CHƯƠNG 6 MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

Presenter: Trịnh Hoàng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com www.icalabhcmut.edu.vn

28/06/2015 9:01 CH

Khái niệm

* Thường:

Máy phát đầu nguồn

•Công suất lớn

2 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Cấu tạo

* 3 phần: stator, rotor, hệ thống kích từ * Rotor: cực lồi, cực ẩn

3 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Rotor

* Cực lồi

Tốc độ chậm •Nhiều cực •Ngắn •Đường kình lớn • nơi thủy triều chậm

4 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Rotor

* Cực ẩn

Tốc độ nhanh

•Ít cực •Dài •Đường kình nhỏ • nơi có lực nước lớn –Thác cao…

5 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Rotor cực ẩn – dây quấn

6 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Stator (phần ứng)

* Giống máy KĐB

7 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Stator (phần ứng)

8 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Ví dụ 4.2

Máy Điện Quay

+

+

9 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Ví dụ 4.2

Ta có:

Với:

 Thực tế

10 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Moment điện từ

11 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Mô hình toán học

* Gọi J là moment quán tính

12 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Sơ đồ nguyên lý

* Trong trường hợp máy đồng bộ và không

đồng bộ: * Gọi

Biến đổi lượng giác, tính trung bình

13 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Máy 2 pha

+

+

Chú ý: do 2 pha vuông góc nên không có hỗ cảm giữa các cuộn dây stator (rotor) với nhau

14 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Máy 2 pha

Tự cảm và hỗ cảm của pha A (stator) với rotor được tính theo hình bên

+

15 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Đồng năng lượng và moment

* Đồng năng lượng (công thức ) Từ từ thông liên kết ta tính được

Moment điện từ được tính

16 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3 PHA

Presenter: Trịnh Hoàng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com www.icalabhcmut.edu.vn

28/06/2015 9:01 CH

Cấu tạo

18 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Phân tích định tính

* Động cơ

Cấp điện 3 pha đối xứng vào stator

•Tạo ra từ trường quay (clip từ trường quay) •Cấp điện một chiều vào rotor •Từ trường stator kéo rotor quay theo

* Máy phát

Cấp điện một chiều vào rotor Dùng động cơ sơ cấp kéo rotor quay Cảm ứng sang ba pha stator điện áp xoay chiều

19 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Phân tích định lượng – (1)

* Tương tự máy 1 pha và 2 pha

Tính từ thông liên kết Tính đồng năng lượng Tính moment điện từ

20 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Phân tích định lượng – (2)

* Trong trường hợp đối xứng

21 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Phương trình cân bằng điện áp

* Bỏ qua điện trở dây quấn stator

* Một hình vật lý

jxs

PT

Pm

Ia

Va

jxsIa

Va

Ear

d

Ear

Ia

Elec. Mech.

22 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Tính công suất bằng điện áp

Va

* Lấy Va làm chuẩn

jxsIa

d

Ear

Ia

23 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Chế độ động cơ

jxs

PT

Pm

Ia

Va

Ear

Elec. Mech.

24 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Chế độ máy phát

Chú ý: PT>0 trong trường hợp máy phát là do ta chọn chiều dòng điện ngược lại với chiều của động cơ

jxs

Ear

Ia

jxsIa

d

Va

Ear

Va

Ia

25 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

VD 6.1

* Một máy điện đồng bộ ba pha, nối Y, 60 Hz, 2 cực, có điện kháng đồng bộ

xs = 5 W/pha. Khi hoạt động ở chế độ động cơ, máy tiêu thụ 30 A tại điện áp pha 254 V và PF là 0.8 sớm pha. Tìm Ear và Te. Nếu máy có tổng tổn hao cơ và tổn hao sắt là 400 W, tính moment ra đầu trục? Hiệu suất?

jxs

Ia

Ia

d

Va

Va

Ear

jxsIa

Ear

26 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Giải

* Chọn Va làm vector tham chiếu

27 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

VD 6.3

* Điều chỉnh dòng kích từ sao cho động cơ có hệ số công suất PF=1, công suất và điện áp không đổi. Tìm dòng điện và Ear?

28 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Cải thiện hệ số công suất

* Động cơ đồng bộ

PF sớm hoặc trễ  cải thiện hệ số công suất

* Nếu vận hành không tải (tải nhỏ cố định)

Va

Ea*sind=const Giản đồ vector

I’a

jxsIa

jxsI’a

Ia

* Góc pha giữa V và I thay đổi

Ear

E’ar

29 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab

Tính giá trị đồng năng lượng

* Chọn các giá trị đầu: ii=0, để lực fe

i=0:

(4.111)

30 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab