Giáo trình máy phát Điện xoay chiều Đồng bộ (ngành Điện dân dụng cao Đẳng)

Đáng c¡ đáng bá công suất nhỏ đ°ÿc sử dāng trong các thi¿t bị nh° đáng há đián, dāng cā tự ghi, thi¿t bị lập ch°¡ng trình, thi¿t bị đián sinh ho¿t v.v… Trong há thßng đián, máy bù đáng b

B Ộ XÂY DỰNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG SỐ 1

GIÁO TRÌNH MÔN H ỌC/MÔ ĐUN: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐỒNG BỘ

NGÀNH/NGH Ề: ĐIỆN DÂN DỤNG

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Ban hành kem theo Quyết định số: 389ĐT/QĐ-CĐXD, ngày 30 tháng 9 năm 2021

C ủa Hiệu trưởng trường CĐXD số 1

Hà n ội, năm 2021

TUYÊN B Ố BẢN QUYỀN

Tài liáu này thuác lo¿i sách giáo trình nên các nguán thông tin có thể đ°ÿc phép dùng nguyên bÁn hoặc trích dùng cho các māc đích vÁ đào

t¿o và tham khÁo

Mọi māc đích khác mang tính lách l¿c hoặc sử dāng vãi māc đích kinh doanh thi¿u lành m¿nh sẽ bị nghiêm cấm

L ỜI NÓI ĐẦU

Giáo trình Máy phát đián xoay chiÁu đáng bá đ°ÿc biên so¿n

nhằm phāc vā cho giÁng d¿y và học tập cho trình đá Cao đẳng ngành Đián dân dāng á tr°ßng Cao đẳng Xây dựng sß 1 Máy phát đián xoay chiÁu đáng bá là môn học chuyên môn ngành nhằm cung cấp các ki¿n

thức vÁ cấu t¿o, nguyên lý ho¿t đáng, điÁu khiển của máy đián đáng bá

và máy đián mát chiÁu

Giáo trình Máy phát đián xoay chiÁu đáng bá do bá môn Đián n°ãc xây dựng gám: ThS.Nguyßn Tr°ßng Sinh làm chủ biên và các

thầy cô đã và đang giÁng d¿y trực ti¿p trong bá môn cùng tham gia biên

so¿n Giáo trình này đ°ÿc vi¿t theo đÁ c°¡ng môn học Máy phát đián xoay chiÁu đáng bá đã đ°ÿc Tr°ßng CĐXD1 ban hành

Nái dung gám 2 ch°¡ng sau:

Ch°¡ng 1 Máy đián đáng bá

Ch°¡ng 2: Máy đián mát chiÁu

Trong quá trình biên so¿n, nhóm giÁng viên Bá môn Đián n°ãc của Trung tâm Thực hành công nghá và đào t¿o nghÁ, tr°ßng Cao đẳng Xây

dựng Sß 1 - Bá Xây dựng, đã đ°ÿc sự đáng viên quan tâm và góp ý của các đáng chí lãnh đ¿o, các đáng nghiáp trong và ngoài tr°ßng

Mặc dù có nhiÁu cß gắng, nh°ng trong quá trình biên so¿n, biên

tập và in ấn khó tránh khỏi những thi¿u sót Tác giÁ rất mong nhận

đ°ÿc các góp ý, ý ki¿n phê bình, nhận xét của ng°ßi đọc để giáo

trình đ°ÿc hoàn thián h¡n

Trân trọng cÁm ¡n!

Hà Nái, ngày……tháng……năm 2021

Tham gia biên so¿n

1 ThS Nguyßn Tr°ßng Sinh - Chủ biên

2 KS Nguyßn Văn Ti¿n

+ Môn học đ°ÿc bß trí bß trí sau khi học sinh học xong các môn học

chung, các môn học: An toàn đián; Vẽ đián; Vật liáu khí cā đián; Đián tử c¡ bÁn; Đo l°ßng đián;

- Tính chất: Là môn học chuyên môn nghÁ

II Māc tiêu môn học

1 Ki¿n thức

- Trình bày đ°ÿc khái niám, công dāng của máy đián đáng bá;

- Trình bày đ°ÿc cấu t¿o, nguyên lý làm viác của máy đián đáng bá;

- Trình bày đ°ÿc các điÁu kián để các máy phát đián đáng bá làm viác song

- Chấp hành nghiêm chỉnh nái quy của phòng học

- Rèn luyán khÁ năng làm viác đác lập và theo nhóm

III Nái dung môn học

1 Nái dung tổng quát và phân bß thßi gian

Tên ch°¡ng

1 Ch°¡ng 1 Máy đián đáng bá

Đáng c¡ và máy bù đáng bá 1.8

Kiểm tra bài sß 1 1.7

2.4 Thông sß máy đián 1 chiÁu

2.5 Từ tr°ßng và sức đián đáng của máy

đián mát chiÁu

2.6 Mô men và công suất đián từ

2.7 Tổn hao trong máy đián mát chiÁu

2.8 Các máy phát đián mát chiÁu

Ch°¢ng 1 MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

1 Khái niám và công

dāng Māc tiêu:

