intTypePromotion=4

Bài giảng Kỹ thuật điện điện tử: Chương 6 - Máy phát điện đồng bộ ba pha

Chia sẻ: Van Phuoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

0
180
lượt xem
45
download

Bài giảng Kỹ thuật điện điện tử: Chương 6 - Máy phát điện đồng bộ ba pha

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 6 "Máy phát điện đồng bộ ba pha" thuộc bài giảng Kỹ thuật điện điện tử giới thiệu đến các bạn những nội dung về cấu tạo của máy phát đồng bộ, nguyên tắc hoạt động của máy phát đồng bộ, phản ứng của máy phát đồng bộ,... Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn chuyên ngành Điện - Điện tử.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật điện điện tử: Chương 6 - Máy phát điện đồng bộ ba pha

  1. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 187 CHƯƠNG 06 MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3 PHA  Máy phát điện đồng bộ hay máy phát điện xoay chiều là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng. Máy phát điện xoay chiều được chế tạo theo loại một pha hay ba pha, là thành phần chủ yếu trong hệ thống truyền tải và cung cấp điện năng. Ngày nay các máy phát điện công suất lớn có công suất vài trăm MVA với nguồn cơ năng dùng thủy lực hình thành các nhà máy thủy điện cung cấp cho khu vực hay quốc gia. Các máy phát điện có công suất nhỏ từ 10KVA đến 1MVA , với nguồn cơ năng là động cơ nổ Diessel, hình thành các nhà máy nhiệt điện nhỏ hay các tổ động cơ máy phát dự phòng cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp. Máy phát điện còn có khả năng đấu vận hành song song (hòa đồng bộ ) để nâng công suất cấp đến tải, hay dùng làm máy bù dùng nâng cao hệ số công suất. Với khả năng và phạm vi sử dụng rộng rãi của máy phát, các chuyên-viên kỹ-thuật cần nắm vững các nguyên lý cơ bản; để thuận lợi trong công tác vận hành và bảo quản. 6.1.CẤU TẠO CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ: 6.1.1. CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH : Máy phát điện đồng bộ gồm hai thành phần chính :  ROTOR: còn được gọi là phần cảm dùng tạo ra từ trường kích thích dạng một chiều (không biến thiên biên độ theo thời gian).  ROTOR CỰC TỪ LỒI dây quấn trên các cực từ được quấn tập trung, hình dạng của rotor cực lồi trình bày trong hình H6.1.  ROTOR CỰC TỪ ẦN : dây quấn trên rotor thực hiện theo dạng dây quấn phân bố không tập trung, xem hình H6.3 và H6.4. HÌNH H6.1: Kết cấu của rotor cực từ lồi, 2p = 4 Rotor chưa được đóng vào trục. Trên rotor đã có quấn dây quấn kích thích. HÌNH H6.2: Hình dạng của rotor cực từ lồi sau khi đã đóng trục. Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  2. 188 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 HÌNH H6.3: Hình dạng của rotor cực từ ẩn , rotor chưa được quấn dây. HÌNH H6.4: Hình dạng của rotor cực từ ẩn , dây quấn rotor đang được sửa chửa. Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  3. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 189  STATOR: còn được gọi là phần ứng, kết cấu của stator máy phát điện xoay chiều giống như kết cấu của stator động cơ cảm ứng . Trên stator chúng ta bố trí một hay nhiều pha dây quấn để có thể hình thành máy phát một pha hay nhiều pha. Với máy phát điện đồng bộ xoay chiều 3 pha, trên stator chúng ta bố trí ba bộ dây quấn lệch vị trí không gian 120o. Hình dạng của stator máy phát điện đồng bộ, trình bày trong hình H6.5, H6.6. HÌNH H6.5: Dây quấn stator máy phát đang được thi công. HÌNH H6.6: Stator máy phát đang được bảo trì. Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  4. 190 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 6.1.2. HỆ THỐNG VÀNH TRƯỢT VÀ MÁY PHÁT KÍCH TỪ ĐẦU TRỤC : Muốn tạo thành từ trường kích thích một chiều trên phần cảm chúng ta cần cấp dòng một chiều vào dây quấn phần cảm được lắp trên rotor. Khi rotor được kéo quay bởi động cơ sơ cấp, để tránh tình trạng các dây nối bị xoắn, dòng một chiều được cấp vào rotor thông qua hệ thống vành trượt và chổi than. Các vành trượt là hai vòng hình trụ bằng đồng thau (hay đồng đỏ), được bố trí đồng trục với rotor. Vành trượt được cách điện với phần kim loại của trục quay bằng các vật liệu cách điện, xem hình H6.7. HÌNH H6.7: Kết cấu vành trượt và chổi than trên stator. Tiếp xúc với hai vành trượt là hai chổi than được lắp cố định so với trục quay rotor, dùng cấp điện vào cho dây quấn rotor. Dây quấn rotor, sau khi được quấn theo công nghệ nhất định (để hình thành các từ cực trên rotor) sẽ đưa ra 2 đầu dây. Hai đầu dây này được bố trí chạy bên trong cốt trục quay đến các vành trượt