intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Sách Máy điện phần 2

Chia sẻ: Nguyen Uyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:65

Thêm vào BST
Báo xấu
122
lượt xem 21
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Điện là một khái niệm tổng quát dùng để chỉ các hiện tượng mà nguyên nhân là do các điện tích đứng yên hay chuyển động cũng như điện trường và từ trường do chúng tạo nên. Các điện tích có điện tích âm (như là electron, còn gọi là điện tử), và dương (như là proton và các ion dương). Các hạt tích điện cùng dấu thì đẩy nhau, khác dấu hút nhau, các lực tương ứng là lực đẩy và lực hút....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sách Máy điện phần 2

  1. Máy điện 2
  2. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 Giôùi thieäu moân hoïc : MAÙY ÑIEÄN 2 1. Teân moân hoïc : Maùy ñieän 2 2. Maõ soá moân hoïc : DD03 3. Soá ñôn vò hoïc trình : 4(4,0) 4. Moân hoïc tieân quyeát : Maùy ñieän 1, Ñieän Kyõ Thuaät, Vaät lieäu ñieän, Vaät lyù ñaïi cöông 5. Moân hoïc song haønh : 6. Taøi lieäu tham khaûo : - Giaùo trình Maùy ñieän – Vuï THCN&DN - Maùy ñieän 1 – Traàn KHaùnh Haø, NXB KHKT - Ñieän kyõ thuaät – Nguyeãn Kim Ñính, Ñaïi hoïc quoác gia – NXB KHKT 7. Noäi dung toùm taét : - Trang bò nhöõng kieán thöùc chung veà nguyeân lyù, caáu taïo, ñaëc tính vaø öùng duïng cuûa caùc loïai maùy ñieän : maùy ñieän ñoàng boä, maùy ñieän moät chieàu. - Tính toùan cô baûn vaø öùng duïng caùc loïai maùy ñieän trong ngaønh coâng noâng nghieäp, daân duïng, giao thoâng vaän taûi, … phuïc vuï cho coâng taùc vaän haønh, baûo trì, söûa chöõa sau naøy. Trang 1
  3. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 MUÏC LUÏC Trang CHÖÔNG 1 : MAÙY ÑIEÄN ÑOÀNG BOÄ ........................................................................... 3 1.1 Ñònh nghóa vaø coâng duïng ..........................................................................................3 1.2 Caáu taïo maùy ñieän ñoàng boä 3 pha..............................................................................3 1.3 Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy phaùt ñoàng boä..............................................................6 1.4 Phaûn öùng phaán öùng cuûa maùy ñieän ñoàng boä ..............................................................7 1.5 Moâ hình tính toaùn cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä.........................................................8 1.6 Coâng suaát ñieän töø cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä.........................................................9 1.7 Ñaëc tuyeán cuûa maùy phaùt ñoàng boä ............................................................................11 1.8 Söï laøm vieäc song song cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä ................................................13 1.9 Ñoäng cô ñoàng boä......................................................................................................14 1.9.1 Khaùi nieäm chung...................................................................................................14 1.9.2 Caáu taïo ..................................................................................................................14 1.9.3 Nguyeân lyù laøm vieäc ..............................................................................................15 1.9.4 Sô ñoà thay theá vaø ñoà thò vevtô cuûa ñoäng cô ñoàng boä ............................................15 1.9.5 Ñieàu chænh heä soá coâng suaát cosϕ cuûa ñoäng cô ñoàng boä ........................................15 1.9.6. Maùy buø ñoàng boä...................................................................................................17 1.9.7 . Môû maùy ñoäng cô ñoàng boä ...................................................................................19 Baøi taäp chöông 1 ............................................................................................................21 CHÖÔNG 2 : MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU ..................................................................... 23 2.1. Caáu taïo maùy ñieän moät chieàu ..................................................................................23 2.2. Caùc thoâng soá ñònh möùc ...........................................................................................26 2.3. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy phaùt vaø ñoäng cô moät chieàu ......................................26 2.4. Söùc ñieän ñoäng phaàn öùng, coâng suaát vaø momen ñieän töø cuûa maùy ñieän moät chieàu ..28 2.5. Phaûn öùng phaàn öùng cuûa maùy ñieän moät chieàu .........................................................29 2.6. Nguyeân nhaân tia löûa ñieän treân coå goùp vaø bieän phaùp khaéc phuïc.............................30 2.7. Maùy phaùt ñieän moät chieàu ........................................................................................31 2.7.1. Maùy phaùt ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp ............................................................31 2.7.2. Maùy phaùt ñieän moät chieàu kích töø song song ........................................................33 2.7.3. Maùy phaùt ñieän moät chieàu kích töø hoãn hôïp ...........................................................34 2.7.4 Coâng suaát, toån hao vaø hieäu suaát cuûa maùy phaùt ñieän moät chieàu............................35 2.8. Ñoäng cô ñieän moät chieàu ..........................................................................................36 2.8.1. Ñaïi cöông .............................................................................................................36 2.8.2. Momen cuûa ñoäng cô moät chieàu............................................................................36 2.8.3. Môû maùy ñoäng cô ñieän moät chieàu .........................................................................37 2.8.4. Ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô moät chieàu ..................................................................38 2.8.5. Ñoäng cô moät chieàu song song kích töø song song (ñoäng cô shunt.........................39 2.8.6 Ñoäng cô moät chieàu kích töø noái tieáp.......................................................................42 2.8.7 Ñoäng cô moät chieàu kích töø hoãn hôïp ......................................................................45 Baøi taäp chöông 2 ............................................................................................................48 PHUÏ LUÏC : DAÂY QUAÁN MAÙY ÑIEÄN ......................................................................... 47 Trang 2
  4. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 CHÖÔNG 1 MAÙY ÑIEÄN ÑOÀNG BOÄ 1.1. ÑÒNH NGHÓA VAØ COÂNG DUÏNG Maùy ñieän ñoàng boä laø nhöõng maùy ñieän xoay chieàu coù toác ñoä rotor n baèng toác ñoä quay cuûa töø tröôøng stator n1. Maùy ñieän ñoàng boä ñöôïc söû duïng roäng raõi trong coâng nghieäp. Phaïm vi söû duïng chính laø bieán ñoåi cô naêng thaønh ñieän naêng. Maùy phaùt ñieän ñoàng boä laø nguoàn naêng löôïng chính cuûa caùc löôùi ñieän quoác gia, trong ñoù ñoäng cô sô caáp laø caùc tuabin hôi, tuabin khí hoaëc nöôùc. Ôû caùc löôùi ñieän coâng suaát nhoû hoaëc maùy phaùt döï phoøng, maùy phaùt ñieän ñoàng boä ñöôïc keùo bôûi ñoäng cô diesel hoaëc caùc tuabin khí. Ñoäng cô ñoàng boä ñöôïc söû duïng khi truyeàn ñoäng coâng suaát lôùn, coù theå ñaït ñeán vaøi chuïc MW. Trong coâng nghieäp luyeän kim, khai thaùc moû, thieát bò laïnh, ñoäng cô ñoàng boä ñöôïc söû duïng ñeå truyeàn ñoäng caùc maùy bôm, khí neùn, quaït gioù… noùi chung vôùi yeâu caàu toác ñoä khoâng ñoåi. Moät cheá ñoä quan troïng khaùc cuûa ñoäng cô ñoàng boä laø cheá ñoä maùy buø ñoàng boä, khi ñoù noù laø ñoäng cô ñoàng boä khoâng taûi ñeå cung caáp hoaëc tieâu thuï coâng suaát phaûn khaùng, nhaèm muïc ñích caûi thieän heä soá coâng suaát cuûa löôùi ñieän vaø oån ñònh ñieän aùp. 1.2. CAÁU TAÏO MAÙY ÑIEÄN ÑOÀNG BOÄ 3 PHA Maùy ñieän ñoàng boä goàm hai boä phaän chính laø stator vaø rotor 1.2.1 Stator Töông töï nhö cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä, stator goàm coù loõi theùp vaø daây quaán. Daây quaán stator goïi laø daây quaán phaàn öùng. Loõi theùp laøm baèng vaät lieäu saét töø toát, nghóa laø coù töø trôû nhoû vaø ñieän trôû suaát lôùn. Loaïi vaän toác chaäm coù chieàu daøi doïc truïc ngaén; coøn loaïi vaän toác nhanh chieàu daøi doïc truïc lôùn gaáp ñöôøng kính nhieàu laàn. Ngoaøi ra, trong stator coøn coù heä thoáng laøm maùt (nöôùc, khí hydro). 1.2.2 Rotor Rotor maùy ñieän ñoàng boä coù caùc cöïc töø vaø daây quaán kích töø duøng ñeå taïo ra töø tröôøng cho maùy (ñoái vôùi maùy nhoû rotor laø nam chaâm vónh cöõu). Coù hai daïng rotor : rotor cöïc loài vaø rotor cöïc aån 1. Rotor cöïc loài Daïng cuûa maët cöïc ñöôïc thieát keá sao cho khe hôû khoâng khí khoâng ñeàu, muïc ñích ñeå töø caûm trong khe hôû khoâng khí coù phaân boá hình sin vaø do ñoù söùc ñieän ñoäng caûm öùng trong daây quaán cuõng coù hình sin. Loaïi rotor cöïc loài ñöôïc duøng trong maùy phaùt keùo bôûi tuabin coù vaän toác chaäm (tuabin thuûy ñieän). Trang 3