- Bi¿t định nghĩa máy đián đáng bá

- Bi¿t công dāng của máy đián

đáng bá * Khái niám

Những máy đián xoay chiÁu có tßc đá quay rôto n bằng tßc đá quay

của từ tr°ßng n1 gọi là máy đián đáng bá à ch¿ đá xác lập máy đián đáng bá có tßc đá quay rôto luôn không đổi khi tÁi thay đổi

thể làm viác đ¡n lẻ hoặc hai ba máy làm viác song song

Đáng c¡ đáng bá đ°ÿc sử dāng khi truyÁn đáng công suất lãn, có

thể đ¿t đ¿n vài chāc MW Trong công nghiáp luyán kim, khai thác mỏ, thi¿t bị l¿nh đáng c¡ đáng bá đ°ÿc sử dāng để truyÁn đáng các máy b¡m, nén khí, qu¿t gió v.v… vãi tßc đá không đổi Đáng c¡ đáng bá công

suất nhỏ đ°ÿc sử dāng trong các thi¿t bị nh° đáng há đián, dāng cā tự ghi, thi¿t bị lập ch°¡ng trình, thi¿t bị đián sinh ho¿t v.v…

Trong há thßng đián, máy bù đáng bá làm viác phát công suất phÁn kháng cho l°ãi đián để bù há sß công suất và ổn định đián áp

2 Cấu t¿o máy đián

đáng bá Māc tiêu:

- Hiểu cấu t¿o máy đián đáng bá

- Vẽ đ°ÿc s¡ đá cấu t¿o của máy đián đáng bá

Cấu t¿o máy đián đáng bá gám hai bá phận chính là Stato và rôto Trên Hình 18-04-1 vẽ mặt cắt ngang trāc máy bao gám: lá thép Stato; dây

quấn Stato; dây quấn rôto

* Rôto

Rô to máy đián đáng bá có các cực từ và dây quấn kích từ Có hai

lo¿i: rôto cực ẩn và rôto cực lái Rôto cực lái dùng á các máy có tßc đá

chậm, có nhiÁu đôi cực Rôto cực ẩn th°ßng dùng á các máy có tßc đá cao 3000 vg/ph, có mát đôi cực

Để có sức đián đáng hình sin, từ tr°ßng của cực từ rôto phÁi phân

bß hình sin dọc theo khe há không khí giữa stato và rôto, á đỉnh các cực

từ có từ cÁm cực đ¿i Đßi vãi rôto cực ẩn, dây quấn kích từ đ°ÿc đặt trong các rãnh Đßi vãi rôto cực lái dây quấn kích từ quấn xung quanh thân cực từ

Hai đầu của dây quấn kích từ đi luán vào trong trāc và nßi vãi 2 vòng tr°ÿt đặt á đầu trāc, thông qua hai chổi đián để nßi vãi nguán kích

từ (Hình 18-04-2)

Hình 18-04-2

11

3 Nguyên lý làm viác của máy phát đián đáng

bá Māc tiêu:

- Phân tích đ°ÿc nguyên lý làm viác của máy phát đián đáng bá

- Hiểu đ°ÿc điểm khác nhau vÁ nguyên lý làm viác của máy đián đáng bá

và máy đián KĐB

Cho dòng đián kích từ (dòng đián không đổi) vào dây quấn kích từ

sẽ t¿o nên từ tr°ßng rôto Khi quay rôto bằng đáng c¡ s¡ cấp, từ tr°ßng

của rôto sẽ cắt dây quấn phần ứng stato và cÁm ứng sức đián đáng xoay chiÁu hình sin, có trị sß hiáu dāng là:

E0= 4,44.f.W1.kdq.§0 (4-1) Trong đó: E0, W1, kdq, §0: sức đián đáng pha, sß vòng dây mát pha, há

sß dây quấn, từ thông cực từ rôto

N¿u rôto có P đôi cực, khi rôto quay đ°ÿc mát vòng, sức đián đáng

phần ứng sẽ bi¿n thiên P chu kỳ Do đó n¿u tßc đá quay rôto là n (v/s),

120o đián, cho nên sức đián đáng các pha lách nhau góc pha 120o

Khi dây quấn stato nßi vãi tÁi, trong các dây quấn sẽ có dòng đián

ba pha Gißng nh° á máy đián không đáng bá, dòng đián ba pha trong 3 dây quấn sẽ t¿o

nên từ tr°ßng quay, vãi tßc đá là n1= 60Pf1 , đúng bằng tßc đá n của rôto

Do đó kiểu máy đián này đ°ÿc gọi là máy đián đáng bá

4 PhÁn ứng phần ứng của máy đián đáng

bá Māc tiêu:

- Hiểu đ°ÿc phÁn ứng phần ứng của máy đián

đáng bá - Vẽ s¡ đá phÁn ứng phần ứng vãi các

tÁi khác nhau

Khi máy phát đián làm viác, từ tr°ßng của cực từ rôto §0 cắt dây

quấn stato cÁm ứng ra sức đián đáng E0 chậm pha so vãi từ thông §0 góc

900 Dây quấn stato nßi vãi tÁi sẽ quay t¿o nên dòng đián I cung cấp cho

tÁi Dòng đián I trong dây quấn stato t¿o nên từ tr°ßng quay gọi là từ tr°ßng phần ứng § quay

12 đáng bá vãi từ tr°ßng của cực từ §0 Góc lách pha giữa E0 và I do tính

chất của tÁi quy¿t định

Tr°ßng hÿp tÁi thuần trá (hình 4.3a) góc lách pha Ç=0, E0 và I cùng pha Dòng đián I sinh ta từ tr°ßng phần ứng § cùng pha vãi dòng đián Tác dāng của từ tr°ßng phần ứng § lên từ tr°ßng cực từ §0 theo h°ãng ngang trāc, làm méo từ tr°ßng cực từ, ta gọi là phÁn ứng phần ngang trāc

Tr°ßng hÿp tÁi thuần cÁm (Hình 18-04-3b) góc lách pha Ç=900, dòng đián I sinh ra từ tr°ßng phần ứng § ng°ÿc chiÁu vãi §0 ta gọi là

dọc trāc trÿ từ hoặc khử từ tùy theo tính chất của tÁi có tính chất đián

cÁm hoặc có tính chất đián dung

13

5 Các đ°ßng đặc tính của máy phát đián đáng

bá Māc tiêu:

- Hiểu đ°ÿc các đặc tính của máy phát đián đáng bá

- Vẽ đ°ÿc các đ°ßng đặc tính ngoài, đặc tính điÁu chỉnh của máy phát đián đáng bá

5.1 Đặc tính ngoài của máy phát đián đáng bá

Đặc tính ngoài của máy phát là quan há đián áp U trên cực máy phát và dòng đián tÁi I khi tính chất tÁi không đổi (cos Çt = const), tần sß

và dòng đián kích từ máy phát không đổi Từ ph°¡ng trình cân bằng đián áp:

áp máy phát phā thuác vào dòng đián và đặc tính của tÁi

Hình 18-04-4a vẽ đặc tính ngoài của máy phát khi Ikt = const (E0 = const) và cos Çt không đổi, vãi các há sß công suất khác nhau Khi tÁi có tính chất cÁm phÁn ứng phần ứng dọc trāc khử từ làm từ thông tổng giÁm

do đặc tính ngoài dßc h¡n tÁi đián trá Để giữ đián áp U bằng định mức,

phÁi thay đổi E0 bằng cách điÁu chỉnh dòng đián kích từ Đ°ßng đặc tính ngoài ứng vãi điÁu chỉnh kích từ vẽ trên Hình 18-04-4b

Đá bi¿n thiên đián áp đầu cực của máy phát khi làm viác định mức

so vãi khi không tÁi xác định nh° sau:

U0 U0

t¶i

14

Hình 18-04-4 5.2 Đặc tính điÁu chỉnh

Đ°ßng đặc tính điÁu chỉnh là quan há giữa dòng đián kích từ và dòng đián tÁi khi đián áp U không đổi bằng định mức Hình 18-04-5 vẽ đặc tính điÁu chỉnh của máy phát đáng bá vãi các há sß công suất khác nhau

Phần lãn các máy phát đián đáng bá có bá tự đáng điÁu chỉnh dòng kích từ giữ cho đián áp không đổi

Ikt

m c ¶ n

i

Ö

®

s

o

c

co s I

c

os

®iÖn d

u

n

g

I Hình 18-04-5 Đặc tính điÁu chỉnh a) ĐiÁu chỉnh công suất tác dāng P của máy phát đián đáng bá

+ Tr°ßng hÿp máy phát đián làm viác trong há thßng công suất vô cùng lãn

à tr°ßng hÿp này U và f là không đổi nên n¿u giữ dòng đián kích thích không

P là hằng sß của góc và đ°ßng biểu dißn của nó trên Hình 18-04-6

Hình 18-04-6 Đ°ßng biểu dißn công suất

15

â ch¿ đá làm viác xác lập công suất tác dāng P của máy ứng vãi góc nhất định phÁi cân bằng vãi công suất c¡ trên trāc làm quay máy phát đián Đ°ßng biểu dißn công suất c¡ của đáng c¡ s¡ cấp đ°ÿc biểu

thị bằng đ°ßng thẳng song song vãi trāc ngang và cắt đặc tính góc á điểm A trên Hình 18-04-7