và được hàn dính vào hai vành trượt này. Với các máy phát điện có công suất lớn, từ 200 KVA trở lên, dòng một chiều được cấp vào phần cảm có giá trị rất lớn từ vài chục đến vài trăm Ampère trong quá trình vận hành. Tiếp xúc giữa chổi than và vành trượt dễ sinh ra các tia lửa điện khi rotor đang hoạt động; vấn đề bảo trì và vận hành tương đối phức tạp, ngoài ra tổn hao nhiệt do điện trở tiếp xúc (giữa chổi than và vành trượt) trong quá trình vận hành ảnh hưởng đến hiệu suất và tính năng của máy phát điện. Dạng máy phát điện dùng hệ thống chổi than và vành trượt để cấp nguồn một chiều cho phần cảm, được gọi là máy phát điện kích từ trực tiếp. Ngày nay để khắc phục nhược điểm của hệ thống vành trượt và chổi than, các máy phát (sử dụng động cơ sơ cấp là động cơ nổ) thường được chế tạo theo dạng “ brushless” không chổi than. Muốn cấp nguồn một chiều vào cho phần cảm ta phải dùng thêm một máy phát điện đầu trục. Liên kết giữa máy phát chính và máy phát điện đều trục được mô tả như sau:  Máy phát điện đầu trục cũng là máy phát điện xoay chiều ba pha.  Phần ứng của máy phát điện đầu trục được ghép đồng trục với phần cảm của máy phát chính. Cả hệ thống này được quay bởi động cơ nổ sơ cấp.  Phần cảm của máy phát đầu trục được bố trí cố định bên ngoài, tương tự như phần ứng của máy phát chính. Phần cảm của máy phát đầu trục cũng được cấp nguồn áp một chiều để tạo ra từ trường kích thích (loại một chiều). Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  5. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 191  Khi phần cảm của máy phát đầu trục tạo ra từ trường kích thích và động cơ nổ sơ cấp quay phần ứng của máy phát đầu trục . Các pha dây quấn trên phần ứng máy phát đầu trục hình thành các sức điện động cảm ứng .  Điện áp 3 pha phát ra từ phần ứng của máy phát đầu trục được chỉnh lưu bằng mạch cầu diode bán dẫn để trở thành nguồn một chiều cấp vào dây quấn của phần cảm máy phát chính. Cầu chỉnh lưu gồm 6 diode bán dẫn được lắp trên dĩa cách điện, cố định đồng trục với phần ứng máy phát đầu trục và phần cảm của máy phát chính. Tòan bộ kết cấu của máy phát điện dùng máy phát đầu trục kích từ được mô tả trong hình H6.8. Khi chỉnh lưu nguồn áp 3 pha từ phần ứng máy phát đầu trục để tạo thành nguồn áp một chiều cấp vào cho phần cảm máy phát chính, để cải thiện hiện tượng chỉnh lưu không phẳng, tần số của nguồn áp 3 pha phát ra từ máy phát đầu trục có giá trị cao hơn tần số lưới điện thông thường. Tần số này có thể từ 120Hz đến 240Hz . Do đó, số cực từ của máy phát đầu trục lớn hơn số cực của máy phát chính từ 3 đến 6 lần Stator máy phát điện chính Rotor máy phát chính Stator máy phát điện đầu trục Rotor máy phát điện đầu trục HÌNH H6.8: Cấu tạo máy phát điện có dùng máy phát điện đầu trục (brushless alternator) Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  6. 192 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 6.1.3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ: Với nội dung tóm lược về cấu tạo máy phát điện đồng bộ như vừa trình bày trong các mục trên, tùy thuộc vào phương pháp cấp dòng kích thích một chiều vào dây quấn phần cảm ta có các dạng máy phát kích thừ trực tiếp, và máy phát điện có máy phát kích từ đầu trục. Sơ đồ nguyên lý của mỗi loại được trình bày lần lượt trong các hình H6.9 và H6.10. Trong hình H6.11 trình bày cấu tạo của nửa bộ chỉnh lưu câu dùng chỉnh lưu dòng xoay chiều 3 pha từ phần ứng máy phát điện đầu trục thành nguồn một chiều để cấp vào phần cảm của máy phát chính. HÌNH H6.9: Sơ đồ nguyên lý máy phát điện đồng bộ (loại kích từ trực tiếp) HÌNH H6.10: Sơ đồ nguyên lý máy phát điện đồng bộ (loại không chổi than, dùng máy phát đầu trục.) HÌNH H6.11: Hình dạng của nửa cầu chỉnh lưu dùng chỉnh lưu trong máy phát điện đồng bộ Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  7. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 193 6.2.NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ: Xét mô hình nguyên lý đơn giản của máy phát điện đồng bộ gồm:  Phần cảm (rotor) cực từ lồi 2p = 2  Phần ứng (stator) bố trí ba bộ dây quấn, lệch vị trí không gian từng đôi   B 1200. 120 o Gọi tốc độ của động cơ sơ cấp dùng quay phần cảm là n1. Vận tốc góc của động cơ sơ cấp là  1  2.n1 . Vì từ thông tạo bởi dây 120o quấn kích thích không biến thiên theo thời gian, nên vector cảm ứng từ tạo bởi phần cảm của máy phát có biên độ không thay đổi. Do đó khi dùng động cơ sơ cấp quay phần cảm tròn đều với tốc độ  1  2.n1 , từ trường tạo bởi phần cảm chuyển động tròn đều cho ta HÌNH H6.12: hình ảnh của từ trường quay tròn. Giả sử tại lúc bất kỳ ta xét từ thông xuyên qua bộ dây quấn AX . Gọi  là góc hợp bởi phương của trục bộ dây AX với vector cảm ứng từ tạo bởi phần cảm, ta có kết quả như sau:  AX  B.A. cos  (6.1) Trong đó A là tiết diện của bộ dây AX và B là cảm ứng tử tạo bởi phần cảm, thay thế tích số B.A   m và    1t ta có:  AX   m . cos 1t (6.2) Khi chọn trục qua bộ dây AX làm chuẩn, từ thông tạo bởi từ trường phần cảm với các bộ dây BY và CZ được viết như sau:  BY   m . cos 1t  120o  (6.3)  CZ   m . cos 1t  240o  (6.4) Tóm lại khi động cơ sơ cấp quay tròn đều phần cảm, từ trường kích thích tạo ra các từ thông biến thiên theo thời gian qua các bộ dây AX, BY, CZ . Nói một cách khác từ trường phần cảm quét qua các bộ dây quấn sẽ hình thành các sức điện động cảm ứng trên mội bộ dây. Áp dụng công thức Faraday ta có các kết quả sau: d AX d m . cos 1t eAX  Npha.K dq.  Npha.K dq. dt dt Hay: eAX  Npha.K dq. m . 1 sin 1t (6.5) Tương tự: eBY  Npha.K dq. m . 1 sin 1t  120o  (6.6) eCZ  Npha.K dq. m . 1 sin 1t  240o  (6.7) Từ các quan hệ (6.5) đến (6.7) cho thấy các sức điện động sinh ra trên 3 pha dây quấn hợp thành nguồn áp 3 pha cân bằng. Với chiều quay của động cơ sơ cấp trong hình vẽ H6.12 khi từ trường phần cảm quét lần lượt qua các bộ dây AX, BY, CZ cho ta nguồn áp 3 pha thứ tự thuận. Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  8. 194 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 QUAN HỆ GIỮA TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ SƠ CẤP VÀ TẦN SỐ NGUỒN ĐIỆN PHÁT RA: Từ mô hình trình bày trong hình H6.12 với số cực 2p = 2 cực, ta có nhận xét như sau: Giá trị vận tốc góc  1  2.n1 đầu tiên được tạo bởi động cơ sơ cấp. Tuy nhiên trong các quan hệ (6.5) đến (6.7) vai trò của  1 trở thành tần số góc của nguồn áp sinh ra trên các bộ dây quấn stator của máy phát. Tại lúc này ta có :  1  2.f (6.8) Trong đó f là tần số nguồn áp 3 pha sinh ra trên dây quấn stator của máy phát. So sánh quan hệ (6.8) với quan hệ  1  2.n1 suy ra. f  n1 (6.9) Đơn vị đo của các đại lượng trong quan hệ (6.9) là : [f] = [Hz] ; [n1] = [vòng/s]. Từ quan hệ (6.9) ta rút ra nhận xét sau: Với phần cảm có 2p = 2 cực, khi quay từ thông phần cảm quét qua một bộ dây quấn stator một vòng , sức điện động hình thành trong bộ dây thực hiện được 1 chu kỳ. Với phần cảm có số cực 2p > 2 cực, khi quay từ thông phần cảm quét qua một bộ dây quấn stator 1 vòng, như vậy đã có p cặp cực từ quét qua bộ dây nên có p chu trình của nguồn điện sin đã thực hiện trong bộ dây . Một cách tổng quát ta có được quan hệ sau: f  p.n1 (6.10) Trong đó [f] = [ Hz] ; [n1]=[vòng/giây]. Khi tốc độ được tính theo [vòng / phút ], quan hệ (6.10) được viết lại như sau : p.n1 f (6.11) 60 THÍ DỤ 6.1: Máy phát điện đồng bộ 3 pha có 2p = 4 cực muốn phát ra nguồn áp có tần số là 50 Hz thì động cơ sơ cấp cần có tốc độ quay là: 60.f 60  50 n1    1500  voøng / phuùt  p 2 Trường hợp muốn máy phát ra nguồn áp có tần số 60 Hz động cơ sơ cấp cần tăng tốc đến giá trị sau: 60.f 60  60 n1    1800  voøng / phuùt  p 2 SỨC ĐỘNG ĐỘNG HIỆU DỤNG PHA CỦA MỖI BỘ DÂY QUẤN TRÊN STATOR: Từ các quan hệ (6.50 đến (6.7) biên độ của sức điện động pha trên mỗi bộ dây quấn là: Epha max  Npha .K dq . m . 1  2f.Npha .K dq .m (6.12) Suy ra sức điện động hiệu dụng pha của mỗiu pha dây quấn trên stator máy phát điện đồng bộ là : Epha max Epha   4,44.f.Npha .K dq . m (6.13) 2 Trong đó Kdq là hệ số dây quấn của mỗi pha dây quấn. Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  9. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 195 Biểu thức sức điện động hiệu dụng của mỗi pha dây quấn còn được trình bày theo quanhệ:  p.n  Epha  4,44.  1  .Npha.K dq. m  60    Hay:  4,44.p.Npha .K dq  Epha    .n1.m (6.14)   60   Gọi KE là hằng số cấu tạo phần ứng (stator) của máy phát,, ta có:  4,44.p.Npha.K dq  KE    (6.15)   60   Từ các quan hệ (6.14) và (6.15) suy ra: Epha  KE .n1.m (6.16) Tóm lại Sức điện động mỗi pha tỉ lệ thuận với hai thông số: từ trường m kích thích của phần cảm và tốc độ quay n1 của động cơ sơ cấp. Tần số f của sức điện động pha tỉ lệ thuận với : số đôi cực p của máy phát và tốc độ quay n1 của động cơ sơ cấp. THÍ DỤ 6.2: Cho máy phát điện đồng bộ 3 pha có 2p = 4 cực và sức điện động pha là Epha = 380 V khi phát tại tần số 60 Hz . Bây giờ muốn máy phát cấp sức điện động pha vẫn là Epha = 380 V nhưng tần số là 50 Hz ta cần phải điều chỉnh các thông số nào của máy phát. GIẢI Với yêu cầu nêu trong thí dụ, ta có hai trạng thái hoạt động cho máy phát: TT1: Tại trạng thái phát ra tần số f = 60 Hz. Tốc độ động cơ sơ cấp là: 60.f 60  60 n11    1800  voøng / phuùt  p 2 TT2: Tại trạng thái phát ra tần số f = 50 Hz. Tốc độ động cơ sơ cấp là: 60.f 60  50 n12    1500  voøng / phuùt  p 2 Như vậy khi chuyển chế độ làm việc của máy phát từ trạng thái phát ra nguồn áp tần số 60Hz sang trạng thái phát nguồn áp tần số 50 Hz, 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 pha Epha = 380 V; theo quan hệ (6.16) ta phải điều chỉnh thay đổi từ thông kích thích. Xét tỉ số sau: Epha2 n12 .max 2 n   1 hay  max 2   11  .max 1  1,2. max 1 Epha1 n11.max 1 n   12  Tóm lại muốn duy trì Epha = 380 V, ta cần tăng từ thông kích thích tại lúc phát tần số 50 Hz. Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  10. 196 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 6.3.PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ : Khi đấu tải vào dây quấn phần ứng máy phát, mạch kín cho dòng qua tải. Dòng qua tải có tính chất của dòng cảm ứng vì được sinh ra bởi các sức điện động cảm ứng từ 3 pha dây quấn trên stator máy phát. Theo Lenz các dòng cảm ứng có khuynh hướng tạo các hệ quả đối kháng lại nguyên nhân ban đầu sinh ra nó. Do đó các dòng qua phần ứng hình thành từ trường tương tác lên từ trường phần cảm. Sự tương tác giữa hai thành phần từ trường này được gọi là phản ứng phần ứng. Tùy thuộc vào tính chất của tải (hệ số công suất của tải) ta có 3 trường hợp sau khi xét phản ứng phần ứng. 6.3.1.PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG VỚI TẢI THUẦN TRỞ : Giả sử dây quấn phần ứng đấu Y, tải 3 pha cân bằng; bỏ qua nội trở của + dây quấn phần ứng. Chúng ta khảo sát I phản ứng phần ứng sinh ra trong trường Epha R hợp này bằng mạch điện tương đương - một pha của phần ứng phối hợp với giản max đồ vẽctor phase như sau (hình H6.13). max Ikt  Vẽ vector đặc trưng cho từ trường kích thich tạo bởi phần cảm (m). +  Vector đặc trưng cho sức điện Vkt - ö Epha động pha Epha , chậm pha 90o so với từ thông (m). I  Vì tải thuần trở dòng phần ứng trùng pha với sức điện động. Dòng điện HÌNH H6.13: Phản ứng phần ứng với tải thuần trở này hình thành từ thông ứng (ư) trùng pha với nó.  Vậy từ thông phần cảm và phần ứng có phương vuông góc với nhau . Kết quả của sự tương tác này làm từ thông phần cảm có thay đổi và ảnh hưởng đến giá trị của sức điện động sinh ra trên mỗi pha. Vì phương của các từ thông này vuông góc với nhau, ta nói phản ứng phần ứng là dạng khử từ ngang trục. 6.3.2.PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG VỚI TẢI THUẦN CẢM : Tương tự như phần khảo sát trên, khi tải thuần cảm mạch tương đương trình + bày trong hình H6.14 . I Epha L  Vẽvector từ trường kích thích tạo - max bởi phần cảm (m). max  Vẽ vector sức điện động pha Ikt Epha chậm pha 90o so với từ thông (m). +  Vì tải thuần cảm , dòng phần ứng Vkt - chậm pha 90o so với sức điện động. I ö Dòng điện này hình thành từ thông ứng(ư) trùng pha với dòng ứng. Nên từ thông (ư) chậm pha hơn sức điện động HÌNH H6.14: Phản ứng phần ứng với tải thuần cảm góc 900. Vậy từ thông phần cảm và phần ứng ngược hướng với nhau . Tóm lại từ thông phần ứng có khuynh hướng khử từ thông phần cảm. Vì hướng của các từ thông ngược nhau, ta nói phản ứng phần ứng là dạng khử từ dọc trục. Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  11. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 197 6.3.3.PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG VỚI TẢI THUẦN DUNG : Tương tự như các nội dung đã + khảo sát trong các mục trên, với tải I thuần dung mạch tương đương trình Epha C bày trong hình H6.15; các vector từ - thông và điện áp được xây dựng max max tuần tự theo qui trình như sau:  Vẽ vector đặc trưng cho từ Ikt ö trường kích thich tạo bởi phần cảm + (m). Vkt I - Epha  Vector đặc trưng sức điện động chậm pha 90o so với từ thông  Vì tải thuần dung, dòng qua HÌNH H6.15: Phản ứng phần ứng với tải thuần dung phần ứng sớm pha 90o so với sức điện động . Dòng điện này tạo thành từ thông ứng(ư) trùng pha với dòng ứng. Từ thông (ư) sớm pha hơn sức điện động góc 900.  Từ thông phần cảm và phần ứng cùng hướng với nhau, ta nói từ thông phần ứng có khuynh hướng hổ trợ từ thông phần cảm. Phản ứng phần ứng là dạng trợ từ dọc trục 6.3.4.