  5. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 Ñöôøng kính D cuûa rotor cöïc loài coù theå lôùn tôùi 15m trong khi chieàu daøi l laïi nhoû, vôùi tyû leä l/D = 0,15÷0,2. Rotor cuûa maùy ñieän ñoàng boä cöïc loài coâng suaát nhoû vaø trung bình coù loõi theùp ñöôïc cheá taïo baèng theùp ñuùc vaø gia coâng thaønh khoái laêng truï hoaëc khoái truï (baùnh xe) treân maët coù ñaët caùc cöïc töø. Ôû caùc maùy lôùn, loõi theùp ñöôïc hình thaønh bôûi caùc taám theùp daøy 1÷6mm ñöôïc daäp hoaëc ñuùc ñònh hình saün ñeå gheùp thaønh caùc khoái laêng truï. Hình 3.1 − Cöïc töø cuûa rotor cuûa maùy ñoàng boä cöïc loài Daây quaán kích töø ñöôïc cheá taïo töø daây ñoàng traàn, tieát dieän chöõ nhaät quaán uoán theo chieàu moûng thaønh töøng cuoän daây. Caùch ñieän giöõa caùc voøng daây laø caùc lôùp mica hoaëc amiaêng. Daây quaán caûn (tröôøng hôïp maùy phaùt ñoàng boä) hoaëc daây quaán môû maùy (tröôøng hôïp ñoäng cô ñoàng boä) ñöôïc ñaët treân caùc ñaàu cöïc. Caùc daây quaán naøy gioáng nhö daây quaán kieåu loàng soùc cuûa maùy ñieän khoâng ñoàng boä, nghóa laø laøm baèng caùc thanh ñoàng ñaët vaøo raõnh caùc ñaàu cöïc vaø ñöôïc noái bôûi hai voøng ngaén maïch. Truïc cuûa maùy cöïc loài coù theå ñaët naèm ngang nhö ôû Hình 3.2 − Daây quaán caûn (daây caùc ñoäng cô ñoàng boä, maùy buø ñoàng boä, maùy phaùt ñieän quaán môû maùy) cuûa maùy ñieän diesel hoaëc maùy phaùt tuabin nöôùc coâng suaát nhoû vaø toác ñoàng boä ñoä quay töông ñoái lôùn (khoaûng treân 200 voøng/phuùt). ÔÛ tröôøng hôïp caùc maùy phaùt tuabin nöôùc coâng suaát lôùn, toác ñoä chaäm, truïc maùy ñöôïc ñaët thaúng ñöùng theo hai kieåu : kieåu treo vaø kieåu duø. 2. Rotor cöïc aån Rotor cuûa maùy ñieän ñoàng boä cöïc aån laøm baèng theùp hôïp kim chaát löôïng cao, ñöôïc reøn thaønh khoái hình truï, sau ñoù gia coâng vaø phay raõnh ñeå ñaët daây quaán kích töø. Phaàn khoâng phay hình thaønh maët cöïc töø Maùy ñieän ñoàng boä cöïc aån thöôøng cheá taïo vôùi soá Hình 3.3 – Rotor cöïc töø aån Trang 4
  6. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 cöïc 2p = 2, toác ñoä quay cuûa rotor laø 3000 voøng/phuùt, vaø ñeå haïn cheá löïc ly taâm, ñöôøng kính D cuûa rotor khoâng ñöôïc vöôït quaù 1,1÷1,5m. Ñeå taêng coâng suaát cuûa maùy, chæ coù theå taêng chieàu daøi l cuûa rotor. Chieàu daøi toái ña cuûa rotor vaøo khoaûng 6,5m. 1.2.3. Heä kích töø cuûa maùy ñoàng boä Heä kích töø cuûa maùy ñieän ñoàng boä phaûi baûo ñaûm : U kt - Ñieàu chænh doøng kích töø i kt = ñeå duy trì ñieän aùp maùy phaùt U trong ñieàu kieän rkt laøm vieäc bình thöôøng (baèng caùch ñieàu chænh ñieän aùp kích thích Ukt) - Cöôõng böùc kích töø ñeå giöõ ñoàng boä maùy phaùt vôùi löôùi ñieän khi ñieän aùp löôùi haï thaáp do xaûy ra ngaén maïch ôû xa. - Trieät tieâu töø tröôøng kích thích, nghóa laø giaûm nhanh doøng Ikt ñeán 0 (khi söï coá ngaén maïch noäi boä daây quaán stator) Coù ba loaïi heä kích töø maùy ñoàng boä : a) Maùy phaùt ñieän moät chieàu : Maùy phaùt ñieän moät chieàu coù theå ñöôïc gaén ôû ñaàu truïc maùy phaùt ñoàng boä nhö treân hình veõ (goïi laø boä kích töø ñaàu truïc) hoaëc coù theå keùo bôûi moät ñoäng cô rieâng bieät. Doøng kích töø ñöôïc ñöa ñeán daây quaán kích töø qua heä thoáng choåi than_vaønh tröôït (coå goùp). Phieán goùp Maùy Vaønh tröôït moät chieàu Truïc maùy phaùt Ñeán kích töø maùy phaùt Hình 3.4 − Maùy phaùt moät chieàu ñoàng truïc vôùi maùy phaùt ñoàng boä ñeå cung caáp doøng kích töø (boä kích töø ñaàu truïc) b) Boä kích töø khoâng choåi than (Brushless Excitation) iDC Stator maùy phaùt kích töø ñoàng truïc Stator maùy phaùt chính S1 S2 nñb S3 Diode quay Rotor maùy phaùt Rotor maùy phaùt chính kích töø ñoàng truïc Hình 3.5 − Boä kích töø khoâng choåi than Trang 5
  7. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 Moät boä kích töø phuï duøng nam chaâm vónh cöõu seõ cung caáp doøng kích töø moät chieàu cho boä kích töø chính. Boä kích töø chính laø moät maùy phaùt xoay chieàu ba pha maø phaàn öùng (daây quaán ba pha) ñöôïc ñaët treân rotor cuûa maùy phaùt ñoàng boä. Ñieän aùp xoay chieàu ba pha cuûa boä kích töø chính ñöôïc chænh löu thaønh moät chieàu nhôø moät boä chænh löu quay cuõng ñaët treân rotor cuûa maùy phaùt ñoàng boä. c) Boä kích töø duøng chænh löu (töï kích) Ñieän aùp ba pha cuûa maùy phaùt ñoàng boä (ban ñaàu ñöôïc sinh ra do töø dö) ñöôïc chænh löu thaønh DC, xong ñöa ñeán daây quaán kích töø thoâng qua heä thoáng choåi than-vaønh tröôït. MF uAC UDC nñb Töï ñoäng ñieàu chænh kích töø (AVR : Automatic Voltage Regulator) Hình 3.6 – Boä kích töø duøng chænh löu (töï kích) 1.3 NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC CUÛA MAÙY PHAÙT ÑOÀNG BOÄ Khi cho doøng ñieän kích töø (doøng ñieän khoâng ñoåi) vaøo daây quaán kích töø seõ taïo neân töø tröôøng rotor. Khi quay rotor baèng ñoäng cô sô caáp, töø tröôøng cuûa rotor seõ caét daây quaán phaàn öùng stator vaø caûm öùng söùc ñieän ñoäng xoay chieàu hình sin, coù trò hieäu duïng : E0 = 4,44.f.W1.kdq.Φ0 (V) (3.1) E0 : söùc ñieän ñoäng pha W1 : soá voøng daây 1 pha daây quaán phaàn öùng kdq :heä soá daây quaán Φ0 : töø thoâng cöïc töø rotor Neáu rotor coù p ñoâi cöïc, khi rotor quay n voøng/phuùt, thì taàn soá söùc ñieän ñoäng sinh ra trong caùc cuoän daây ax, by, cz laø : Hình 3.7 – Nguyeân lyù laøm vieäc n.p (3.2) cuûa maùy phaùt ñoàng boä f= ( Hz ) 60 Daây quaán 3 pha stator coù truïc leäch nhau trong khoâng gian 1 goùc 120° ñieän cho neân söùc ñieän ñoäng caùc pha leäch nhau 1 goùc 120°. Khi daây quaán stator noái vôùi taûi, trong caùc daây quaán seõ coù doøng ñieän 3 pha gioáng nhö ôû maùy ñieän khoâng ñoàng boä, doøng ñieän 3 pha Trang 6
