GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |37
CHƯƠNG3:
CÁCCHẾĐỘLÀMVIỆCVÀCÁCDẠNGKHÁCCỦA
MÁYĐIỆNKHÔNGĐỒNGBỘĐẶCBIỆT
1.ĐạiCương
Máyđiệnkhôngđồngbộngoàichếđộlàmviệcchủyếulàđộngcơđiệncòncó
thểlàmviệcởchếđộmáyphátvàtrạngtháihãm.
Máyđiệnkhôngđồngbộrôtodâyquấnkhiđứngyêncòndùnglàmmáyđiều
chỉnhcảmứng,máydịchphav.v…Ngàynayngườitacòndùngnhiềumáyđiệnnhỏ
theonguyênlýcủamáyđiệnkhôngđồngbộtrongcácngànhtựđộng.Nhữngmáynày
muônhìnhmuônvẻvàcôngdụngcủanórấtrộngrãi.Vìvậytrongchươngnàysẽnói
quanguyênlýlàmviệccủamộtvàiloạithôngdụng.
2.CácChếĐộLàmViệcĐặcBiệtCủaMáyĐiệnKhôngĐồngBộ
2.1.Máyphátđiệnkhôngđồngbộlàmviệcđộclậpvớilướiđiện
Nhưtađãbiếtkhimáyđiệnkhôngđồngbộlàmviệcởhệsốtrượt ¥<s<0thì
:
tgy
2 =
2
2
2
2
r
xs
s
r
x
'
'
'
' =<0 (3.1)
dođó90
0 < y
2 <180
0 :2 gócgiữaE
2vàI
2
.
Từđồthịvectơcủamáyphátđiệnkhôngđồngbộtathấy j
1 >90
0
,dođó:
P
1 =m
1
U
1
I
1
coj
1 <0,tứclàmáyphátcôngsuấtđiệntácdụngvàolưới.
Hình3.1.Đồthịvectơcủamáyđiệnkhôngđồngbộởchếđộmáyphát.
Nhưvậynếudùngmộtđộngcơsơcấpkéorôtoquaynhanhhơntốcđộđồngbộ
thìmáysẽphátracôngsuấtđiệntácdụngvàolưới.Tuyvậy,côngsuấtphảnkhángQ,
Q=m1U1I1sinj1 >0nênmáyvẫnnhậncôngsuấtphảnkhángtừlướivàomộtmặtđể
cungcấpcôngsuấtphảnkhángdotừthôngtảntrênstatovàrôtogâynên.Mặtkhácđể
tạotừthôngtrongkhehởkhôngkhícủamáy.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |38
Khuyếtđiểmchínhcủamáyphátkhôngđồngbộlàmviệcvớilướilàtiêuthụnhiều
côngsuấtphảnkhánglàmcosưcủalướikém.
Tuynhiênmáyphátkhôngđồngbộlàmviệcvớilướicũngcóưuđiểmnhư:
Vấnđềmởmáyvàhoàvớilướidễdàng,hiệusuấtvậnhànhcaovìvậynócóthểlàm
nguồnđiệnhỗtrợnhỏ.
Máyphátđiệnkhôngđồngbộcòncóthểlàmviệcđộclậpvớilưới,quátrìnhtự
kíchđểthànhlậpđiệnáptươngtựnhưtrongmáyđiện1chiềukíchthíchsongsong.
TừđồthịvectơHình3.1,nếubỏquatổnhaothéptathấy .
I0vượttrước .
E11góc
90
0nghĩalàmáyphảiphátradòngđiệnđiệndungmớicóthểtựkíchđược.Vìvậykhi
làmviệcđộclậpvớilướitaphảinốiởđầucựcmáymộtlượngđiệndungCthíchhợp.
Ngoàiramáycầncótừdư,nhờsđđdotừdưsinhramàtrongđiệndungCcó
dòngđiệnđiệndunglàmchotừthôngđượctăngcường.Điềukiệncuốicùngđểthành
lậpđượcđiệnáplàcóđủđiệndungđểchođườngđặctínhđiệndungvàđườngcong
từhoácủamáyphátgiaonhauởđiểmlàmviệcđịnhmức.
Hình3.2.Máyphátđiệnkhôngđồngbộtựkích.
Đườngthẳngtiếptuyếnvớiđoạnkhôngbãohoàcủađườngcongtừhoágọilà
đườngđặctínhđiệndunggiớihạn:Hệsốgóccủađườngthẳnglúcđóbằng:
tga
gh = w
=
gh0
c
C
1
I
U (3.2)
Dođókhikhôngtảimuốnthànhlậpđượcđiệnápthìphảicó:
a< agh
hay: C>C
gh (3.3)
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |39
Trịsốđiệndungbaphacầnthiếtđểkíchtừchomáyđạtđếnđiệnápđịnhmức
lúckhôngtảicóthểtínhtheocôngthức:
C0 = 6
2
11
10
Uf2
I3
p
m( mF) (3.4)
Þ U
1 = 3
C
1
I3 =
w
mI
mx
c (3.5)
TrongđóI:Dòng điệntừhoácóthểcoilàdòngđiệnkhôngtảiI0.
U1:Điệnápdâycủamáy.
f
1:Tầnsốdòng điệnphátra.
f
1 = 60
pn
1 »60
pn
Đểtiếtkiệmđiệndungthườngđấuchúngtheocáchđấu DnhưHình3.2a.Khi
cótảiphảiluôngiữtốcđộlênbằngn
đm, nếutốcđộgiảmthìf
1 giảm.Đườngcongtừ
hoáthấpxuống,tg º1/ntănglênkhiếnchođiệnápgiảmhoặcmấtổnđịnh.
