Microsoft PowerPoint Chuong 6 Page 1 1 BMTBD BĐNLĐC nxcuong V4 6 1 Giới thiệu chung, cấu tạo và nguyên lý hoạt động 6 2 Điện áp cảm ứng trong dây quấn stato, nguyên lý của máy phát điện 6 3 Nguyên lý[.]
6.1 Giới thiệu chung, cấu tạo nguyên lý hoạt động 6.2 Điện áp cảm ứng dây quấn stato, nguyên lý máy phát điện 6.3 Nguyên lý hoạt động động đồng 6.4 Khảo sát máy điện đồng pha 6.5 Khảo sát máy điện đồng pha 6.6 Khảo sát máy điện đồng pha 6.7 Phương trình cân điện áp stato 6.8 Sơ đồ thay thế, giản đồ véc tơ chế độ động 6.9 Sơ đồ thay thế, giản đồ véc tơ chế độ máy phát 6.10 Dùng động đồng bù cơng suất phản kháng 6.11 Tóm tắt cơng thức máy điện đồng có p cực từ BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 BMTBBĐ_CSKTD_nxcuong_V5 6.1 Giới thiệu chung, cấu tạo nguyên lý hoạt động 6.2 Điện áp cảm ứng dây quấn stato, nguyên lý máy phát điện 6.3 Nguyên lý hoạt động động đồng 6.4 Khảo sát máy điện đồng pha 6.5 Khảo sát máy điện đồng pha 6.6 Khảo sát máy điện đồng pha 6.7 Phương trình cân điện áp stato 6.8 Sơ đồ thay thế, giản đồ véc tơ chế độ động 6.9 Sơ đồ thay thế, giản đồ véc tơ chế độ máy phát 6.10 Dùng động đồng bù công suất phản kháng 6.11 Tóm tắt cơng thức máy điện đồng có p cực từ BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 BMTBBĐ_CSKTD_nxcuong_V5 Page Máy điện đồng hoạt động máy phát điện động - máy phát điện: biến điện + rơ to kéo động sơ cấp (động xăng, điêzen, tuabin khí nước), + cuộn dây stato trở thành nguồn điện áp có cơng suất biểu kiến Sđm cung cấp điện cho phụ tải Máy phát điện ứng dụng máy điện đồng với công suất từ vài phần kVA đến ngàn MVA (1500MVA) BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Máy điện đồng hoạt động máy phát điện động - động cơ: biến điện + stato đấu vào nguồn điện, + từ trường quay stato kéo rô to quay biến công suất điện nhận từ nguồn thành cơng suất có ích trục động Pđm cơng suất có ích đầu trục động Pđm Reliance Synchronous Motor: 1/8-2 HP, 230 V, pole, phases BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Page Cấu tạo Máy điện đồng bao gồm stato rô to stato rô to dây quấn stato dây quấn rô to BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Cấu tạo Dây quấn máy điện đồng • Dây quấn stato (phần ứng) đấu vào nguồn điện/tải có tần số f khơng đổi Dây quấn Stato • Dây quấn rơ to (phần cảm) đấu vào nguồn điện chiều Nguồn điện/tải + VDC If Dây quấn Rô to Vành trượt chổi than BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Page Phân loại máy phát điện Máy phát điện đồng cực lồi, tốc độ thấp (50-300 vịng/phút), có động sơ cấp tuabin nước (thủy điện) Non-uniform air-gap Salient-pole synchronous machine BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Phân loại máy phát điện Máy điện đồng cực ẩn, tốc độ cao (vài ngàn vịng/phút), có động sơ cấp tuabin khí Cylindrical or round-rotor synchronous machine D1m Turbine Hơi nước L 10 m d-axis Stator winding N Uniform air-gap Stator q-axis Rotor winding Rotor S BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Page 6.1 Giới thiệu chung, cấu tạo nguyên lý hoạt động 6.2 Điện áp cảm ứng dây quấn stato, nguyên lý máy phát điện 6.3 Nguyên lý hoạt động động đồng 6.4 Khảo sát máy điện đồng pha 6.5 Khảo sát máy điện đồng pha 6.6 Khảo sát máy điện đồng pha 6.7 Phương trình cân điện áp stato 6.8 Sơ đồ thay thế, giản đồ véc tơ chế độ động 6.9 Sơ đồ thay thế, giản đồ véc tơ chế độ máy phát 6.10 Dùng động đồng bù cơng suất phản kháng 6.11 Tóm tắt cơng thức máy điện đồng có p cực từ BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 BMTBBĐ_CSKTD_nxcuong_V5 Từ trường dây quấn rô to Rô to + If Stato Vdc cực (cực lồi) cực (cực ẩn) cực (cực lồi) 10 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Page Điện áp cảm ứng dây quấn stato • Dịng điện dây quấn rơ to từ trường móc vịng dây quấn stato (có Nc vịng dây) Nếu rơ to có cực, tần số sđđ cảm ứng dây quấn stato với tần số quay rô to f Ns 60 11 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Điện