  8. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 60 f trong daây quaán seõ taïo neân töø tröôøng quay vôùi toác ñoä ñoàng boä n1 = ñuùng baèng toác ñoä p n cuûa rotor. 1.4 PHAÛN ÖÙNG PHAÀN ÖÙNG CUÛA MAÙY ÑIEÄN ÑOÀNG BOÄ Khi maùy ñieän laøm vieäc coù taûi, doøng ñieän trong daây quaán stator seõ sinh ra töø tröôøng cuûa daây quaán stator coøn goïi laø töø tröôøng phaàn öùng. Tuøy theo tính chaát cuûa taûi maø truïc töø tröôøng phaàn öùng vôùi töø tröôøng cöïc töø seõ hôïp thaønh 1 goùc nhaát ñònh. Taùc duïng cuûa töø tröôøng phaàn öùng leân töø tröôøng cöïc töø goïi laø phaûn öùng phaàn öùng. 1.4.1 Taûi trôû _ phaûn öùng ngang truïc Khi truïc cuûa hai cöïc keà nhau ñoái dieän vôùi caïnh cuoän daây, söùc ñieän ñoäng caûm öùng trong cuoän daây ñaït cöïc ñaïi. Khi taûi thuaàn trôû, goùc leäch pha giöõa E vaø I laø Ψ = 0; E vaø I cuøng pha neân doøng öùng cuõng ñaït cöïc ñaïi luùc ñoù, vaø sinh ra töø tröôøng phaàn öùng Fö vuoâng goùc vôùi töø tröôøng cöïc töø Ft. Töø tröôøng phaàn öùng theo höôùng ngang truïc, laøm meùo töø tröôøng cöïc töø, ta goïi laø phaûn öùng ngang truïc. 1.4.2 Taûi thuaàn caûm _ phaûn öùng doïc khöû töø Doøng öùng chaäm pha 90° so vôùi söùc ñieän ñoäng neân seõ ñaït cöïc ñaïi sau khi rotor ñaõ quay theâm 90° ñieän. Doøng ñieän I sinh ra töø tröôøng phaàn öùng Fö ngöôïc chieàu vôùi Ft ta goïi laø phaûn öùng phaàn öùng doïc truïc khöû töø, coù taùc duïng laøm giaûm töø thoâng toång. 1.4.3 Taûi thuaàn dung _ phaûn öùng doïc trôï töø Doøng öùng nhanh pha hôn söùc ñieän ñoäng 1 goùc 90° neân noù ñaït cöïc ñaïi tröôùc ñoù, trong khi rotor phaûi quay theâm 1 goùc 90° nöõa môùi ñeán vò trí cöïc ñaïi cuûa söùc ñieän ñoäng. Do ñoù doøng öùng seõ sinh ra töø tröôøng phaàn öùng Fö cuøng chieàu vôùi Ft, ta goïi laø phaûn öùng doïc truïc trôï töø, coù taùc duïng laøm taêng töø tröôøng toång. 1.4.5 Taûi baát kyø Ta phaân tích doøng ñieän I laøm 2 thaønh phaàn : - Thaønh phaàn doïc truïc : Id = I.sinΨ (3.3) - Thaønh phaàn ngang truïc : Iq = I. cosΨ (3.4) Doøng ñieän I sinh ra töø tröôøng phaàn öùng vöøa coù tính ngang truïc vaø vöøa coù tính doïc truïc, khöû töø hoaëc trôï töø tuøy theo tính chaát cuûa taûi. c) b) a) Hình 3.8 – Töø tröôøng phaûn öùng phaàn öùng vôùi :a) Taûi trôû; b) Taûi caûm; c) Taûi dung Trang 7
  9. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 1.5 MOÂ HÌNH TÍNH TOAÙN CUÛA MAÙY PHAÙT ÑIEÄN ÑOÀNG BOÄ 1.5.1 Phöông trình ñieän aùp cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä cöïc loài Khi maùy phaùt laøm vieäc, töø thoâng chính Φ0 sinh ra söùc ñieän ñoäng E0 ôû daây quaán stator. Khi coù taûi seõ coù doøng ñieän I vaø ñieän aùp U treân taûi. ÔÛ maùy cöïc loài, vì khe hôû doïc truïc vaø ngang truïc khaùc nhau do ñoù ta phaûi phaân tích aûnh höôûng cuûa phaûn öùng phaàn öùng theo höôùng doïc truïc vaø ngang truïc. • Töø tröôøng phaàn öùng ngang truïc taïo neân söùc ñieän ñoäng ngang truïc : • • E öq = j I q x öq , xöq : ñieän khaùng phaûn öùng phaàn öùng ngang truïc (3.5) • Töø tröôøng phaàn öùng doïc truïc taïo neân söùc ñieän ñoäng doïc truïc : • • E öd = j I d x öd , xöd : ñieän khaùng phaûn öùng phaàn öùng doïc truïc (3.6) • Töø thoâng taûn cuûa daây quaán stator ñaëc tröng bôûi ñieän khaùng taûn xt khoâng phuï thuoäc höôùng doïc truïc hay ngang truïc : • • • • Et = j I xt = j Id xt + j Iq xt (3.7) • Ñieän aùp rôi treân ñieän trôû daây quaán stator : I.rö • Phöông trình ñieän aùp cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä cöïc loài : • • • • • • U = E 0 − I rö − E öq − E öd − E t • • •  • • • • = E 0 −  I d rö + I q rö  −  j I d x öd + j I q x öq  −  j I d x t + j I q x t      • • • = E 0 − I d (rö + jx öd + jx t ) − I q (rö + jx öq + jx t ) (3.8) Goïi xöd + xt = xd : ñieän khaùng ñoàng boä doïc truïc (3.9) xöq + xt = xq : ñieän khaùng ñoàng boä ngang truïc (3.10) • • • • Vaäy : U = E 0 − I d (rö + jx d ) − I q (rö + jx q ) (3.11) vì rö