Hình 18-04-7 Nh° vậy mußn điÁu chỉnh công suất tác dāng P thì phÁi thay đổi góc nghĩa là dịch chuyển giao điểm A bằng cách thay đổi công suất c¡ trên

trāc máy

+ Tr°ßng hÿp máy phát đián công suất t°¡ng tự làm viác song song

à tr°ßng hÿp này vãi điÁu kián tÁi của l°ãi đián không đổi, khi tăng công suất tác dāng của mát máy mà không giÁm công suất tác dāng t°¡ng ứng của máy kia thì tần sß của l°ãi đián sẽ thay đổi cho đ¿n khi

có sự cân bằng mãi và khi¿n cho há dùng đián phÁi làm viác trong điÁu

kián tàn sß khác định mức Vì vậy để giữ cho f=const khi tăng công suất tác dāng của mát máy thì phÁi giÁm công suất của máy kia Chính cũng

bằng cách đó mà có thể thay đổi sự phân phßi công suất tác dāng giữa hai máy

b) ĐiÁu chỉnh công suất phÁn khánh của máy phát đián đáng bá

Ta xét viác điÁu chỉnh công suất phÁn kháng trong l°ãi đián vô cùng lãn (U,f= const ) khi công suất tác dāng của máy đ°ÿc giữ không đổi

Vì P= mUIcos = const, vãi điÁu kián U=const nên khi thay đổi Q của vect¡ luôn nằm trên đ°ßng thẳng, thẳng góc vãi U Vãi mßi trị sß của I sẽ

có mát trị sß của cos và vẽ đá thị vecto sức đián đáng t°¡ng ứng sẽ xác

định đ°ÿc đá lãn của vect¡ E từ đó suy ra đ°ÿc dòng đián kích thích cần thi¿t để sinh ra E P= m.E.U.sin X d P1 const

Trong dó U,Xd không đổi nên mút của vecto E luôn nằm trên đ°ßng

thẳng 2 thẳng góc vãi OB K¿t quÁ phân tích cho thấy mußn điÁu chỉnh công suất phÁn kháng Q thì phÁi thay đổi dòng đián kích thích của máy phát đián

16

6 Sự làm viác song song của máy phát đián đáng

bá Māc tiêu:

- Hiểu đ°ÿc các điÁu kián để các máy phát đián đáng bá làm viác

song song - Bi¿t đ°ÿc các ph°¡ng pháp hòa đáng bá chính xác

6.1 ĐiÁu kián làm viác song song

Các há thßng đián gám nhiÁu máy phát đián đáng bá làm viác song song vãi nhau, t¿o thành l°ãi đián Công suất của l°ãi đián rất lãn so vãi công suất mßi máy riêng rẽ, do đó đián áp cũng nh° tần sß của l°ãi có

thể giữ không đổi khi thay đổi tÁi

Để các máy làm viác song song, phÁi đÁm bÁo các điÁu kián sau:

- Đián áp của máy phát phÁi bằng đián áp của l°ãi đián và trùng

pha nhau - Tần sß của máy phát phÁi bằng tần sß của l°ãi đián,

- Thứ tự pha của máy phát phÁi gißng thứ tự pha của l°ãi đián

N¿u không đÁm bÁo các điÁu kián trên, sẽ có dòng đián lãn ch¿y quẩn trong máy, phá hỏng máy và gây rßi lo¿n há thßng đián

Để đóng máy phát đián vào l°ãi ta dùng thi¿t bị hòa đáng bá

Đßi vãi máy phát đián công suất nhỏ, có thể đóng vào l°ãi bằng ph°¡ng pháp tự đáng bá nh° sau: dây quấn kích từ không đóng vào nguán đián kích từ, mà khép m¿ch qua đián trá phóng đián, để tránh xuất hián đián

áp cao, phá hỏng dây quấn kích từ Quay rôto đ¿n gần tßc đá đáng bá, sau đó đóng máy phát vào l°ãi và cußi cùng sẽ đóng dây quấn kích từ vào nguán đián kích từ, máy sẽ làm viác đáng bá

6.2 Các ph°¡ng pháp hoà đáng bá chính xác

Dùng bá hoà đáng bá kiểu ánh sáng đèn và bá hoà đáng bá kiểu

đián từ(cát đáng bá )

a) Hoà đáng bá kiểu ánh sáng

Ta có th¿ hoà đáng bá kiểu ánh sáng bằng hai ph°¡ng pháp:

ph°¡ng phát đèn tßi(máy phát đián II) và ph°¡ng pháp ánh sáng quay

(máy phát đián III)