ĐIỆN KHÁNG ĐỒNG BỘ ( XS) : Với tải có tính chất bất kỳ, máy phát sinh ra các phản ứng phần ứng dọc trục hay ngang trục. Các phản ứng này ảnh hưởng đến từ thông phần cảm và làm thay đổi giá trị sức điện động trên mỗi pha khi máy phát mang tải. Để đặc trưng cho các phản ứng phần ứng và đơn giản hóa trong quá trình khảo sát máy phát bằng cách dùng mạch điện tương đương; chúng ta dùng điện kháng đồng bộ Xs. Thực sự điện kháng đồng bộ dọc trục, vừa phản ánh phản ứng phần ứng nhưng lại vừa phản ánh thành phần từ thông tản từ (điện kháng tản từ) trên dây quấn phần ứng . Rpha j.X S  Ipha   Ipha  Epha Vpha Zt ZS  Rpha  j.X S HÌNH H6.16: Mạch tương đương 1 pha của máy phát điện đồng bộ. Mạch điện tương đương 1pha của phần ứng được trình bày trong hình H6.16 Phương trình cân bằng áp của mạch phần ứng (stator) trên một pha:      Epha  Vpha  Rpha  j.X S  Ipha (6.17)   Vpha  Z t  Ipha (6.18) Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  12. 198 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 6.4.ĐỘ THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ: Khi vận hành máy phát điện, trước tiên cần điều chỉnh tốc độ động cơ sơ cấp tương thích với số cực để tạo được tần số đúng yêu cầu và duy trì tốc độ quay không đổi để tần số ổn định. Kế tiếp điều chỉnh dòng một chiều cấp vào phần cảm có giá trị phù hợp để tạo các áp pha trên bộ dây quấn stator có giá trị bằng đúng định mức. Điều chỉnh thay đổi dòng kích từ cấp vào dây quấn phần cảm làm thay đổi giá trị của điện áp ra trên stator. Áp pha lúc không tải chính là sức điện động cảm ứng Epha sinh ra trên mỗi pha dây quấn. Khi máy phát mang tải , nếu duy trì không điều chỉnh thay đổi dòng kích từ, áp pha trên mỗi pha tải lúc vận hành có giá trị là Vpha . Giá trị này khác với áp pha lúc không tải. Độ chênh lệch giá trị giữa Epha và Vpha được gọi là độ thay đổi điện áp của máy phát. Gọi V là độ thay đổi điện áp và V% là phần trăm độ thay đổi điện áp, ta có các định nghĩa như sau: V  Epha  Vpha (6.19)  Epha  Vpha  V%     100 (6.20)   Vpha   6.4.1. ĐỘ THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP KHI TẢI CÓ TÍNH CẢM: Bài toán xác định độ thay đổi điện áp máy phát theo tải thường được khảo sát theo lý thuyết dưới dạng giản đồ vector. Với tải có tính cảm giản đồ vector được vẽ từ mạch tương đương 1 pha trình bày trong hình H6.17. Epha Rpha j.X S Vpha  R ha .I p ph .I S  Ipha a p ha X Ipha   V Epha Vpha ph a .c os Zt   in .s ph a V HÌNH H6.17: Giản đồ vector dùng xác định độ thay đổi điện áp với tải có tính cảm Từ giản đồ vector hình H6.17, khi chọn dòng Ipha làm chuẩn, ta suy ra quan hệ sau: V   V  2 2 Epha  pha .cos   Rpha.Ipha pha .sin   X S .Ipha (6.21) Hay:     Epha  Vpha .cos   Rpha .Ipha  j. Vpha .sin   X S .Ipha  (6.22) Khi tính được Epha và biết trước Upha ta xác định V hay V% theo (6.19) hay (6.20). Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  13. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 199 6.4.2. ĐỘ THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP KHI TẢI CÓ TÍNH DUNG: Tương tự với tải có tính dungf giản đồ vector được vẽ từ mạch tương đương 1 pha trình bày trong hình H6.18. Rpha j.X S V pha .s Epha in  os    Ipha  .c V ph a Epha Vpha XS Zt .I pha Ipha  ph a .I a ph Vpha R HÌNH H6.18: Giản đồ vector dùng xác định độ thay đổi điện áp với tải có tính dung Từ giản đồ vector hình H6.18, khi chọn dòng Ipha làm chuẩn ta suy ra quan hệ sau: V   V  2 2 Epha  pha .cos   Rpha.Ipha pha .sin   X S .Ipha (6.23) Hay:     Epha  Vpha .cos   Rpha .Ipha  j. Vpha .sin   X S .Ipha  (6.24) THÍ DỤ 6.3: Cho máy phát đồng bộ 3 pha: 30 kVA ; 220 V , dây quấn stator đấu Y. Biết tổng trở đồng   bộ một pha của máy phát là: ZS  Rpha  j.X S  0,4  j.1,2   . pha   a./ Tính độ thay đổi điện áp khi máy phát đầy tải với điện áp cấp đến tải bằng định mức. Biết HSCS tải là 0,8 trễ. b./ Tính lại câu a, nếu HSCS tải là 0,8 sớm. CHÚ Ý: Với máy phát điện đồng bộ các thông số định mức gồm: Công suất biểu kiến định mức Sdm : là công suất biểu kiến tiêu thụ trên tải được qui định bởi nhà sản xuất . Điện áp định mức Vdm : là áp dây cấp đến tải từ máy phát. Điện áp này luôn được duy trì không đổi khi cấp đến tải . Do đó khi tải thay đổi muốn duy trì giá trị này trên tải ta cần phải điều chỉnh thay đổi sức điện động pha của máy phát bằng cách điều chỉnh thay đổi dòng kích thích. Dòng điện định mức Idm : là dòng dây từ máy phát cấp đến tải khi tải tiêu thụ công suất biểu kiến bằng đúng định mức và áp cấp đến tải bằng định mức. Các quan hệ giữa các thông số định mức của máy phát trình bày như sau: Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  14. 