  10. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 1.5.2 Phöông trình ñieän aùp cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä cöïc aån Ñoái vôùi maùy phaùt ñieän ñoàng boä cöïc aån thì : xd = xq = xñb : ñieän khaùng ñoàng boä Phöông trình ñieän aùp cuûa maùy phaùt ñoàng boä cöïc aån : • • • (3.13) U = E 0 − I (rö + jxñb ) Rö Xñb • • I I • • U E0 Taûi (a) • E0 • E0 j.I.xñb θ • U j.I.xñb θ • Ψ I j.I.rö ϕ Ψ ϕ • j.I.rö I • U (b) (c) Hình 3.10 – Ñoà thò vectô cuûa maùy phaùt ñoàng boä cöïc aån : (a) Sô ñoà maïch ñieän töông ñöông; (b) Taûi coù tính caûm; (b) Taûi coù tính dung 1.6 COÂNG SUAÁT ÑIEÄN TÖØ CUÛA MAÙY PHAÙT ÑIEÄN ÑOÀNG BOÄ 1.6.1 Coâng suaát taùc duïng Coâng suaát taùc duïng cuûa maùy phaùt ñieän cung caáp cho taûi : P = 3 U.I cosϕ (3.14) U, I : ñieän aùp pha vaø doøng pha Ta coù : ϕ = Ψ - θ Do ñoù : P = 3 U.I cosϕ = 3.U.I.cos(Ψ - θ) (3.15) = 3.U.I.cosΨ.cosθ + 3.U.I.sinΨ.sinθ vôùi I.cosΨ = Iq; I.sinΨ = Id vaäy P = 3.U.Iq. cosθ + 3.U.Id.sinθ (3.16) Theo ñoà thò vectô ñieän aùp maùy ñieän ñoàng boä cöïc loài : E0 − U cos θ U sin θ vaø (3.17) Iq = Id = xq xd thay (3.17) vaøo (3.16) vaø bieán ñoåi ta ñöôïc coâng suaát ñieän töø cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä cöïc loài : Trang 9
  11. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 3U 2  1  E0  − 1  sin 2θ (3.18) Pñt = 3U sin θ + 2  x q xd  xd   3.U .E 0 Thaønh phaàn sin θ do doøng kích töø taïo neân vaø tæ leä vôùi sinθ : ñoù laø thaønh phaàn xd coâng suaát chuû yeáu cuûa maùy phaùt. 3U 2  1   − 1  sin 2θ : khoâng phuï thuoäc vaøo doøng ñieän kích töø vaø chæ Thaønh phaàn 2  x q xd    xuaát hieän khi xq ≠ xd. Ñoái vôùi maùy cöïc aån xd = xq = xñb suy ra thaønh phaàn naøy baèng 0. Vaäy coâng suaát cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä cöïc aån : E0 (3.19) Pñt = 3U sin θ xñb P2 θ treã Maùy Phaùt -90° 90° θ Ñoäng θ sôùm cô Hình 3.11 − Ñaëc tuyeán coâng suaát-goùc cuûa maùy phaùt 1.6.2. Coâng suaát phaûn khaùng Coâng suaát phaûn khaùng cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä : Q = 3 U.I.sinϕ = 3.U.I.sin(Ψ - θ) (3.20) = 3.U.I.sinΨ.cosθ - 3.U.I.cosΨ.sinθ (3.21) vôùi I.cosΨ = Iq; I.sinΨ = Id vaäy : Q = 3.U.Id. cosθ + 3.U.Iq.sinθ (3.22) E − U cos θ U sin θ thay I q = vaø I d = 0 vaøo (3.22) ta ñöôïc coâng suaát phaûn khaùng xq xd cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä cöïc loài : 1  2  3U 2 E0  − 1  cos 2θ − 3U  1 + 1  (3.23) Q = 3U cos θ + x  2  x q xd  xd 2  q xd    Suy ra coâng suaát phaûn khaùng cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä cöïc aån (xd = xq = xñb) : 3U 2 E0 (3.24) Q = 3U cos θ − xñb xñb Trang 10
  12. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 Ta thaáy khi θ coù trò soá döông hoaëc aâm thì trò soá Q vaãn khoâng ñoåi, neân ñaëc tính goùc coâng suaát phaûn khaùng cuûa maùy phaùt vaø ñoäng cô ñieän ñoàng boä gioáng nhau. Q θ -90° -60° -30° 30° 60° 90° Ñoäng cô Maùy phaùt Hình 3.12 − Ñaëc tính goùc coâng suaát phaûn khaùng cuûa maùy phaùt ñoàng boä Ta thaáy : khi -θ’< θ < θ’ : maùy phaùt coâng suaát phaûn khaùng vaøo löôùi ñieän. khi θ < -θ’ hoaëc θ >θ’ : maùy tieâu thuï coâng suaát phaûn khaùng. 1.7. ÑAËC TUYEÁN CUÛA MAÙY PHAÙT ÑOÀNG BOÄ 1.7.1 Ñaëc tuyeán khoâng taûi Ñoù laø ñoà thò cuûa söùc ñieän ñoäng pha E0 theo doøng kích töø Ik khi hôû maïch taûi (I = 0) vaø vaän toác rotor khoâng ñoåi, noù coù daïng cuûa ñöôøng cong Φm(Ik) töùc laø ñöôøng cong töø hoùa B_H cuûa maïch töø. 1.7.2 Ñaëc tuyeán ngoaøi Laø ñoà thò quan heä ñieän aùp U treân cöïc maùy phaùt vaø doøng taûi I khi tính chaát cuûa taûi khoâng ñoåi, taàn soá khoâng ñoåi (töùc laø n khoâng ñoåi) vaø doøng ñieän kích töø khoâng ñoåi. cosϕt = const; n = const; Ik = const Khi taûi coù tính chaát caûm, phaûn öùng phaàn öùng doïc truïc khöû töø laøm töø thoâng toång giaûm do ñoù ñaëc tính ngoaøi doác hôn taûi trôû. Ñeå giöõ cho ñieän aùp U baèng ñònh möùc, phaûi thay ñoåi E0 baèng caùch thay ñoåi (ñieàu chænh) doøng kích töø sao cho I = Iñm coù U = Uñm. Ñoä bieán thieân ñieän aùp ñaàu cöïc maùy phaùt khi laøm vieäc ñònh möùc so vôùi khi khoâng taûi xaùc ñònh nhö sau : U 0 − U ñm E0 − U ñm (3.25) ∆U % = = .100% U ñm U ñm 1.7.3 Ñaëc tuyeán ñieàu chænh Laø ñoà thò cho bieát phaûi ñieàu chænh doøng kích töø Ik theo doøng taûi It nhö theá naøo ñeå giöõ ñöôïc ñieän aùp U khoâng ñoåi vaø baèng ñònh möùc khi n vaø cosϕt khoâng ñoåi. Trang 11
  13. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 Ep Ut cosϕ sôùm Ep cosϕ = 1 cosϕ treã Ed Ik Iö 0 Iñm 0 (a) (b) Ik cosϕ treã η cosϕ = 1 ηmax Ik0 cosϕ sôùm Iö Iö 0 0 Iñm (c) (d) Hình 3.13 Caùc ñaëc tuyeán khoâng taûi cuûa maùy phaùt ñoàng boä : (a) ñaëc tuyeán khoâng taûi; (b) ñaëc tuyeán ngoaøi; (c) ñaëc tuyeán ñieàu chænh; (d) ñaëc tuyeán hieäu suaát 1.7.4 Ñaëc tuyeán hieäu suaát Coâng suaát cô do maùy nhaän töø ñoäng cô sô caáp : P1 = M. ω (3.26) Caùc toån hao trong maùy phaùt ñoàng boä : - Toån hao cô Pmq (do ma saùt, quaït gioù) khoâng phuï thuoäc taûi vì vaän toác khoâng ñoåi. - Toån hao saét töø pFe do doøng xoaùy vaø töø treã trong maïch töø ; phuï thuoäc vaøo töø caûm cöïc ñaïi Bm. - Toån hao ñoàng trong daây quaán phaàn öùng : (3.27) PCu = 3 Iö 2 Rö - Toån hao ñoàng trong daây quaán kích töø : (3.28) Pkt = Uk . Ik = Ik2. Rk Ik : doøng kích töø ; Rk : ñieän trôû kích töø - Toån hao phuï Pp do doøng xoaùy trong daây daãn phaàn öùng vaø do toån hao loõi vì töø tröôøng phaàn öùng bò xoaén daïng. Toång toån hao laø : (3.29) Pth = pmq + pCu + pkt + pp = P1 – P2 P2 P2 Vaø hieäu suaát laø : η = (3.30) 100% = 100% P2 + Pth P1 Hieäu suaát cöïc ñaïi xaûy ra khi doøng taûi Iö coù giaù trò sao cho toång toån hao khoâng phuï thuoäc taûi (Pmq + PFe + Pk) baèng toång toån hao phuï thuoäc taûi PCu. Trang 12
  14. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 VÍ DUÏ : Moät maùy phaùt ñoàng boä 3 pha 2000KVA, 2300V coù ñieän trôû phaàn öùng (ño ñöôïc giöõa 2 ñaàu ra cuûa maùy phaùt baèng ñieän moät chieàu) baèng 0,068Ω. Maïch kích töø tieâu thuï 35A töø nguoàn moät chieàu 220V. Toån hao ma saùt vaø quaït gioù laø 22,8KW; toån hao loõi theùp vaø toån hao phuï laø 41,2KW. Tính hieäu suaát ñaày taûi cuûa maùy phaùt ôû heä soá coâng suaát baèng 0,8 treã. Giaû söû maùy ñaáu Y vaø ñieän trôû xoay chieàu baèng 1,25 ñieän trôû moät chieàu. Giaûi 2000.10 3 S ñm Doøng ñònh möùc : I ñm = = = 503 A 3 U ñm 3. 2300 0,068 Ñieän trôû phaàn öùng moãi pha : Rö = 1,25 . = 0,0425 Ω 2 Toån hao ma saùt vaø quaït gioù : Pmq = 22,8 KW Toån hao loõi theùp vaø toån hao phuï : PFe + Pp = 41,2 KW PCu = 3 Iö 2 Rö = 3 . 0,0425. (503)2 = 32,3 KW Toån hao ñoàng öùng : Toån hao kích töø : Pk = 220 . 35 = 7700W = 7,7KW Toång toån hao : Pth = 104 KW S ñm cos ϕ P2 2000 .0 ,8 Hieäu suaát: η = 100% = 100% = 100% = 93,9% S ñm cos ϕ + Pth P2 + Pth 2000 .0 ,8 + 104 1.8 SÖÏ LAØM VIEÄC SONG SONG CUÛA MAÙY PHAÙT ÑIEÄN ÑOÀNG BOÄ Cheá ñoä laøm vieäc chính cuûa maùy phaùt ñoàng boä laø laøm vieäc song song trong moät heä thoáng ñieän lôùn. Coâng suaát cuûa löôùi ñieän raát lôùn so vôùi coâng suaát moãi maùy rieâng leû, do ñoù ñieän aùp cuõng nhö taàn soá cuûa löôùi coù theå xem nhö khoâng ñoåi. Tröôùc khi ñöa moät maùy vaøo laøm vieäc, noù phaûi ñöôïc hoøa ñoàng boä (Hình 3.14). a Uc Ec Ik Ia θ Ea + Ib Eb Uk Ua b θ - Ic Ec c Eb θ Ea Maùy Maùy phaùt caét Ub ñoàng boä Heä thoáng lôùn (b) (a) Hình 3.14. – Hoøa ñoàng boä maùy phaùt vaøo heä thoáng lôùn:(a) Sô ñoà; (b) Caùc ñieàu kieän hoøa ñoàng boä Tröôùc khi ñoùng maùy caét, phaûi kieåm tra caùc ñieàu kieän sau : Trang 13
  15. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 1. Taàn soá cuûa maùy phaùt phaûi baèng taàn soá heä thoáng, nghóa laø maùy phaùt phaûi ñöôïc quay baèng vaän toác ñoàng boä (goùc θ khoâng ñoåi) 2. Söùc ñieän ñoäng cuûa maùy phaùt phaûi baèng ñieän aùp cuûa heä thoáng : maùy phaûi ñöôïc ñieàu chænh kích töø sao cho Ep = Up 3. Thöù töï pha cuûa caùc söùc ñieän ñoäng Ea, Eb, Ec cuûa maùy phaûi gioáng vôùi thöù töï pha Ua, Ub, Uc cuûa heä thoáng. 4. Goùc leäch pha θ cuûa E vaø U phaûi baèng khoâng. Khi thoûa caùc ñieàu kieän treân vaø ñieän aùp 2 ñaàu maùy caét baèng 0, ta ñoùng maùy caét ñeå hoøa ñoàng boä. Sau khi hoøa ñoàng boä, caàn chuù yù : - Cho duø ta coù thay ñoåi doøng kích töø Ik, ñieän aùp cuûa maùy phaùt vaãn nhö cuõ vì ñoù laø ñieän aùp chung cuûa caû heä thoáng. Vieäc thay ñoåi doøng kích töø Ik chæ laøm thay ñoåi coâng suaát phaûn khaùng maø maùy nhaän töø heä thoáng. - Muoán maùy phaùt coâng suaát taùc duïng cho heä thoáng, phaûi taêng coâng suaát vaøo ñoäng cô keùo maùy phaùt : taêng löu löôïng nöôùc trong maùy thuûy ñieän hoaëc taêng löu löôïng hôi trong maùy nhieät ñieän. Nhöng vaän toác vaãn ñöôïc giöõ khoâng ñoåi vì luùc vaän toác laø vaän toác ñoàng boä phuï thuoäc vaøo taàn soá f, nhöng taàn soá f cuûa heä thoáng khoâng ñoåi. 1.9 ÑOÄNG CÔ ÑOÀNG BOÄ 1.9.1 Khaùi nieäm chung Maùy phaùt ñoàng boä coù theå laøm vieäc nhö moät ñoäng cô ñoàng boä. Neáu thaùo ñoäng cô sô caáp ra khoûi maùy phaùt vaø cung caáp cho daây quaán stator moät heä thoáng ñieän 3 pha taàn soá khoâng ñoåi; ñoàng thôøi cung caáp doøng moät chieàu cho daây quaán kích töø, ñoäng cô seõ quay vôùi vaän toác khoâng ñoåi vaø taïo ra momen keùo taûi ñaáu vaøo truïc cuûa noù. Moät öu ñieåm cuûa ñoäng cô ñoàng boä laø heä soá coâng suaát cao vaø ñieàu chænh ñöôïc baèng caùch ñieàu chænh doøng kích töø, ñieàu naøy cho pheùp naâng cao heä soá coâng suaát cuûa löôùi khi phaàn lôùn taûi laø ñoäng cô khoâng ñoàng boä (coù heä soá coâng suaát treã vaø khoâng ñieàu chænh ñöôïc) Neáu cho quay khoâng taûi vaø taêng doøng kích töø khaù lôùn thì doøng vaøo ñoäng cô seõ sôùm pha gaàn 90° so vôùi ñieän aùp, ñoäng cô laøm vieäc nhö moät tuï ñieän vaø ñaây laø cheá ñoä buø ñoàng boä. Ñoäng cô ñoàng boä khoâng töï môû maùy ñöôïc neân phaûi coù bieän phaùp ñeå mang ñoäng cô ñeán gaàn vaän toác ñoàng boä ñeå ñoàng boä hoùa tröôùc khi keùo taûi. Bieän phaùp thöôøng gaëp nhaát laø duøng cuoän ñeäm. 1.9.2 Caáu taïo Töông töï maùy phaùt ñoàng boä - Stator : töông töï maùy phaùt ñoàng boä, coù soá cöïc baèng vôùi soá cöïc rotor. Trang 14
  16. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 - Rotor : thöôøng coù daïng cöïc loài vaø coù moät ñieåm khaùc so vôùi maùy phaùt laø noù coøn coù theâm cuoän ñeäm ñaët trong maët caùc cöïc töø vaø gioáng daïng rotor loàng soùc trong ñoäng cô khoâng ñoàng boä. Cuoän ñeäm duøng ñeå môû maùy (hay coøn goïi laø daây quaán môû maùy) (hình 3.2) 1.9.3 Nguyeân lyù laøm vieäc θ Truïc töø tröôøng Truïc rotor Vì daây quaán stator cuûa ñoäng cô ñoàng boä quay stator cuõng gioáng nhö ñoäng cô khoâng ñoàng boä neân khi cung caáp cho stator moät heä thoáng doøng n1 N ñieän 3 pha caân baèng, ta ñöôïc moät töø tröôøng S quay coù 2p cöïc vaø quay vôùi vaän toác ñoàng boä n1 60 f (voøng/phuùt) n1 = p N Khi cho doøng moät chieàu vaøo daây quaán S rotor, rotor bieán thaønh moät nam chaâm ñieän. Neáu rotor ñang ñöùng yeân thì cöïc S cuûa rotor bò cöïc N cuûa stator keùo theo vaø noù coù Hình 3.15 − Söï taïo ra momen quay khuynh höôùng quay theo chieàu quay cuûa töø trong ñoäng cô ñoàng boä tröôøng stator. Nhöng do quaùn tính vaø do cöïc N cuûa stator queùt quaù nhanh, keát quaû laø rotor khoâng quay ñöôïc. Tuy nhieân neáu ta coù bieän phaùp ñeå cho rotor quay tröôùc vôùi vaän toác ñoàng boä thì caùc cöïc rotor seõ bò khoaù chaët vaøo caùc cöïc stator traùi daáu. Luùc khoâng taûi, truïc cuûa chuùng truøng nhau (θ = 0). Luùc coù taûi, truïc cuûa rotor ñi chaäm sau truïc töø tröôøng stator moät goùc θ, neáu taûi caøng naëng thì θ caøng lôùn, nhöng caû hai cuøng quay vôùi vaän toác ñoàng boä. 1.9.4 Sô ñoà thay theá vaø ñoà thò vevtô cuûa ñoäng cô ñoàng boä cöïc töø aån • • • • Phöông trình ñieän aùp : U = E o + I ö Rö + j I ö x ñb (3.31) • • • Khi boû qua ñieän trôû phaàn öùng Rö ta coù : U = E o + j I ö xñb (3.32) jX ñb • • Rö U Iö θ ϕ • • j IöXñb E0 • E0 • U Iö ψ Hình 3.16 − Maïch töông ñöông vaø ñoà thò vectô cuûa ñoäng cô ñoàng boä cöïc aån (Boû qua ñieän trôû phaàn öùng) 1.9.5 Ñieàu chænh heä soá coâng suaát cosϕ cuûa ñoäng cô ñoàng boä Hình treân (hình 3.16) öùng vôùi tröôøng hôïp thieáu kích töø, doøng I chaäm pha hôn ñieän aùp U. Trang 15
  17. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 Trong coâng nghieäp, ngöôøi ta cho ñoäng cô ñoàng boä laøm vieäc ôû cheá ñoä quaù kích töø, doøng ñieän I vöôït tröôùc ñieän aùp pha U do ñoù, ñoäng cô vöøa taïo ra cô naêng, vöøa phaùt ra coâng suaát phaûn khaùng nhaèm naâng cao heä soá coâng suaát cosϕ cuûa löôùi ñieän. Ñoù laø öu ñieåm raát lôùn cuûa ñoäng cô ñoàng boä. Töø maïch töông ñöông cuûa maùy phaùt ñoàng boä, ta coù coâng suaát ñieän ñöa vaøo ñoäng cô: P1 = 3 U.Iö. cosϕ Sau khi tröø ñi toån hao ñoàng trong daây quaán stator : pCuö = 3 Iö2.Rö Coøn laïi coâng suaát cô toång : PcΣ = P1 - 3 Iö2.Rö = 3 E0. Iö. cosψ • • ψ : goùc hôïp bôûi E 0 vaø I ö Neáu taûi treân truïc ñoäng cô khoâng ñoåi, töùc laø coâng suaát ra P2 khoâng ñoåi. Neáu xem hieäu suaát ñoäng cô khoâng ñoåi, U vaø f khoâng ñoåi suy ra P1 khoâng ñoåi ⇒ Iö. cosϕ khoâng ñoåi. • • • Vaäy hình chieáu cuûa I ö leân U (goïi laø thaønh phaàn taùc duïng cuûa I ö ) khoâng ñoåi, nghóa • • laø quyõ tích ñieåm ngoïn cuûa I ö khi E0 thay ñoåi laø moät ñöôøng thaúng ⊥ vôùi I ö E0 Neáu boû qua Rö, töông töï coâng thöùc P trong maùy phaùt cöïc aån : P1 = 3U sin θ xñb Neáu P1 khoâng ñoåi ⇒ E0. sinθ khoâng ñoåi • • • • Vaäy ñaàu cuoái cuûa caùc vectô I ö vaø E 0 chaïy treân 2 ñöôøng ∆ ⊥ U vaø ∆’ // U . Iö cosϕ = const • U θ ϕ E0 sinθ = const • j IöXñb E0 • Iö ψ ∆’ ∆ Hình 3.17 − Vaän haønh cuûa ñoäng cô ñoàng boä khi taûi khoâng ñoåi vaø söï thay ñoåi cuûa Iö vaø E0 khi ñieåu chænh doøng kích töø ñeå thay ñoåi heä soá coâng suaát cuûa ñoäng cô VÍ DUÏ : Moät ñoäng cô ñoàng boä 3 pha ñaáu Y, 75Hp, 440V, 900 v/p coù ñieän trôû phaàn öùng Rö = 0,15 Ω/pha vaø ñieän khaùng ñoàng boä 2 Ω/pha. Khi ñoäng cô mang taûi ñònh möùc vaø coù cosϕ = 0,8 sôùm, haõy tính : a) Söùc ñieän ñoäng caûm öùng E0 b) Goùc coâng suaát θ Trang 16