- Ph°¡ng pháp đèn tßi

S¡ đá hoà đáng bá bằng ph°¡ng pháp này đ°ÿc thể hián trên Hình 04-8

18-17

Hình 18-04-8 Quay máy phát II d¿n n = n1 ĐiÁu chỉnh sao cho UFII = UL Khi UFII trùng pha và cùng thứ tự pha vãi UL thì không có đián áp đặt nên các đèn nên chúng sẽ tßi N¿u tần sß máy phát và l°ãi không bằng nhau thì các vect¡ đián áp l°ãi và máy phát sẽ quay vãi các tßc đá góc khác nhau, góc lách pha a giữa chúng sẽ thay đổi từ 0 đ¿n 1800, đián áp đặt lên các đèn sẽ thay đổi từ 0 đ¿n hai lần đián áp pha và đèn sẽ lần l°ÿt sáng tßi,

sự sai khác vÁ đián áp giữa máy phát và l°ãi càng lãn thì các đèn sáng

tßi càng nhanh Khi đèn tßi t°¡ng đßi lâu khoÁng 3 đ¿n 5 giây thì ng°ßi

ta đóng máy phát đián vào l°ãi Để đóng máy chính xác h¡n ng°ßi ta

mắc thêm mát voonmet chỉ không( có điểm không á giữa thang đo)

- Ph°¡ng pháp ánh sáng đèn quay

Ta nßi 3 đèn á ba vị trí : (A-A2), (B-C2), (C-B2)

Đá thị véc t¡ đián áp nh° Hình 18-04-9

Hình 18-04-9 Đá thị véc t¡ đián áp

N¿u á vị trí nh° hình 11 thì đèn 1 tßi mß, đèn 2 sáng nhiÁu, đèn 3 sáng

vừa à vị trí A-A2 thì dÁn 1 tắt đèn 2 và 3 sáng bằng nhau k¿t hÿp vãi vônmet chỉ không có thể đóng máy hoà đáng bá

N¿u n’>n thì đèn mát sáng dần lên đèn 2 sáng nhiÁu lên đèn 3 sáng y¿u đi

Vậy n¿u :

n’>n ánh sáng quay từ 1-2-3

18

n’<n ánh sáng quay từ 1-3-2

n’=n đèn 1 tắt

Do đó nhìn chiÁu quay của đèn có thể bi¿t đ°ÿc cần phÁi tăng hay giÁm

tßc đá của máy phát sắp ghép vãi l°ãi để gần đ¿n vận tßc đáng bá

b) Hoà đáng bá kiểu đián từ

Cát đáng bá dùng ba đáng há để kiểm tra điÁu kián hoà đáng bá

- Hai vôn met để kiểm tra đián áp UL và UF

- Hai hec met để kiểm tra tần sß fL và fF định hoà đáng bá Khi fL = fF và kim quay chậm thì thßi điểm đóng cầu dao là lúc kim trùng vãi đ°ßng

thẳng đứng và h°ãng lên trên

6.3 Ph°¡ng pháp tự đáng bá

Th°ßng chỉ sử dāng vãi các máy phát đián công suất nhỏ có thể đóng vào l°ãi theo ph°¡ng pháp tự đáng bá sau: Nßi m¿ch kích từ qua mát đián trá để tránh dòng đián cÁm ứng á dây quấn rô to lãn, cầu dao D2 đóng vÁ phía đián trá Quay roto đ¿n gần tßc đá đáng bá , đóng D1 để nßi máy phát vào l°ãi đián khi ch°a có kích từ, máy sẽ làm viác đáng bá, Tuyát đßi không đ°ÿc đóng stato của máy phát đián vào l°ãi theo

ph°¡ng pháp tự đáng bá khi m¿ch kích từ há m¿ch vì lúc ấy trong cuán dây kích từ sẽ cÁm ứng ra mát suất đián đáng lãn có thể làm hỏng cách đián

Ph°¡ng pháp tự đáng bá cho phép hoà đáng bá nhanh chóng khi cần sử

lý khẩn cấp tuy nhiên khuy¿t điểm là dòng đián đóng cầu dao khá lãn

Hình 18-04-11 Ph°¡ng pháp tự đáng bá

19

7 Đáng c¡ và máy bù đáng bá

Māc tiêu:

- Hiểu và phân tích nguyên lý cấu t¿o và ho¿t đáng của đáng c¡

đáng bá - Hiểu cấu t¿o và nguyên lý ho¿t đáng của máy bù đáng

Tác dāng t°¡ng hß giữa từ tr°ßng stato và từ tr°ßng rôto sẽ có lực tác dāng lên rôto Khi từ tr°ßng stato quay vãi tßc đá n1, lực tác dāng ấy

sẽ kéo rôto quay vãi tßc đá n = n1 Ví dā n¿u tần sß f = 50 héc, và sß đôi

(4-16)