áp cảm ứng dây quấn stato Xét rơ to có cực Khi rơ to quay vịng, sđđ hay điện áp cảm ứng dây quấn stato biến thiên 4/2 chu kỳ Ns f điện áp cảm ứng có tần số 60 • Nếu rơ to có p cực, rơ to quay vòng, sđđ hay điện áp cảm ứng dây quấn stato biến thiên p/2 chu kỳ điện áp cảm ứng có tần số f p Ns p Ns 60 120 12 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Page Máy phát điện pha có cực • Máy điện pha stato có dây quấn Khi máy có cực, bố trí hai dây quấn stato có trục lệch khơng gian góc 90o sđđ pha lệch góc pha 90o điện 13 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Máy phát điện pha có cực • Máy điện pha có dây quấn stato Khi máy có cực, bố trí ba dây quấn stato có trục lệch khơng gian góc 120o Điện áp cảm ứng pha lệch góc pha 120o điện trục từ pha c trục từ pha a trục từ pha b 14 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Page 6.1 Giới thiệu chung, cấu tạo nguyên lý hoạt động 6.2 Điện áp cảm ứng dây quấn stato, nguyên lý máy phát điện 6.3 Nguyên lý hoạt động động đồng 6.4 Khảo sát máy điện đồng pha 6.5 Khảo sát máy điện đồng pha 6.6 Khảo sát máy điện đồng pha 6.7 Phương trình cân điện áp stato 6.8 Sơ đồ thay thế, giản đồ véc tơ chế độ động 6.9 Sơ đồ thay thế, giản đồ véc tơ chế độ máy phát 6.10 Dùng động đồng bù công suất phản kháng 6.11 Tóm tắt cơng thức máy điện đồng có p cực từ 15 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 BMTBBĐ_CSKTD_nxcuong_V5 Động đồng • Động đồng sử dụng truyền động cơng suất lớn đến vài chục MW có tốc độ khơng đổi: máy bơm, nén khí, … Động đồng sử dụng máy bù đồng bộ, dùng để bù cơng suất phản kháng • Động đồng công suất nhỏ với rô to nam châm vĩnh cửu sử dụng thiết bị rơ le thời gian, dụng cụ tự ghi, … 16 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Page Nguyên lý hoạt động động đồng • Khi đấu dây quấn stato với nguồn điện ba pha dòng điện ba pha chạy ba dây quấn stato tạo từ trường quay với tốc độ Ns (vịng/phút) • Từ trường tương tác với từ trường rô to kéo rô to quay với tốc độ Ns Gọi động đồng Trường hợp p=2 17 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 6.1 Giới thiệu chung, cấu tạo nguyên lý hoạt động 6.2 Điện áp cảm ứng dây quấn stato, nguyên lý máy phát điện 6.3 Nguyên lý hoạt động động đồng 6.4 Khảo sát máy điện đồng pha 6.5 Khảo sát máy điện đồng pha 6.6 Khảo sát máy điện đồng pha 6.7 Phương trình cân điện áp stato 6.8 Sơ đồ thay thế, giản đồ véc tơ chế độ động 6.9 Sơ đồ thay thế, giản đồ véc tơ chế độ máy phát 6.10 Dùng động đồng bù cơng suất phản kháng 6.11 Tóm tắt cơng thức máy điện đồng có p cực từ 18 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 BMTBBĐ_CSKTD_nxcuong_V5 Page Khảo sát máy điện pha Các thuật ngữ trục từ stato trục từ rô to rãnh stato cuộn dây stato stato khe hở khơng khí 19 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Khảo sát máy điện pha Tính mơ men điện từ • Từ thơng móc vịng dây quấn stato rơ to (kết từ ví dụ 4.2) s Ls is M sr ( )ir r M sr ( )is Lr ir Lsr • Đồng lượng Wm' 2 Lsis Lr ir Lsr isir 2 Chỉ có Lsr phụ thuộc vào θ Bố trí dây quấn rãnh cho sức từ động (stđ) hỗ cảm Msr có dạng gần sin, ta có: M sr M cos • Mơ men điện từ T e dM sr Wm' is ir is ir M sin d 20 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Page 10 Giản đồ dòng chảy công suất máy điện hoạt động chế độ động Pout T outm PT T em công suất điện từ Pin điện tổn hao sắt, ma sát+làm mát PT Pout Gần tổn hao sắt, ma sát+làm mát Pin điện tổn hao đồng PT Nếu hệ thống khơng có tổn hao Pout Pm PT điện tổn hao đồng Giản đồ Ghi chú: Total input power Giản đồ gần 39 BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 Sơ đồ thay - Giản đồ véc tơ Máy điện hoạt động chế độ động PT điện Pm Ia Va jxs I a Ear Với Ear xs L0s s MI r Ear Va Ir Ear: điện áp (sức điện động) cảm ứng phần ứng (stato) Va: điện áp pha nguồn điện lưới jxs Mạch thay tương đương Ia Va BMTBD-BĐNLĐC-nxcuong-V4 nguồn điện có điện áp Va Page 20 Ear động đồng 40