đảm bảo điều kiện duy trì sức điện động hiệu dụng Ẹp = 380V Như vậy ta phải thay đổi từ thông của kích từ.

Vk dụ

Ta có:

Tóm lại: Muốn duy trì điện áp không đổi, ta phải tmng từ thông của kích từ lên.

Vk dụ 2

6 , 0 )

87 , 36 sin(

87 , 36

87 , 36 8

, 0 cos

100 127

127 23

d j I X

E   

d

d X I

d I jX I jX

U E

Hay  0      

Phương trình điện áp của máy phát điện đồng bộ cực lồi

(Không bo qua điện trở phân ửng)

8.9 Phương trình máy phát cực tư lôi

q q

d

jX I

R U

Iq = I.cosDong điên ngang truc

Id = I.sinDong điên dọc truc

8.9 Phương trình máy phát cực tư lôi

8.10 Đăc tknh goc – công suất ơ trang thái xác lâp máy cực tư n

8.10 Đăc tknh goc – công suất ơ trang thái xác lâp máy cực tư n

8.10 Đăc tknh goc – công suất ơ trang thái xác lâp máy cực tư n

8.10 Đăc tknh goc – công suất ơ

trang thái xác lâp máy cực tư n

(1̣

8.10 Đăc tknh goc – công suất ơ trang thái xác lâp máy cực tư n

(2̣

(3̣

8.10 Đăc tknh goc – công suất ơ trang thái xác lâp máy cực tư n

8.10 Đăc tknh goc – công suất ơ trang thái xác lâp máy cực tư n

8.10 Đăc tknh goc – công suất ơ trang thái xác lâp máy cực tư n

Tương tự ta tknh cho công suất phan kháng

8.10 Đăc tknh goc – công suất ơ trang thái xác lâp máy cực tư n

Tương tự ta tknh cho công suất phan kháng

8.10 Đăc tknh goc – công suất ơ trang thái xác lâp máy cực tư n

8.10 Đăc tknh goc – công suất ơ trang thái xác lâp máy cực tư n

Tương tự ta tknh cho công suất cho nguôn phát

8.10 Đăc tknh goc – công suất ơ trang thái xác lâp máy cực tư n

8.10 Đăc tknh goc – công suất ơ trang thái xác lâp máy cực tư n

8.10 Đăc tknh goc – công suất ơ trang thái xác lâp máy cực tư n

8.11 ĐẶC TUYẾN CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG

BỘ.

8.11.1 Đặc tuyến không tải

Mối quan hệ giưa dòng kích từ và điện áp phát ra

I kt

E 0

0

Đăc tuyến ngoài miêu tả mối quan

hệ giưa điện áp phát ra và dòng tải

Ẹ

Ẹ0

It0

8.11 ĐẶC TUYẾN CỦA MÁY PHÁT

ĐỒNG BỘ.

8.11 ĐẶC TUYẾN CỦA MÁY PHÁT

ĐỒNG BỘ.

8.12 Hiệu suất của máy phát điện

đông bộ

- Tổng tổn hao: Pth = Pmq+ Pp + Pkt + Pcu + PFe = P1 - P2

100 P

P

P

th 2







8.13 Máy phát đông bộ làm việc

song song

Hoà đồng bộ máy phát vào hệ thống

Đ́ng thư tự pha, đ́ng điện áp

nhưng khác tân số.

R ’ T’

S’

R T

S’

R

T S

Đ́ng điện áp, khác thư tự pha và

khác tân số

R ’ S’

T’

R T

S

8.14 Hai hay nhiêu máy phát kêt nối song song cung cung cấp cho tai.

Tknh công suất biểu kiên và hệ số

công suất cho môi máy

Tính hệ số công suất cho máy 1

Tính hệ số công suất cho máy 2

t

I I

I1   2     

Bài tâp

Bai 4: May phat đồng bộ 3 pha 250 kVA, nối Y, 6

cực, 660 V co điên khang đồng bộ xđb = 1,2  (xea aay co rotor cực ẩn) May phat được kéo quay ở tốc độ 1000 vong/phút May được nối vao aột bus

vô hạn co điên ap va tần số không thay đổi Tính:

a Tần số caa điên ap phat ra

b Vẽ giản đồ vectơ caa aay với tải định aức co hê

số công suât bằng 0,8 trễ

c Điên ap kích từ Ekt (đại lượng pha va dây)

d Goc công suât tương ứng