Chương: IV
MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
Presenter: Trịnh Hoàng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com
07/22/16 00:50
Khái niệm
* Thường:
Máy phát đầu nguồn
•Công suất lớn
Khả năng vận hành song song
•Các máy phát với nhau •Máy phát với lưới
Dùng làm động cơ bù đồng bộ •Đặc tính giống như một tụ điện
2 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Cấu tạo
* 3 phần: stator, rotor, hệ thống kích từ * Rotor: cực lồi, cực ẩn
3 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Rotor
* Cực lồi
Tốc độ chậm •Nhiều cực •Ngắn •Đường kình lớn
•(cid:0)
nơi thủy triều chậm
4 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Rotor
* Cực ẩn
Tốc độ nhanh
•Ít cực •Dài •Đường kình nhỏ
•(cid:0)
nơi có lực
nước lớn –Thác cao…
5 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Rotor cực ẩn – dây quấn
6 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Stator (phần ứng)
* Giống máy KĐB
7 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Stator (phần ứng)
8 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Hệ thống kích từ
* Vành trượt – chổi than
Tự kích •Từ dư
Kích từ độc lập
•Máy phát điện đầu trục
9 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Stator máy phát điện chính
Rotor máy phát chính
Stator máy phát điện đầu trục
Chỉnh lưu: giảm nhấp nhô, tần số máy phát đầu trục lớn, số cực nhiều
10
Rotor máy phát điện đầu trục 22/07/16 00:50
Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Nguyên lý hoạt động
X
A
u quay
Rotor
(cid:0) (cid:0)
B
STATOR
o120
ROTOR
L1
o120
Z
B
I 3 PHA
Y
C
L2
+ Vkt -
NG CƠ
L3
Từ trường dọc theo khe hở không khí hình sin
SƠ P
N
11 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Nguyên lý hoạt động
Y
T N NH
Y
U
T N C
L1
STATOR
(
N M)
I 3 PHA
+ Vkt
Vkt
L2
+
-
ROTOR
-
(
N NG)
ROTOR
(
N M)
L3
STATOR (
N NG)
N QU AY
N
N
N G Y ÊN
12 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Nguyên lý hoạt động
* Tần số - tốc độ đồng bộ
=
f
1p.n 60
* Sức điện động phần ứng
=
)
e
E
sin
AX
pha m
ax
t 1
(cid:0) W
(cid:0)
(cid:0)
E
0
phamax
=
=
=
E
sin
120
(cid:0) W - F (cid:0)
E
4,44.f.N .K .
e BY
pha m
ax
t 1
pha
pha
dq m
(cid:0)
2
0
=
( ( (
) )
E
sin
240
e CZ
pha m
ax
t 1
W - (cid:0) (cid:0)
13 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Phản ứng phần ứng
14 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Sơ đồ tương đương
* Tải bất kỳ: (cid:0)
dọc & ngang trục, ảnh hưởng:
•Từ thông phần cảm, sđđ E •Từ thông rò(cid:0)
điện kháng cuộn dây
STATOR
Zt
j.X S
phaR
+
ROTOR
L1
(cid:0)
+
(cid:0)
+
Epha
phaI
phaI
(cid:0) (cid:0)
Zt
phaV
-
phaE
tZ
L2
+ Vkt -
-
-
Zt
(cid:0) (cid:0)
NG CƠ
Z S
R
pha
j.X S
L3
SƠ C P
Đi n
ng
ng B
a 1 pha
I 3 PHA CÂN B NG
N
15 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Sơ đồ tương đương
=
+
+
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
)
(
(cid:0)
pha
pha
E
V
R
I pha
pha
j.X S
=
(cid:0) (cid:0)
(cid:0)
pha
pha
V
Z I t
F
E K n=
E
16 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Độ thay đổi điện áp
-
pha
V pha
D =
- D (cid:0)
= V%
100
V E
pha
V pha
V pha
� E � � �
� � � �
17 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Độ thay đổi điện áp – tải cảm
=
j +
(
) +
)
(cid:0)
pha
E
R .I
X .I
