Chương 8 máy phát đện đồng bộ 3 pha

Nội dung Text: Chương 8 máy phát đện đồng bộ 3 pha

1. CHƯƠNG 8 MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3 PHA
2. 8.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA. Một số thông số của máy phát điện 3 pha. - Uđm(V, kV) Điện áp định mức được viết theo điện áp dây - Iđm(A, kA) Dòng điện định mức - fđm (Hz) Tần số định mức - Cosϕ Hệ số công suất định mức - Iktđm(A,) Dòng điện kích từ định mức - Uktđm(V) Điện áp kích từ định mức - S (kVA) Công suất - được viết theo công suất biểu kiến - nđm (vòng/phút)Tốc độ quay định mức
3. 8.2 CẤU TẠO MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 8.2.1 Stator: giống như stator của máy điện không đồng bộ 8.2.2 Rotor: Có hai loại rotor: rotor cực ẩn và rotor cực lồi Mặt cắt của rotor
4. Rotor b) Rôto cực ẩn Loại rôto cực ẩn được dùng trong máy phát kéo bởi tuốc bin vận tốc nhanh (tuốc bin nhiệt điện).
5. Máy phát rotor cực ẩn
6. Rotor Loại rôto cực lồi được dùng trong máy phát kéo bởi a) Rôto cực lồi tuốc bin vận tốc chậm (tuốc bin thủy điện).
7. Máy phát rotor cực lồi
8. 8.2 CẤU TẠO MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ c) Bộ kích từ Dây quấn kích từ trên rôto được cung cấp dòng một chiều để tạo ra từ thông không đổi theo thời gian
9. 8.2 CẤU TẠO MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ c) Bộ kích từ
10. 8.3 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ. e A = E m sin ωt 2π e B = E m sin(ωt − ) 3 4π e C = E m sin(ω t − ) 3
11. 8.3 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ. Sức điện động pha Eo= 4,44fkdqw1φo f tần số của sức điện động kdq hệ số dây quấn, w1 số vòng dây một pha φo từ thông cực từ rotor. Tần số được tính theo công thức np f= 60
12. 8.4 PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ Ε0 φ0 φ1 Ι1 Sức điện động được sinh ra bởi Từ thông được sinh ra bởi dòng từ thông, thì sức điện động sẽ điện, thì từ thông sẽ cùng phương trễ pha so với từ thông một góc với dòng điện 900
13. 8.5.2 Phương trình điện áp của máy phát điện cực ẩn. Đối với máy phát điện cực ẩn là trường hợp đặc biệt của cực lồi trong đó Xd = Xq gọi là điện kháng đồng bộ Xdb • • • U = E o − j I X db
14. Đặc tính góc – công suất ở trạng thái xác lập máy cực từ ẩn
15. Đặc tính góc – công suất ở trạng thái xác lập máy cực từ ẩn
16. Đặc tính góc – công suất ở trạng thái xác lập máy cực từ ẩn
17. 8.5 MÔ HÌNH TOÁN CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ 8.5.1 Phương trình điện áp của máy phát điện đồng bộ cực lồi • E0 • − j Iq X q sđđ đồng bộ dọc trục • • • E d = − j Id X d • − j Id X d U sđđ đồng bộ ngang trục • • E q = − j Iq X q θ • Iq I ϕ • φ0 ψ Eq = Id • Ed
18. 8.6 CÔNG SUẤT ĐIỆN TỪ CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ CỰC LỒI. 8.6.1 Công suất tác dụng - Công suất tác dụng của máy phát cung cấp cho tải là P = mUIcosϕ Trong đó: U,I là điện áp pha, dòng điện pha, m là số pha Theo đồ thị hình 8.5 ta thấy ϕ = ψ − θ do đó: P = mUIcosϕ = mUIcos(ψ- θ) = mUIcosψ.cosθ + mUIsinψ.sinθ Vì I.cosψ = Iq và I.sinψ = Id theo đồ thị véctơ hình 8.5 a rút ra U sin θ E 0 − U cos θ Iq = Id = Xq Xd Hình 8.5
19. 8.6 CÔNG SUẤT ĐIỆN TỪ CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ CỰC LỒI. Thế biểu thức của Id và Iq vào phương trình công suất điện từ, bỏ qua tổn hao và sau một vài biến đổi đơn giản ta có: E0 U2  1 1  Pdt = mU sin θ + m  −  sin 2θ Xd 2 X Xd   q  Ta nhận thấy công suất điện từ gồm 2 thành phần mUE 0 do dòng điện kích từ tạo nên Thành phần sin θ tỷ Xd lệ với sinθ. Đó là thành phần công suất chủ yếu của máy phát U2  1 1  Thành phần m  −  sin 2θ không phụ thuộc vào dòng 2  Xq Xd    điện kích từ và chỉ xuất hiện khi X d ≠ X q
20. 8.6 CÔNG SUẤT ĐIỆN TỪ CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ CỰC LỒI. E0 U2  1 1  Pdt = mU sin θ + m  −  sin 2θ Xd 2 X   q Xd  Đặc tính P = f(θ) gọi là đặc tính góc công suất - Máy phát làm việc ổn định khi θ trong khoảng π 0÷ 2 - khi tải định mức θ = 20 0 ÷ 30 0