200 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6   Ipha  Idaây Trong hình H6.17 trình bày mạch phần ứng máy phát đang cấp nguồn đến tải. Theo qui định vận hành trong thực tế, ta luôn đảm bảo thông số sau: Vdaây  Vñm (6.25) Suy ra: Vdaây Vñm Vpha   (6.26) 3 3 Khi tải 3 pha cân bằng đấu Y, ta có: Idaây  Ipha (6.27) HÌNH H6.17: Khi máy phát đầy tải (hay phát tải định mức) ta có : Idaây  Iñm (6.28) Công suất biểu kiến định mức của máy phát được xác định theo quan hệ sau: Sñm  3.Vñm .Iñm (6.29) GIẢI a./ Độ thay đổi điện áp khi tải định mức và HSCS tải 0,8 trễ. Dòng điện định mức cấp đến tải : Sñm 30000 Iñm    78,73 A 3.Vñm 3.220 Áp pha định mức cấp đến tải : Vñm 220 Vpha ñm    127 V 3 3 Các dữ liệu cho trong thí dụ: Rpha  0,4  ; X S  1,2  ; cos   0,8 ; sin   0,6 . Vì tải có tính cảm, áp dụng quan hệ (6.21) suy ra sức điện động pha là:  127  0,8  0,4  78,73   127  0,6  1,2  78,73 2 2 Epha  Epha  216,43 V Phần trăm độ thay đổi điện áp là:  Epha  Vpha   216,43  127  V%     100     100   Vpha    127  V%  70,42 % Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  15. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 201 b./ Độ thay đổi điện áp khi tải định mức và HSCS tải 0,8 sớm. Vì tải có tính dung, áp dụng quan hệ (6.23) suy ra sức điện động pha là:  127  0,8  0,4  78,73   127  0,6  1,2  78,73 2 2 Epha  Epha  134,34 V Phần trăm độ thay đổi điện áp là:  Epha  Vpha   134,34  127  V%     100     100   Vpha    127  V%  5,78 % THÍ DỤ 6.4: Với máy phát điện có số liệu định mức cho trong thí dụ 6.3; tính lại phần trăm độ thay đổi điện áp khi máy phát đầy tải tại điện áp định mức và hệ số công suất của tải là 0,6 sớm. GIẢI Khi máy phát đầy tải tại áp định mức, các số liệu dùng trong phép tính bao gồm: Rpha  0,4  ; X S  1,2  ; cos   0,6 ; sin   0,8 ; Iñm  78,73 A ; Vpha ñm  127 V Vì tải có tính dung, áp dụng quan hệ (6.23) suy ra sức điện động pha là:  127  0,6  0,4  78,73   127  0,8  1,2  78,73 2 2 Epha  Epha  107,93 V Phần trăm độ thay đổi điện áp là:  Epha  Vpha   107,93  127  V%     100     100   Vpha    127  V%  15,02 % Giá trị V%  0 cho thấy sức điện động pha có giá trị thấp hơn điện áp pha trên tải. Giá trị này phản ảnh được tính chất trợ từ của phản ứng phần ứng khi tải có tính dung. THÍ DỤ 6.5: Với máy phát điện có số liệu định mức cho trong thí dụ 6.3; tính phần trăm độ thay đổi điện áp khi máy phát có hệ số tải Kt = 0,8 tại áp định mức và hệ số công suất của tải là 0,7 trễ. CHÚ Ý: Hệ số tải dùng trong máy phát điện đồng bộ 3 pha có định nghĩa tương tự như trường hợp của máy biến áp. Ta có : Staûi 3.Vñm .Idaây Idaây Kt    (6.30) Sñm 3.Vñm .Iñm Iñm Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  16. 202 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 GIẢI Khi máy phát tại hệ số tải Kt = 0,8 với áp định mức, dòng pha qua tải là: K t .Sñm 0,8  30000 Ipha  Idaây    62,984 A 3.Vñm 3  220 Các số liệu cần dùng để tính toán gồm: Rpha  0,4  ; X S  1,2  ; cos   0,7 ; sin   0,714 ; Iñm  62,984 A ; Vpha ñm  127 V Vì tải có tính cảm, áp dụng quan hệ (6.21) suy ra sức điện động pha là:  127  0,7  0,4  62,984   127  0,714  1,2  62,984 2 2 Epha  Epha  201,64 V Phần trăm độ thay đổi điện áp là:  Epha  Vpha   201,64  127  V%     100     100   Vpha    127  V%  58,77 % 6.5.CÁC ĐẶC TUYẾN CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ : Máy phát điện đồng bộ có ba đặc tuyến làm việc chính: Đặc tuyến không tải. Đặc tuyến ngoài hay còn gọi là đặc tuyến tải. Đặc tuyến điều chỉnh 6.5.1.ĐẶC TUYẾN KHÔNG TẢI: Đặc tuyến không tải của máy phát điện đồng bộ là đồ thị hay đường biểu diễn mô tả quan hệ giữa sức điện động pha của phần ứng với dòng điện kích thích cấp vào phần cảm. Đặc tuyến không tải được ghi nhận qua thí nghiệm khi : Không đấu tải vào dây quấn phần ứng. Điều chỉnh tốc độ động cơ sơ cấp có giá trị định trước để ổn định tần số của nguồn điện phát ra và duy trì tốc độ bằng hằng số trong suốt quá trình thí nghiệm. Vì sức điện động pha tỉ lệ thuận với từ cảm B HÌNH H6.18: Thí nghiệm không tải trong khi dòng kích thích tỉ lệ thuận với sức từ động kích thích tạo bởi dây quấn phần cảm. Như vậy dòng kích thích tỉ lệ với cường độ từ trường H của vật liệu sắt từ tạo nên máy phát. Tóm lại đặc tuyến không tải của máy phát có dạng của đường cong từ hóa của vật liệu sắt từ tạo thành máy phát. Hình dạng của đặc tuyến không tải trình bày trong hình H.6.19. Trên đặc tuyến này lúc Ikt = 0 ta vẫn có được giá trị của sức điện động pha . Giá trị này hình thành do từ trường dư tồn tại trong phần cảm. Sức điện động pha tạo bởi từ trường dư được gọi là Epha dư. Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  17. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 203 Epha n11 Trong hình H6.19 trình bày các đặc tuyến không tải khi thay đổi tốc độ động cơ sơ n12 cấp (tức thay đổi tần số nguồn điện phát ra). Tương ứng với giá trị định trước của n13 dòng kích thích khi tăng tốc độ sức điện động pha gia tăng và ngược lại. Epha1 Giá trị của sức điện động pha dư thường trong phạm vi vài volt đến khoảng ( n11 > n12 > n13 ) 10V tùy thuộc vào cấp công suất của máy Epha2 phát. 6.5.2.ĐẶC TUYẾN TẢI (ĐẶC TUYẾN NGOÀI): Đặc tuyến tải hay đặc tuyến ngoài của Ikt máy phát điện đồng bộ là đồ thị hay đường Epha dæ biểu diễn mô tả quan hệ giữa áp pha Vpha Ikt trên tải theo dòng điện pha Ipha qua tải. HÌNH H6.19: Đặc tuyến không tải Đặc tuyến không tải được ghi nhận qua thí nghiệm khi : Điều chỉnh tốc độ động cơ sơ cấp có giá trị định trước để ổn định tần số của nguồn điện phát ra và duy trì tốc độ bằng hằng số trong suốt quá trình thí nghiệm. Điều chỉnh dòng kích thích để có được áp không tải bằng định mức trước khi đấu tải vào phần ứng. Duy trì giá trị dòng kích thích này không đổi trong suốt quá trình thí nghiệm. Đấu tải vào phần ứng máy phát; điều chỉnh thay đổi tổng trở tải nhưng duy trì hệ số công suất không thay đổi. Trong hình H6.20 trình bày đặc tuyến Vpha cos   0,7 sôùm tải với 3 dạng tải: thuần trở, tính cảm với HSCS 0,7 trễ , tính dung với HSCS 07 sớm.  Khi chưa cấp tải vào dây quấn V1 V2 phần ứng của máy phát, dòng kích thích được chỉnh để đạt sức điện động pha bằng cos   1 áp pha định mức của máy phát.  Tương ứng với mỗi loại tải, khi dòng tải tăng độ lớn độ thay đổi điện áp cos   0,7 treã cũng gia tăng. Epha = Vphadm  Với cùng giá trị dòng tải, tải có tính cảm tạo độ thay đổi điện áp lớn hơn so với trường hợp tải thuần trở. Tại lúc này áp pha Vpha  Epha hay Vpha  Vpha dm . Ipha1 Ipha2 Ipha Điều này cho thấy tác dụng khử từ thông kích thích bởi từ thông ứng theo phản ứng HÌNH H6.20: Đặc tuyến tải hay đặc tuyến ngoài. phần ứng.  Với cùng giá trị dòng tải, tải có tính dung tạo sự thay đổi điện áp sao cho Vpha  Epha hay Vpha  Vpha dm . Điều này dẫn đến kết quả V  0 , kết quả này có thể tìm thấy trong các thí dụ 6.3 đến 6.5. Tính chất này cho thấy tác dụng trợ từ thông kích thích bởi từ thông ứng theo phản ứng phần ứng.  Tóm lại khi vận hành máy phát nếu chỉ duy trì tần số không đổi và không điều chỉnh thay đổi dòng kích thích; áp trên tải sẽ thay đổi khi dòng tải thay đổi. Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  18. 204 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 6.5.3.ĐẶC TUYẾN ĐIỀU CHỈNH: Với các phân tích về đặc tuyến tải như trên, muốn điện áp cấp đến tải cos   0,7 treã Ikt luôn luôn duy trì bằng giá trị định mức khi tải thay đổi độ lớn và tính chất ta cos   1 cần điều chỉnh thay đổi dòng kích thích để giữ được áp cấp đến tải luôn Taêng Ikt bằng giá trị định mức. Ikto Biện pháp này được gọi là điều Giaûm Ikt chỉnh kích thích. Ikto cos   0,7 sôùm Đặc tuyến điều chỉnh của máy phát điện đồng bộ là đồ thị hay đường biểu diễn mô tả quan hệ giữa dòng pha Ipha2 Ipha qua tải theo dòng điện kích Ikt cấp Ipha1 Ipha vào phần cảm để áp pha trên tải luôn HÌNH H6.21: Đặc tuyến điều chỉnh. bằng giá trị định mức. Trong hình H6.21 trình bày đặc tuyến điều chỉnh với 3 dạng tải: thuần trở, tính cảm với HSCS 0,7 trễ , tính dung với HSCS 07 sớm.  Khi chưa cấp tải vào dây quấn phần ứng của máy phát, dòng kích thích được chỉnh để đạt sức điện động pha bằng áp pha định mức của máy phát. Giá trị dòng kích thích nqày là Ikto.  Tương ứng với tải thuần trở hay tính cảm, khi dòng tải tăng để duy trì áp pha luôn bằng định mức độ lớn dòng kích thích được điều chỉnh tăng  Với cùng giá trị dòng tải, tải có tính cảm cần tăng dòng kích thích nhiều hơn so với trường hợp tải thuần trở.  Ngược lại với tải có tính dung cần giảm dòng kích thích khi dòng tải gia tăng.  Đặc tính điều chỉnh cho ta các dữ liệu cần thiết để điều chỉnh thay đổi dòng kích thích khi tải thay đổi. Đặc tính này là cơ sở để thực hiện các bộ tự động điều chỉnh kích thích máy phát bằng linh kiện bán dẫn (mạch AVR: Automatic Voltage Regulator). 