U E0 j I X đb

Hình 18-04-12 Từ tr°ßng quay của stator

20 7.2 Máy bù đáng bá

Máy bù đáng bá thực chất là đáng c¡ đián đáng bá làm viác không

tÁi vãi dòng đián kích từ đ°ÿc điÁu chỉnh để phát hoặc tiêu thā công suất

phÁn kháng do đó duy trì đ°ÿc đián áp quy định của l°ãi đián á khu vực

tập chung há đián Ch¿ đá làm viác bình th°ßng của máy bù đáng bá là

ch¿ đá kích thích phát công suất đián cÁm vào l°ãi đián hay nói khác đi tiêu thā công suất đián dung của l°ãi đián à tr°ßng hÿp này máy bù đáng bá có tác dāng nh° mát bá tā đián và đ°ÿc gọi là máy phát công

suất phÁn kháng

Khi tÁi của các há dùng đián giÁm, đián áp của l°ãi tăng thì máy bù đáng

bá làm viác á ch¿ đá thi¿u kích thích tiêu thā công suất phÁn kháng của l°ãi đián và gây thêm đián áp r¡i trên đ°ßng dây để duy trì đián áp khỏi tăng quá mức quy định Viác điÁu chỉnh dòng đián kích thích để duy trì đián áp cúa l°ãi không đỏi th°ßng đ°ÿc ti¿n hành tự đáng Máy bù đáng

bá tiêu thā rát ít công suất tác dāng vì công suất đó chỉ dùng để bù vào các tổn hao trong nó

Máy bù đáng bá th°ßng có cấu t¿o theo kiểu cực lái Để dß má máy mặt

cực đ°ÿc ch¿ t¿o bằng thép nguyên khßi trên có đặt dây quấn má máy Trong tr°ßng hÿp má máy trực ti¿p gặp khó khăn thì phÁi h¿ đián áp má máy hoặc dùng đáng c¡ không đáng bá rô to dây quấn để kéo máy bù đáng bá đ¿n tßc đá đáng bá Trāc của máy bù đáng bá có thể nhỏ vì không kéo tÁi c¡ Do mô men cÁn trên trāc nhỏ nên yêu cầu làm viác ổn định vãi l°ãi đián không bức thi¿t Do đó có thể thi¿t k¿ ch Xd lãn, khe há

nhỏ nên có thể giÁm sức từ đáng và dây quấn kích từ khi¿n cho kích thích máy nhỏ h¡n

21 Ch°¡ng 2 MÁY ĐIàN MàT CHIÀU

1 Đ¿i c°¡ng vÁ máy đián mát chiÁu

Trong nÁn sÁn xuất hián đ¿i máy đián mát chiÁu vẫn luôn luôn chi¿m mát vị trí quan trọng, bái nó có các °u điểm sau:

Đßi vãi đáng c¡ đián mát chiÁu: Ph¿m vi điÁu chỉnh tßc đá

ráng, bằng phẳng vì vậy chúng đ°ÿc dùng nhiÁu trong công nghiáp dát,

giấy, cán thép,…

Máy phát đián mát chiÁu dùng làm nguán đián mát chiÁu cho đáng c¡ đián mát chiÁu, làm nguán kích thích từ cho máy phát đián đáng

bá, dùng trong công nghiáp m¿ đián,…

Nh°ÿc điểm: Giá thành đắt do sử dāng nhiÁu kim lo¿i màu,

ch¿ t¿o và bÁo quÁn cổ góp phức t¿p

2 Cấu t¿o của máy đián mát

chiÁu Māc tiêu:

- Hiểu đ°ÿc cấu t¿o của máy đián mát chiÁu

- Hiểu chức năng từng bá phận của máy đián mát chiÁu

K¿t cấu của máy đián mát chiÁu có thể phân làm hai thành phần chính

là phần tĩnh và phần quay

- Phần tĩnh hay Stator: Đây là cực từ đứng yên của máy nó gám các bá

phận chính sau:

+ Cực từ chính

Là bá phận sinh ra từ tr°ßng gám có lõi sắt cực từ và dây quấn kích

từ láng ngoài lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ (1) làm bằng thép lá kỹ thuật đián hay thép các bon dầy 0,5 đ¿n 1mm ghép l¿i bằng đinh tán Lõi mặt

cực từ (2) đ°ÿc kéo dài ra (lõm vào) để tăng thêm đ°ßng đi của từ tr°ßng Vành cung của cực từ th°ßng bằng 2/3Ç (Ç: B°ãc cực, là khoÁng cách giữa hai cực từ liên ti¿p nhau) Trên lõi cực có cuán dây kích từ (3), trong đó có dòng mát chiÁu ch¿y qua, các dây quấn kích từ đ°ÿc quấn

bằng dây đáng mßi cuán đÁu đ°ÿc cách đián kỹ thành mát khßi, đ°ÿc đặt trên các cực từ và mắc nßi ti¿p vãi nhau Cuán dây đ°ÿc quấn vào

khung dây (4), th°ßng làm bằng nhựa hóa học hay giấy bakêlit cách đián Các cực từ đ°ÿc gắn chặt vào thân máy (5) nhß những bu lông (6)

22

Hình 18-05-1 Cực từ chính + Cực từ phā

Đ°ÿc đặt giữa cực từ chính dùng để cÁi thián đổi chiÁu, triát tia

lửa trên chổi than Lõi thép của cực từ phā cũng có thể làm bằng thép

khßi, trên thân cực từ phā có đặt dây quấn, có cấu t¿o gißng nh° dây

quấn của cực từ chính Để m¿ch từ của cực từ phā không bị bão hòa thì khe há của nó vãi rotor lãn h¡n khe há của cực từ chính vãi rotor

Hình 18-05-2 Cực từ phā + Vỏ máy (Gông từ)

Làm nhiám vā k¿t cấu đáng thßi dùng làm m¿ch từ nßi liÁn các

cực từ Trong máy đián nhỏ và vừa th°ßng dùng thép tấm để ußn và hàn

l¿i Máy có công suất lãn dùng thep đúc có từ 0,2-2% chất than

+ Các bá phận khác

- Nắp máy: để bÁo vá máy bị những vật ngoài r¡i vào làm h°

hỏng dây quấn Trong máy đián nhỏ và vừa nắp máy có tác dāng làm giá

đỡ ổ bi

- C¡ cấu chổi than: Để đ°a đián từ phần quay ra ngoài hoặc ng°ÿc

l¿i

23

Hình 18-05-3 C¡ cấu chổi than

- Phần quay hay Rotor

a) Lõi sắt phần ứng

Để dẫn từ th°ßng dùng thép lá kỹ thuật đián dầy 0,5mm có s¡n cách đián hai mặt rái ép chặt l¿i để giÁm tổn hao do dòng đián xoáy gây nên Trên các lá thép có dập các rãnh để đặt dây quấn Rãnh có thể hình thang, hỉnh quÁ lê hoặc hình chữ nhật,…

Hình 18-05-4 Lõi thép phần ứng b) Dây quấn phần ứng

Là phần sinh ra sức đián đáng và có dòng đián ch¿y qua Dây

quấn phần ứng th°ßng làm bằng dây đáng có bọc cách đián Trong máy đián nhỏ th°ßng dùng dây có ti¿t dián tròn, trong máy đián vừa và lãn có

thể dùng dây ti¿t dián hình chữ nhật Dây quấn đ°ÿc cách đián cẩn thận

vãi rãnh và lõi thép Để tránh cho khi quay bị văng ra ngoài do sức ly tâm,

á miáng rãnh có dùng nêm để đè chặt và phÁi đai chặt các phần đầu nßi dây quấn Nêm có thể dùng tre gß hoặc ba kê lit

c) Cổ góp

Dây quấn phần ứng đ°ÿc nßi ra cổ góp Cổ góp th°ßng đ°ÿc làm bái nhiÁu phi¿n đáng mỏng đ°ÿc cách đián vãi nhau bằng những

tấm mi ca có chiÁu dày từ 0,4 đ¿n 1,2mm và hÿp thành mát hình trā tròn

(Hình 18-05-8) Hai đầu trā tròn dùng hai vành ép hình chữ nhật V ép

chặt l¿i, giữa vành ép và cổ

24 góp có cách đián bằng mi ca hình V Đuôi cổ góp cao h¡n mát ít để hàn

các đầu dây của các phần tử dây quấn vào các phi¿n góp đ°ÿc dß dàng

Hình 18-05-5 Hình cắt dọc của cổ ghóp d) Chổi than

Máy có bao nhiêu cực có bấy nhiêu chổi than Các chổi than

d°¡ng đ°ÿc nßi chung vãi nhau để có mát cực d°¡ng duy nhất

T°¡ng tự đßi vãi các chổi than âm cũng vậy

e) Các bá phận khác

- Cánh qu¿t dùng để qu¿t gió làm nguái máy

- Trāc máy, trên đó có đặt lõi thép phần ứng, cổ góp, cánh qu¿t

và ổ bi Trāc máy th°ßng đ°ÿc làm bằng thép các bon tßt

3 Nguyên lý làm viác c¡ bÁn của máy đián mát chiÁu

- Phân tích đ°ÿc nguyên lý ho¿t đáng của đáng c¡ và máy phát đián mát chiÁu

- Vẽ đ°ÿc s¡ đá nguyên lý ho¿t đáng á ch¿ đá đáng c¡ và máy phát

Ng°ßi ta có thể định nghĩa máy đián mát chiÁu nh° sau: Là

mát thi¿t bị đián từ quay, làm viác dựa trên nguyên lý cÁm ứng đián từ để

bi¿n đổi c¡ năng thành đián năng mát chiÁu (máy phát đián) hoặc ng°ÿc

l¿i để bi¿n đổi đián năng mát chiÁu thành c¡ năng trên trāc (đáng c¡ đián)

3.1 Máy phát đián

25

Hình 18-05-6 Nguyên lý ho¿t đáng của máy phát đián Máy gám mát khung dây abcd hai đầu nßi vãi hai phi¿n góp, khung dây và phi¿n góp đ°ÿc quay quanh trāc của nó vãi mát vận tßc không đổi trong từ tr°ßng của hai cực nam châm Các chổi than A và B đặt cß định và luôn luôn tì sát vào phi¿n góp Khi cho khung quay theo định luật cÁm ứng điÁn từ trong thanh dẫn sẽ cÁm ứng nên sức đián đáng theo định luật Faraday ta có:

e = B.l.v (V) B: Từ cÁm n¡i thanh dẫn quét qua; T L: ChiÁu dài của thanh dẫn nằm trong từ tr°ßng; m V: Tßc đá dài của thanh dẫn; m/s

ChiÁu của sức đián đáng đ°ÿc xác định theo qui tắc bàn tay phÁi nh°

vậy theo hình vẽ sức đián đáng của thanh dẫn cd nằm d°ãi cực S có chiÁu đi từ d đ¿n c, còn thanh ab nằm d°ãi cực N có chiÁu đi từ b đ¿n a

N¿u m¿ch ngoài khép kín qua tÁi thì sức đián đáng trong khung dây sẽ sinh ra á m¿ch ngoài mát dòng đián ch¿y từ A đ¿n B N¿u từ cÁm B phân

bß hình sin thì e bi¿n đổi hình sin d¿ng sóng sức đián đáng cÁm ứng trong khung dây nh° hình 5.3a Nh°ng do chổi than vãi thanh dẫn nằm d°ãi cực S nên dòng đián m¿ch ngoài chỉ ch¿y theo chiÁu từ A đ¿n B Nói cách khác sức đián đáng xoay chiÁu cÁm ứng trong thanh dẫn và dòng đián t°¡ng ứng đã đ°ÿc chỉnh l°u thành sức đián đáng và dòng

đián mát chiÁu nhß há thßng vành góp và chổi than, d¿ng sóng sức đián đáng mát chiÁu á hai chổi than nh° hình 5.3b Đó là nguyên lý làm viác

của máy phát đián mát chiÁu

26 3.2 Đáng c¡ đián

a) Từ cÁm hay sức đián đáng hình sin Trong khung dây tr°ãc chỉnh l°u

Câu hỏi

1 Hãy định nghĩa máy phát đián mát chiÁu?

2 Nêu cấu t¿o của máy phát đián mát chiÁu?

3 Trình bày nguyên lý làm viác của máy phát đián và đáng c¡ đián

mát chiÁu?

4 Nêu các đ¿i l°ÿng định mức của máy đián mát chiÁu và ý nghĩa

của chúng?

27

4 Từ tr°ßng và sức đián đáng của máy đián mát

chiÁu Māc tiêu:

- Hiểu từ tr°ßng của máy đián mát chiÁu

- Bi¿t tính sức đián đáng cÁm ứng của máy đián mát

chiÁu Sức đián đáng cÁm ứng trong dây quấn phần

ứng

Cho mát dòng đián kích thích vào dây quấn kích thích thì trong khe há sinh ra mát từ thông §· Khi phần ứng quay vãi mát tßc đá nhất định nào đó thì trong dây quấn sẽ cÁm ứng mát suất đián đáng Sức đián đáng đó là sức đián đáng của m¿ch nhánh song song và bằng tổng sức đián đáng cÁm ứng của các thanh dẫn nßi ti¿p trong mát m¿ch nhánh đó

Sức đián đáng cÁm ứng của mát thanh dẫn: ex =

B·x.l·.v Trong đó:

B·x: Từ cÁm n¡i thanh dẫn x quét qua

l·: ChiÁu dài tác dāng của thanh dẫn v: Tßc đá dài của thanh dẫn

1 2 3

B ma

Vãi v là tßc đá dài của phần ứng

§·: từ thông d°ãi mßi cực từ trong khe há không khí: §· = B·.l·.Ç

2

60

a Trong đó: p: Sß d° cực từ kích thích

N: Tổng sß thanh dẫn của phần ứng n: Tßc đá quay của phần ứng (vòng/phút) a: Sß đôi m¿ch nhánh song song

Đặt CE = pN 60 : Há sß k¿t cấu của máy đián

a

Ta có: E° = CE.§·.n

5 Mô men và công suất đián từ

Māc tiêu:

- Tính đ°ÿc mômen đián từ của máy đián mát chiÁu

- Tính đ°ÿc công suất đián từ của máy đián mát chiÁu

Khi máy đián làm viác, trong dây quấn phần ứng sẽ có dòng đián ch¿y qua Tác dāng của từ tr°ßng lên dây dẫn có dòng đián sẽ sinh

ra mô men đián từ trên trāc máy Theo định luật Faraday, lực từ tác dāng nên thanh dẫn mang dòng đián là: f = B·.i°.l·

Trong đó

B·x: Từ cÁm n¡i thanh dẫn quét qua

l·: ChiÁu dài tác dāng của thanh dẫn

i°: dòng đián trong thanh dẫn (cũng là dòng đián trong mát

m¿ch nhánh song song)

Vãi i° = I°/2a

I°: dòng đián phần ứng; N: tổng sß thanh dẫn của phần ứng

D°: đ°ßng kính ngoài của phần ứng

Thì mô men đián từ của máy đián mát chiÁu là:

Mđt = f.N.D°/2 = B·.(l°/2a).l·.N.D°/2

Thay vào công thức tính mô men đián từ ta đ°ÿc: