Dong co dien

Dong co dien 21 3 CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG TRONG MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 21 3 1 Tổn hao trong máy điện đồng bộ • Tổn hao đồng trên dây quấn phần tĩnh Tổn hao này phụ thuộc vào trị số mật độ dòng điện, trọng lượng[.]

21-3 CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG TRONG MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ • • • • 21.3.1 Tổn hao máy điện đồng Tổn hao đồng dây quấn phần tĩnh Tổn hao phụ thuộc vào trị số mật độ dịng điện, trọng lượng đồng, thường tính 75 0C Tổn hao sắt từ: công suất mát mạch từ từ trường biến đổi hình sin (ứng với tần số f1) Tổn hao sắt phụ thuộc vào từ cảm, tần số, trọng lượng lõi thép, chất lượng tơn silic, trình độ cơng nghệ chế tạo lõi thép Tổn hao kích từ: cơng suất tiêu hao điện trở dây quấn kích từ chổi than Tổn hao phụ: bao gồm: - Tổn hao phụ dịng điện xốy dẫn stato phận khác máy từ trường tản dòng điện phần ứng sinh - Tổn hao bề mặt cực từ bề mặt lõi thép rôto (máy cực ẩn) từ cảm khe hở có sóng điều hồ stato có rãnh - Tổn hao stato đập mạch ngang dọc từ thơng sóng điều hồ bậc cao có tần số khác f • Tổn hao cơ, bao gồm: - Tổn hao cơng suất cần thiết để đưa khơng khí làm mát chất làm mát khác vào máy - Tổn hao ma sát ổ trục, bề mặt rôto rôto quay môi trường làm lạnh… Trong máy đồng bốn cực công suất trung bình, tổn hao đồng dây quấn phần tĩnh dây quấn kích thích chiếm khoảng 65% tổng tổn hao, tổn hao lõi thép stato chiếm khoảng 14% Ở máy phát tuabin nước công suất lớn, tốc độ chậm, tổn hao dây quấn phần tĩnh dây quấn kích từ chiếm khoảng 35%, cịn tổn hao lõi thép stato chiếm tới 37% Tổn hao phụ chiếm tới 11% máy phát tuabin nước chủ yếu tổn hao bề mặt tổn hao đập mạch Với máy phát tuabin hơi, tổn hao phụ khoảng 18%, tổn hao phụ đồng dây quấn stato chủ yếu • Để giảm bớt tổn hao phụ máy công suất lớn thường dùng biện pháp sau: Chia dây dẫn theo chiều cao rãnh thành nhiều dây đồng bẹt dày khoảng ÷ mm hốn vị vị trí chúng rãnh cho dọc chiều dài rãnh dây đồng bẹt nằm tất vị trí từ phía đáy rãnh lên miệng rãnh Chế tạo vành ép lõi thép stato, vành đai đầu nối rôto thép khơng từ tính Tiện xoắn ốc bề mặt rơto máy phát tuabin 21.3.2 Quá trình lượng máy điện đồng + Với máy phát điện đồng bộ: Pđt = P1 - (pcơ + pt + pf) P2 = Pđt – pcu – pFe Ở đây: Pđt - công suất điện từ chuyển tử rôto sang stato; pcơ - tổn hao cơ; pt - tổn hao kích từ; pf - tổn hao phụ; P2 – cơng suất điện đầu máy phát; pcu - tổn hao đồng dây quấn phần ứng; pFe - tổn hao thép stato + Với động điện, trình biến đổi lượng ngược lại Sơ đồ lượng máy phát động điện đồng trình bày hình 21-7 Hiệu suất máy điện đồng xác định theo biểu thức: η = P2/(P2 + Σp) (21-11) Σp - tổng tổn hao P1 Pđt P2 P1 pcơ pf pt pcu pFe a) Pđt P2 b) Hình 21-7 Giản đồ lượng máy phát điện đồng (a) động điện đồng (b) pcu pFe pt pf pcơ 21-4 CÁC ĐẶC TÍNH GĨC CỦA MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 21.4.1 Đặc tính góc cơng suất tác dụng: P = f(ө) E = const, U = const ө - góc tải véctơ s.đ.đ E điện áp U Để đơn giản, ta bỏ qua rư rư θ > ứng với chế độ máy phát điện, > θ > -π/2 ứng với chế độ động điện d N N q q q q d S S d a) b) Hình 21-8 Đường sức từ trường máy phát điện đồng phản kháng -1800 1,6 1,2 0,8 0,4 P ĐCĐ P Pu 1800 - 0,4 - 0,8 - 1,2 - 1,6  MFĐ a) Pe -1800 P 1,6 1,2 0,8 0,4 1800 - 0,4 - 0,8 - 1,2 - 1,6 ĐCĐ MFĐ b) Hình 21-9 Đặc tính góc cơng suất tác dụng máy phát điện đồng cực lồi (a) cực ẩn (b)  Để thấy rõ ý nghĩa vật lý thay đổi P theo θ, ta ý bỏ qua điện áp rơi I.rư I.xσư θ ≈ θδ, góc khơng gian s.t.đ F0 rơto Fδ khe hở mặt stato Khi làm việc chế độ máy phát điện θδ > 0, rôto (hoặc F0) vượt trước kéo theo từ trường Fδ mặt stato (hình 21-10a) Cịn làm việc động điện θδ < 0, từ trường tổng Fδ mặt stato kéo rơto (hoặc F0) quay theo (hình 21-10b) Chính lực kéo biểu thị cho cơng suất P Khi θδ thay đổi, lực kéo F0 Fδ thay đổi P thay đổi theo  > M a)  < n M n b) Hình 21-10 Từ trường khe hở máy điện đồng làm việc chế độ máy phát (a) chế độ động (b) 0,8 21.4.2 Đặc tính góc cơng suất phản kháng: Q = f(θ) Công suất phản kháng máy điện đồng bằng: Q = mUI.sinφ = mUI.sin(ψ - θ) = mU(Isinψcosθ – Icosψsinθ) = mU(Id.cosθ – Iq.sinθ) Thay Id Iq biểu thức (21-12) ta có: 0,4 -θ Q +θ  - 0,4 - 0,8 - 1,2 Đ F Hình 21-11 Đặc tính góc cơng suất phản kháng máy điện đồng cực lồi mUE mU  1  mU  1  Q cos   cos 2      xd  xq xd   x q x d  (21-16) Ta thấy, dù θ dương hay âm Q khơng đổi, nên đặc tính góc cơng suất phản kháng máy phát động điện đồng giống (hình 21-11) Trong phạm vi – θ < θ < +θ, máy phát công suất phản kháng vào lưới điện Ngoài phạm vi máy tiêu thụ Q từ lưới  ... có:  Iru Q Id = (E – U.cosө)/xd U  jI q x q I Iq = U.sinө/xq (21-12) I q   φ=ψ-ө  I d Do đó: P = mUIcosφ = mUIcos(ψ - ө) = mU(Icosψ.cosө + Isinψ.sinө = mU(Iq.cosө + Id.sinө) Hình 21-3... góc cơng suất tác dụng: P = f(ө) E = const, U = const ө - góc tải véctơ s.đ.đ E điện áp U Để đơn giản, ta bỏ qua rư rư