6.6. QUÁ TRÌNH TỰ KÍCH MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ : Trong quá trình vận hành thực tế máy phát điện đồng bộ: nguồn áp một chiều cấp vào phần cảm không sử dụng từ nguồn áp một chiều bên ngòai . Phương pháp kích thích độc lập (dùng nguồn DC ngoài cấp vào phần cảm) chỉ thực hiện trong quá trình chế tạo, vận hành thử trong quá trình sản xuất, hoặc trong các trường hợp thử nghiệm lấy thông số đặc tính của máy phát, hay cần vận hành thử máy phát lần đầu tiên sau quá trình sửa chửa… Khi bắt đầu vận hành máy phát điện, chúng ta cần thực hiện giai đọan tự kích cho máy phát. Quá trình tự kích là quá trình sử dụng sức điện động dư Edư sinh ra do từ trường dư trong phần cảm để cung cấp trở lại năng lượng ban đầu cho phần cảm , làm tăng dần điện áp phát ra trên phần ứng. Mạch điện đơn giản mô tả quá trình tự kích cho máy phát điện được trình bày trong hình H6.22. Khi dùng mô hình máy phát điện dùng máy phát kích từ đầu trục (trường hợp máy phát kích từ trực tiếp được khảo sát tương tự), sức điện động trên một pha của phần ứng máy phát được cấp vào dây quấn phần cảm thông qua mạch chỉnh lưu dùng biến đổi dòng điện điện xoay chiều thành một chiều . Dòng điện kích thích được điều chỉnh bằng biến trở VR. Theo lý thuyết , sức điện động trên mỗi pha phần ứng máy phát ( Epha ) và dòng kích thích ( Ikt ) quan hệ với nhau thông qua đặc tuyến không tải . Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  19. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 205 HÌNH H6.22: Sơ đồ nguyên lý thực hiện quá trình tự kích máy phát điện đồng bộ. Giả sử khi hình thành được Epha, giá trị Epha sau khi chỉnh lưu thành điện áp một chiều Vkt cấp vào phần cảm và hình thành dòng kích thích Ikt qua phần cảm . Phương trình cân bằng áp của mạch phần cảm là : VDC  (Rkt  VR).Ikt (6.31) Trong đó Rkt : điện trở dây quấn phần cảm; VR : biến trở điều chỉnh dòng kích thích Nếu bỏ qua ảnh hưởng của điện trở nội dây quấn phần ứng và điện kháng đồng bộ dọc trục, sức điện động hiệu dụng pha ở ngõ vào mạch chỉnh lưu và áp một chiều trên ngõ ra của mạch chỉnh lưu quan hệ nhau thông qua hệ số chỉnh lưu KCL . Ta có quan hệ : VDC  K CL .Epha (6.32) Từ các quan hệ (6.31) và (6.32) suy ra đặc tuyến volt ampere mạch kích thích:  R  VR  Epha   kt   Ikt (6.33)  K  CL  Như vậy, sức điện động pha Epha sinh ra lúc không tải thỏa quan hệ (6.33) và đồng thời Epha cũng quan hệ với dòng kích thích Ikt theo đặc tuyến không tải . Tóm lại điểm làm việc của máy phát được xác định tại giao điểm của hai đặc tuyến này , xem hình H6.23. DIỄN TIẾN CỦA QUÁ TRÌNH TỰ KÍCH Khi động cơ sơ cấp đã quay đạt tốc độ ổn định và có giá trị bằng đúng định mức, đóng kín mạch kích thích theo sơ đồ nguyên lý hình H6.22. Sức điện động dư xuất hiện trong dây quấn phần ứng, quá trình bắt đầu bắt đầu khảo sát tại vị trí 1 trong hình H6.24.Với giá trị này đủ hình thành dòng điện kích thích qua phần cảm có giá trị là Ikt1 (điểm 2 trên hình H6.24). Khi mạch kích thích có dòng đi qua đạt giá trị là Ikt1 , theo đặc tuyến không tải sức điện động pha phải có giá trị là Epha1 (điểm 3 trên hình H6.24). Bây giờ giá trị Epha 1 > Edư . Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
  20. 206 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 Quá trình tiếp diễn tương tự tại các điểm 4 và 5 .. Ta có thể xem Epha quá trình tự kích có dạng của quá trình hồi tiếp dương, tuy nhiên khi Epha khoâng taûi hai đặc tuyến cắt nhau, tại vị trí này hệ thống kích thích sẽ ổn định và hình thành sức điện động pha không tải tương ứng với dòng kích thích không tải của máy phát. Qua quá trình tự kích chúng ta rút ra các nhận xét như sau : Sức điện động pha không tải phụ thuộc giá trị dòng kích thích không tải, gián tiếp phụ thuộc điện Epha2 trở VR mắc nối tiếp dây quấn phần cảm. Khi thay đổi VR, chúng ta thay đổi được giá trị sức điện động pha phát ra lúc không tải. Epha1 Mặc khác, điều chỉnh thay đổi điện áp Vdc lấy ra sau mạch chỉnh lưu cũng có thể thay đổi dòng kích thích và sức điện động Epha không Epha dö Ikt tải. Khi điện trở VR quá lớn làm Ikt1 Ikt2 Ikt khoâng taûi tăng độ dốc của đặc tuyến  R  VR  HÌNH H6.23: Các đặc tuyến trình bày quá trình tự kích. Epha   kt   Ikt , có thể đưa  K  CL  đến các tình trạng như sau: Hai đặc tuyến không cắt nhau (khi giá trị Edư quá bé) hay hai đặc tuyến cắt nhau tại vị trí cho giá trị sức điện động pha rất thấp. Giá trị VR lớn nhất làm cho hai đặc tuyến tiếp xúc nhau gọi là điện trở tới hạn của điện trở VR trong mạch kích thích. 6.7. MỘT SỐ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH TRONG TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ : Nguyên lý điều chỉnh thay đổi VR và VDC cấp vào phần cảm xem là nguyên lý cơ bản để tạo thành hệ thống tự động điều chỉnh thay đổi kích thích cho máy phát điện khi vận hành mang tải. Trong hình H6.24 trình bày kết cấu của một tổ máy phát điện dùng động cơ sơ cấp là động cơ Diesel. Trong hình H6.25 trình bày mạch điện tử dùng điều chỉnh lượng nhiên liệu để ổn định tốc độ và duy trì tần số máy phát không thay đổi khi HÌNH H6.24: Tổ máy phát dùng động cơ Diesel làm động cơ sơ cấp. mang tải. Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2