  18. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 c) Coâng suaát cô toång. Giaû söû hieäu suaát ñoäng cô baèng 90% Giaûi 75 × 746 P2 Coâng suaát vaøo : P1 = = = 62167W η 0,9 P1 62167 Doøng daây : I d = I ö = = = 102 A 3 U d . cos ϕ 3 × 440 × 0,8 440 Ñieän aùp pha : U = = 254V 3 Ta coù theå tìm E0 baèng 2 caùch : - Giaûi baèng soá phöùc : • Choïn U = 254∠0° (V) cosϕ = 0,8 sôùm ⇒ ϕ = -36,87° = ΨU - ΨI ⇒ ΨI = 36,87° • suy ra I = 102∠36,87° (A) • • • Ta coù : E o = U − I ö (R ö + j x ñb ) = 254∠0° − 102∠36,87° (0,15 + j2 ) = 254 − (− 110,16 + j172,38) = 364,16 − j172,38 = 402,89∠ − 25,33° (V ) - Giaûi baèng ñoà thò vectô : Döïa vaøo ñoà thò vectô, giaûi baèng phöông phaùp hình hoïc, ta coù : D H (OD − HD )2 + (DK + KB )2 E 0 = OC = OH 2 + HC 2 = • Iö • U ϕα (U cos ϕ − I ö Rö ) + (U sin ϕ + I ö xñb ) 2 2 K = O θ Iö Xñb (254 . 0,8 − 0,15 .102)2 + (245 . 0,6 + 102 . 2)2 = = 403V • E0 B ta coù : Rö Iö C OH OD − CB U cos ϕ − I ö Rö 254 . 0,8 − 0,15 .102 cos α = = = = = 0,466 403 OC OC E0 ⇒ α = 62,2° = ϕ + θ (vôùi cosϕ = 0,8 ⇒ ϕ = 36,87°) ⇒ θ = 25,33° Coâng suaát cô toång : PcΣ = P1 - 3 Iö2.Rö = 62167 – 3 . 1022 . 0,15 = 57485 W 1.9.6. Maùy buø ñoàng boä Khi ñoäng cô quay khoâng taûi, noù cuõng tieâu thuï moät ít coâng suaát ñeå buø vaøo caùc toån hao. Coâng suaát naøy raát nhoû neân thaønh phaàn (Iö cosϕ) treân hình 3.17 raát nhoû. Neáu ñoäng cô • • laøm vieäc thöøa kích töø vôùi Iö khaù lôùn thì hình 3.oâ5 y I ö sôùm gaàn 90° so vôùi U , nghóa laø Trang 17
  19. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 ñoäng cô gaàn gioáng nhö tuï ñieän vaø ñöôïc duøng ñeå naâng cao heä soá coâng suaát cuûa löôùi ñieän. Trong caùc nhaø maùy söû duïng nhieàu ñoäng cô khoâng ñoàng boä, chuùng seõ tieâu thuï coâng suaát phaûn khaùng. Khi ñaáu song song moät ñoäng cô ñoàng boä laøm vieäc khoâng taûi vaø quaù kích töø, noù seõ phaùt ra coâng suaát phaûn khaùng vaø ñem laïi caùc ñieàu lôïi nhö sau : - Ñieän aùp khoâng bò suït nhieàu - Taêng ñöôïc khaû naêng cung caáp cuûa maùy bieán aùp vaø ñöôøng daây - Giaûm ñöôïc giaù ñieän. Ñoäng cô ñoàng boä laøm vieäc nhö treân goïi laø maùy buø ñoàng boä. Sô ñoà treân hình 3.18. Nguoàn Nhaø maùy ° ba pha coù cosϕ ° vaøo treã ° cosϕ ñöôïc naâng cao Maùy buø Kích töø ° ñoàng boä moät chieàu ° Hình 3.18 − Naâng cao heä soá coâng suaát baèng maùy buø ñoàng boä VÍ DUÏ: Moät nhaø maùy coù coâng suaát bieåu kieán 1600KVA vaø heä soá coâng suaát 0,6 treã. 1) Tính coâng suaát tieâu thuï cuûa nhaø maùy 2) Tính coâng suaát bieåu kieán cuûa moät maùy buø ñoàng boä ñaáu song song vôùi taûi ñeå naâng heä soá coâng suaát leân baèng 0,85 treã. Giaûi 1) Coâng suaát tieâu thuï cuûa nhaø maùy : ta coù : cosϕ = 0,6 treã ⇒ sinϕ = 0,8; P = S cosϕ = 1600 × 0,6 = 960KW 2) Coâng suaát phaûn khaùng do nhaø maùy tieâu thuï khi chöa coù maùy buø : Q = S sinϕ = 1600 × 0,8 = 1280 Kvar Coâng suaát phaûn khaùng môùi tieâu thuï bôûi (taûi + maùy buø) laø : Q1 = P tgϕ1 vôùi cosϕ1 = 0,85 treã ⇒ ϕ1 = 31,79° ⇒ tgϕ1 =0,62 ⇒ Q1 = 960 × 0,62 = 595 Kvar = Q + Qb’ ⇒ Qb’= 595 – 1280 = -685 Vaäy coâng suaát bieåu kieán cuûa maùy buø ñoàng boä laø 685Kvar. Trang 18
  20. Baøi giaûng moân hoïc : Maùy Ñieän 2 1.9.7 . Môû maùy ñoäng cô ñoàng boä Ñoäng cô ñoàng boä khoâng töï môû maùy ñöôïc. Töø tröôøng quay stator queùt qua caùc cöïc töø rotor vôùi vaän toác ñoàng boä vaø vì löïc taùc ñoäng luaân phieân keùo ñaåy neân do quaùn tính cuûa rotor vaø do taûi cô, momen trung bình baèng khoâng. Vì vaäy rotor phaûi ñöôïc quay ñeán baèng hoaëc gaàn baèng vaän toác ñoàng boä tröôùc khi ñoäng cô coù theå laøm vieäc. Trong vaøi tröôøng hôïp, ngöôùi ta duøng moät ñoäng cô moät chieàu gaén vaøo truïc rotor ñeå keùo rotor ñeán vaän toác ñoàng boä. Trong ñoäng cô nhoû, ngöôøi ta duøng momen töø trôû. Tuy nhieân, vôùi caùc ñoäng cô lôùn, ngöôøi ta duøng cuoän ñeäm (hình 3.2). Khi ñöa ñieän ba pha vaøo stator, töø tröôøng quay seõ sinh ra doøng caûm öùng trong cuoän ñeäm vaø keùo rotor quay theo töø tröôøng stator, gioáng nhö trong ñoäng cô khoâng ñoàng boä rotor loàng soùc. Khi rotor ñaõ quay gaàn baèng vaän toác ñoàng boä, ngöôøi ta cho doøng kích töø Ik chaïy vaøo cöïc töø rotor vaø rotor seõ ñöôïc keùo vaøo tình traïng ñoàng boä. Nhö vaäy, rotor phaûi coù moät gia toác töùc thôøi khaù nhanh ñeå “ñuoåi kòp” töø tröôøng stator vaø vì ñoäng cô thöôøng ñöôïc môû maùy khoâng taûi vaø non taûi. Coù theå xaûy ra hieän töôïng sau : ngay khi ñoùng kích töø, caùc cöïc töø cuøng teân cuûa rotor vaø stator ñoái dieän nhau. Luùc ñoù, töø thoâng trong khe hôû khoâng khí bò giaûm khieán doøng daây ñoät ngoät taêng leân. Muoán traùnh hieän töôïng naøy, ngöôøi ta môû maùy vôùi ñieän aùp thaáp, ñoùng kích töø roài sau ñoù môùi taêng ñieän aùp leân bình thöôøng. Khi ñoäng cô quay ñeàu, cuoän ñeäm khoâng mang doøng ñieän. Tuy nhieân, neáu vì lyù do naøo ñoù maø taûi cô dao ñoäng thì truïc rotor cuõng seõ dao ñoäng so vôùi truïc töø tröôøng quay stator. Theo ñònh luaät Lenz, doøng caûm öùng sinh ra trong cuoän ñeäm seõ coù taùc duïng choáng laïi söï dao ñoäng ñoù, töùc laø coù khuynh höôùng laøm taét daàn dao ñoäng cuûa rotor. Trang 19
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2