Khicótảithìdođiệnkhángcủatảivàđiệnkhángtảntừcủastatonênphảităng
thêmđiệndungCđểgiữU=const.Điệndungđểbùvàođiệnkhángtảntừcủadòng
statovàokhoảng25%C
0.Điệndungbùvàođiệnkhángcủatảicóthểtínhtheocông
thứcsau:
C1 = 6
2
11
10
Uf2
Q
p( mF) (3.6)
trongđóQlàcôngsuấtphảnkhángcủatải.
Từđótathấy,trừkhicóthiếtbịđiềuchỉnhtựđộng,nếukhôngthìkhitảithay
đổirấtkhógiữUvàf
1 khôngđổi.Ởtảithuầntrởthìảnhhưởngđốivớiđiệnápvàtần
sốcònít.NếutảicótínhcảmthìảnhhưởngđếnUvàf1 rấtnhiều.
Dođiệndungtươngđốiđắtnênthườnghạnchếcôngsuấtcủamáyphátkhông
đồngbộthườngnhỏhơn20KW.Máyphátđiệnkhôngđồngbộtựkíchthườnglàloại
rôtolồng sócvàsửdụngở những nơi yêucầu chấtlượngđiện không cao lắmnhư
trongquátrìnhđiệnkhíhoánôngthônhoặclàmnguồnđiệntạmthờivớicôngsuất
nhỏ.
2.2.Trạngtháihãmcủamáyđiệnkhôngđồngbộ
Trongthựctếmuốnđộngcơngừngquaymộtcáchnhanhchóngvàbằngphẳng
khicắtđiệnvàođộngcơhoặccầngiảmbớttốcđộ(ởcầntrụckhiđưahàngxuống)
ngườitadùngphươngpháphãmcơhayđiện.Ởđâychỉgiớithiệucácphươngpháp
hãmbằngđiện.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |40
a. Phươngpháphãmngược(Đổithứtựpha)
Hình3.3.Hãmđổithứtựphađộngcơđiệnkhôngđồngbộ.
Tabiếtkhis>1,rôtoquayngượcvớichiềutừtrườngquaythìđộngcơđiện
làmviệcởchếđộhãm.Ta ứngdụngnguyênlý đónhưsau:
Khiđộngcơđanglàmviệc,rôtoquaycùngchiềuvớitừtrườngquay.Saukhi
cắtmạchđiện,muốnrôtongừngquaynhanhchóngtađóngcầudaovềphíakhácđể
đổithứtựphađặtvàostatoHình3.3.Doquántính,rôtovẫnquaytheochiềucũtrong
lúcđótừtrườngđãquayngượcnênđộngcơlàmviệcởchếđộhãm.Mômenđiệntừ
sinhrangượcchiềuvớirôtovàcótácdụnghãmnhanhchóngvàbằngphẳngtốcđộ
quaycủamáy.
Đểgiảmdòngđiệntrongquátrìnhhãmcóthểđổinốidâyquấnstatotừ D ®Y,
haycóthểđặtthêmđiệntrởtrongdâyquấnrôtođểgiảmdòngđiệnvàtăngmômen
hãm.Khirôtongừngquay,phảicắtngaymạchđiện.Nếukhôngđộngcơsẽquaytheo
chiềungượclại(đặctínhcơkhihãmngượcnhư Hình3.4).
Hình3.4.Đặctínhcơcủađộngcơkhôngđồngbộkhihãmngược
bằngcáchđảochiềutừtrườngquay.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |41
b. Phươngpháphãmtáisinh(đổithànhmayphát)
Muốnthựchiệnphươngpháphãmnàycầnđổiđộngcơđiệnsanglàmviệcở
chếđộmáyphátđiện,tứclàđổitốcđộtừtrườngquayn1< nnhưngvẫncùngchiều
vớirôto.Khilàmviệcởchếđộđộngcơmuốnhãmcầnphảităngsốđôicựcpcủa
máylên,lúcđón>n
1 độngcơsẽtrởthànhmáypháttrảnănglượngvềlướiđồngthời
cómômenhãmđộngcơlại.Cótrườnghợpkhôngcầnđổisốđôicựcnhưkhixeđiện
xuốngdốctốcđộcủarôtotănglênquátốcđộđồngbộnhưvậyđộngcơcũnglàmviệc
ởtrạngtháihãm.
Đểtăngmômenhãm,đôikhingườitachophéptăngđiệnápđặtvàodâyquấn
statobằngcáchđổinốitừY ® D.Khihãmtáisinhdòngđiệntácdụngtrongmạch
rôtoâmnênmômenđiệntừcủađộngcơcũngâm:
I’2s = sxjR
sE
22
2 ' '
'
+= 2
2
2
2
22
sxR
sRE
) ' ( '
' '
+ 2
2
2
2
2
22
sxR
sxE
j ) ' ( '
' '
+(3.7)
với: s=
1
1
n
nn -
Hình3.5.Đặctínhcơcủađộngcơkhôngđồngbộkhihãmtáisinh
bằngcáchthayđổisốđôicực.
c. Phươngpháphãmđộngnăng
Saukhicắtđiệnđưavàođộngcơthìlậptứcđưađiệnmộtchiềuvàodâyquấn
stato.Dòngđiệndòngchiềuvàodâyquấnstatotạothànhtừtrườngmộtchiềutrong
máy.Docònquántínhdâyquấnrôtocảmứngnênsđđvàdòngđiệntácdụngvớitừ
trườngtrêntạothànhM
đt chốnglạichiềuquaycủamáy.Ởloạiđộngcơrôtodâyquấn
ngườitathườngchothêmđiệntrởphụvàophíarôtođểtăngthêmmômenhãm.