pha pha
S pha
=
j +
2
2 +
V .cos pha (
( j + j. V .sin pha (
)
)
E
R .I
X .I
pha
V .cos pha
pha pha
j + V .sin pha
S pha
18 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Độ thay đổi điện áp – tính dung
=
j +
(cid:0)
) +
)
(
j -
pha
E
R .I
X .I
V .cos pha
pha pha
( j. V .sin pha
S pha
2
=
j +
2 + -
)
(
(
)
E
R .I
X .I
pha
V .cos pha
pha pha
j + V .sin pha
S pha
19 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Các thông số định mức
* Công suất biểu kiến định mức: Sđm
* Điện áp định mức : Udây-đm
Tính tại tải Luôn được giữ không đổi
* Dòng điện định mức : Idây-đm khi:
S= Sđm U= Udây-đm
20 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
VD 1
* Cho máy phát đồng bộ 3 pha:
Sđm =30 kVA ; 220 V , dây quấn stator đấu Y. Biết tổng trở đồng bộ một pha của máy phát là:
=
+
=
W
Z S
R
+ 0,4 j.1,2
j.X S
pha
� � � �� � pha
* Tính (cid:0) U Khi máy phát đầy tải, với điện áp cấp đến tải
bằng định mức. Biết HSCS tải là 0,8 trễ. HSCS tải là 0,8 sớm. HSCS tải là 0,6 sớm.
21 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
VD2
* Tính lại VD 1 khi kt=0.8, áp định mức,
HSCS=0.7 trễ
22 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Các đặc tuyến làm việc
* Ba đặc tuyến làm việc chính:
Đặc tuyến không tải. Đặc tuyến ngoài hay còn gọi là đặc tuyến tải. Đặc tuyến điều chỉnh
23 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Đặc tuyến không tải
=
(
)
n11
Epha
E
f
I
kt
= n c
t
ons
n12
n13
STATOR
Epha1
ROTOR
L1
VR
v
( n11 > n12 > n13 )
Ikt A
Epha2
L2
+ Vkt -
T C
n = h ng s
Ikt
L3
Epha dæ
NG CƠ SƠ C P
N
Ikt
24 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Đặc tuyến tải
Vpha
(cid:0) (cid:0)
cos
0,7 s��m
1V(cid:0)
2V(cid:0)
(cid:0) (cid:0)
cos
1
(cid:0) (cid:0)
cos
0,7 tre￣
Epha = Vphadm
(cid:0)
(
)
= U f
I
t
(cid:0)
t
= ktI t c ons =(cid:0) n c t ons = j c c os ons
(cid:0) (cid:0)
Ipha
I pha2
I pha1
25 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Đặc tính điều chỉnh
Ikt
(cid:0) (cid:0)
cos
0,7 tre￣
(cid:0) (cid:0)
cos
1
Ta�ng I kt
ktoI
Gia�m I kt
(cid:0) (cid:0)
cos
0,7 s��m
ktoI
=
(
)
I
f
I
kt
load
= U c = n c
t ons t ons
Ipha
I pha2
I pha1
26 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Quá trình tự kích của MPĐB
27 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Quá trình tự kích của MPĐB
=
+
V DC
(R kt
VR).I kt
28 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Quá trình tự kích
Ñieåm laøm vieäc khoâng taûi
phaE
E
phakhoângtaûi
* KCL: hệ số chỉnh lưu
Ñaëc tuyeán khoâng taûi
=
V DC
K .E CL
pha
7
=
(cid:0)
5
E
pha
I kt
pha2E
6
CL
� R kt � � K �
�+ VR � � �
3
pha1E
Ñaëc tuyeán volt ampere maïch kích thích
4
1
2
E
pha dö
ktI
kt2I
I ktkhoângtaûi
29 22/07/16 00:50
kt1I Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
Stator máy phát điện chính
HÌNH H6.8: Cấu tạo máy phát điện có dùng máy phát điện đầu trục (brushless alternator)
Rotor máy phát chính
Stator máy phát điện đầu trục
Rotor máy phát điện đầu trục
30 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
+
+
31 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
+
N
+
S
32 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
1
12
2
11
3
10
4
9
5
8
6
7
33 22/07/16 00:50 Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab
