Bài giảng máy điện I - Phần 1 Máy điện một chiều - Chương 6 docx

MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU CHƯƠNG : MÁY PHÁT MỘT CHIỀU  6.1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN  6.2: ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA MÁY PHÁT MỘT CHIỀU  6.3: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG  6.4: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ NỐI TIẾP  6.5: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ HỖN HỢP  6.6: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU LÀM VIỆC SONG SONG Back Phần I Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  6.1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN Phân loại: Tuỳ theo phương pháp kích thích cực từ MFMC phân thành loại: I U a) Máy phát điện chiều kích từ độc lập: Iư b) Máy phát chiều tự kích: U U U Iktnt I I I Ikt I Iư Ikt Hình a Iư Iư Iktss Hình b Hình c + Máy phát chiều kích thích song song: I = Iư + Ikt (hình a) + Máy phát chiều kích thích nối tiếp: I = Ikt = Iư (hình b) + Máy phát chiều kích thích hỗn hợp: I = Iư + Iktss (hình c) Trong trường hợp cơng suất kích thích chiếm 0,3  0,5% Pđm Next Back Chương MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Phương trình cân mơ men: Ta có: P1 = pcơ + pFe + Pđt P1 P co  P Fe P dt hay: M = M + M Chia vế cho : q đt      Trong đó: Mq mơmen máy phát điện M0 mômen cản không tải Mđt mômen điện từ Nếu đặt M0 + Mđt = MCT (mơmen cản tĩnh) phương trình cân mơmen là: Mq = MCT Phương trình cân điện áp: pcơ pFe pcu P2 = Pđt - (pcu + pf) U.Iư = Eư.Iư - (Iư2rdq + UtxIư) P1 Pđt   U tx   U  E ­  I ­  rdq   I­    U tx Đặt r­  rdq  điện trở mạch phần ứng  U = Eư - Iưrư I­ Back Chương P2 Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Các đặc tính máy phát chiều: Có dạng đặc tính: + Đặc tính khơng tải: U0 = E = f(Ikt) + Đặc tính ngắn mạch: In = f(Ikt) + Đặc tính ngồi: U = f(I) + Đặc tính phụ tải: U = f(Ikt) + Đặc tính điều chỉnh: Ikt = f(Iư) Back I = 0, n = const U = 0, n = const Ikt = const, n = const Iư = const, n = const U = const, n = const Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 6.2: NHỮNG ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA MÁY PHÁT MỘT CHIỀU Đặc tính khơng tải: U = f(Ikt) I = 0, n = const Đặc tính xác định thực nghiệm theo sơ đồ thí nghiệm U A V B Iư -Iktm A Ikt Iktm Ikt B’ A' Khi I =  U = Eư = Ce..n = Ce’.  Đặc tính lặp lại dạng đường cong từ hoá riêng máy điện Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Đặc tính ngắn mạch: In = f(Ikt) Khi U = 0, n = const In (1): Máy khử từ dư (2): Máy chưa khử từ dư - Do U = ta có Eư = IưRư nghĩa tồn sức điện động sinh để bù đắp cho sụt áp mạch phần ứng (2) (1) Ikt - Mặt khác: dòng ngắn mạch hạn chế (1,25  1,5)Iđm Rư nhỏ Eư nhỏ  Ikt tương ứng nhỏ  mạch từ khơng bão hồ Do Eư tỷ lệ tuyến tính với Ikt nên I tỷ lệ với Ikt  đặc tính có dạng đường thẳng Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU E,I Dựng tam giác đặc tính (1): đặc tính khơng tải (2): đặc tính ngắn mạch E,I U (1) I (2) I (2) U (1) Inm=Iđm Enm A D Inm=Iđm Enm B C It B A C D It Giả sử ngắn mạch phần ứng có dịng Iđm tương ứng với dịng kích thích It = OC: phần OD để sinh sức điện động khắc phục điện áp rơi điện trở phần ứng Iđm.Rư = AD = BC; Phần lại DC = AB dùng để khắc phục phản ứng phần ứng lúc ngắn mạch.lệ với dòng điện phần ứng cạnh AB điều kiện ABC có cạnh BC tỷ mạch từ khơng bão hồ tỷ lệ với phản ứng phần ứng (tỷ lệ với I) gọi tam giác đặc tính Độ lớn AB phụ thuộc vào loại máy, lớn MĐMC khơng có cực từ phụ dây quấn bù máy có cực từ phụ dây quấn bù phản ứng phần ứng bị triệt tiêu, cạnh AB  MĐMC kích từ hỗn hợp, dây quấn nối tiếp có tác dụng trợ từ sức từ động lớn AB, nghĩa phần sức từ động triệt tiêu ảnh hưởng phản ứng phần ứng sức từ động để trợ từ cạnh AB nằm bên phải BC Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Đặc tính phụ tải: U = f(Ikt) U A Dạng đặc tính: (1): Đặc tính khơng tải (2): Đặc tính phụ tải Iư = const, n = const C A1 Rt (1) B V (2) Iư B1 C1 Ikt A Ikt  Đường (2) xác định biết đường (1) tam giác đặc tính: Giả sử biết tam giác đặc tính chế độ tải VD tải định mức tam giác ABC Ta đặt tam giác cho đỉnh A nằm đặc tính khơng tải, cạnh AB BC song song với trục hoành trục tung đồng thời tỷ lệ với phụ tải, tam giác dịch chuyển song song với đỉnh C vẽ nên đặc tính phụ tải Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Đặc tính ngồi: U = f(I) Khi Ikt = const, n = const Rt U Uđm = U0 - Uđm với điều kiện Ikt =Iktđm gọi độ biến đổi điện áp định mức: U  U dm U%  100%  5  15% U dm U0 V Uđm Uđm Eư Iư U A * Có thể dựng đặc tính ngồi từ đặc tính khơng tải tam giác đặc tính: Cho OP = Ikt = const PP' = UI = = Eư  điểm D Đặt tam giác ABC có AB BC theo tỷ lệ ứng với I = Iđm cho A nằm đặc tính khơng tải BC nằm đường thẳng đứng PP'  PC điện áp I = Iđm  ta có điểm D' vẽ góc phần tư thứ Ikt D U A D' I Iđm I Iđm Iđm/2 P' B C P Ikt MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Đặc tính điều chỉnh: Ikt = f(Iư) Khi U = const, n = const Đặc tính điều chỉnh cho ta biết cần phải điều chỉnh dịng kích thích để giữ cho điện áp đầu máy phát không thay đổi tải thay đổi Back Chương Ikt Iư Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  6.3: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG Điều kiện tự kích máy: Để đảm bảo máy tự kích cần có điều kiện sau: - Trong máy phải tồn lượng từ dư d = (2  3)% đm - Cuộn dây kích thích phải đấu chiều máy quay chiều để sinh dòng ikt > - Nếu tốc độ quay số điện trở mạch kích thích phải nhỏ điện trở tới hạn Hoặc điện trở mạch kích thích số tốc độ quay phải lớn tốc độ tới hạn rth rkt2 rkt1 U Nếu máy phát thoả U I A mãn điều kiện Iư q trình tự kích U = Iktrkt xảy sau: Ikt Ikt Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  Để hở mạch kích thích quay máy phát đến nđm Do máy tồn d nên dây quấn cảm ứng sức điện động E cực máy có điện áp U = (2  3)% Uđm U ' Nối kín mạch kích thích  mạch kích thích có: I kt  Dịng sinh từ thơng d’ tổng (d + d’ ) > d rkt sinh dòng kích thích lớn Cứ máy tăng kích từ  điện áp đầu cực tăng lên máy tiếp tục tự kích làm việc ổn định điểm A Nếu d’ ngược chiều với d máy khơng tự kích U Đặc tính ngồi: Uđm Uđm U = f(I) Ikt = const, n = const (1): Đặc tính ngồi MF kích từ độc lập (2): Đặc tính ngồi MF kích từ song song (2) (1) I Back Chương I0 Iđm Ith Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU U Đặc tính khơng tải: B Iktm Ikt Ikt Đặc tính điều chỉnh: Ikt = f(Iư) U = const, n = const (1): máy phát kích thích song song (2): máy phát kích thích độc lập (1) (2) Iư Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  6.4: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ NỐI TIẾP MFMC kích thích nối tiếp thuộc loại tự kích I Do dịng tải I = Iư = Ikt nên máy có lượng phụ thuộc U I nên ta xây dựng đặc tính ngồi: U = f(I) n = const - Khi I = Ith mạch từ bão hồ điện áp bắt đầu giảm - Vì tải tăng điện áp đầu cực máy phát thay đổi nhiều nên thực tế dùng loại máy Rt Ikt Iư U Ud Back Chương Ith Next I MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  6.5 MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ HỖN HỢP Máy phát chiều kích thích hỗn hợp có cuộn dây kích thích Tuỳ theo cách đấu dây mà ta có sơ đồ nối thuận nối ngược U I Iư Đặc tính ngồi: U = f(I) n = const Khi nối thuận điện áp giữ không đổi (đường (2)) Iktnt Iktss U (1) Khi bù thừa (đường 1) điện áp U0 (2) tăng tải tăng Điều có (3) (4) ý nghĩa quan trọng việc truyền tải điện xa I Nếu nối ngược dây quấn kích thích (đường (4)) tải tăng áp giảm nhanh so với máy phát kích thích song song (đường (3)) Back Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Đặc tính điều chỉnh: Đường (1) : Khi nối Ikt thuận dây quấn kích thích bù bình thường U (3) Back I (1) Iư (2) : Khi bù thừa (3) : Khi nối ngược dây quấn kích thích Iktnt (2) Iktss I Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  6.6: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU LÀM VIỆC SONG SONG Điều kiện ghép máy phát làm việc song song: Cùng cực tính: Sức điện động máy phát II phải điện áp U góp ghép máy phát kích thích hỗn hợp làm việc song song Nếu cần có điều kiện thứ 3: Nối dây cân điểm m n hình b V A A A A F2 F1 Hình a Back n m I F1 F2 Hình b Chương Next MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Phân phối chuyển tải máy phát điện: Ghép máy phát II làm việc song song với máy phát I Do E2=U nên máy II chưa tham gia phát điện toàn tải máy I đảm nhận Lúc đặc tính ngồi máy đường (1) (2) U (1) (2') EII=U (1') (2) I = II III II I = II+III Việc thay đổi EI EII cách biến đổi dịng kích từ IktI IktII cách thay đổi tốc độ quay động sơ cấp Back Chương Next ... v? ?i máy phát I Do E2=U nên máy II chưa tham gia phát ? ?i? ??n toàn t? ?i máy I đảm nhận Lúc đặc tính máy đường (1) (2) U (1) (2'') EII=U (1'' ) (2) I = II III II I = II+III Việc thay đ? ?i EI EII cách biến... Iktnt I I I Ikt I Iư Ikt Hình a I? ? I? ? Iktss Hình b Hình c + Máy phát chiều kích thích song song: I = I? ? + Ikt (hình a) + Máy phát chiều kích thích n? ?i tiếp: I = Ikt = I? ? (hình b) + Máy phát chiều. .. thích để giữ cho ? ?i? ??n áp đầu máy phát không thay đ? ?i t? ?i thay đ? ?i Back Chương Ikt I? ? Next MÁY ? ?I? ??N MỘT CHIỀU  6. 3: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG ? ?i? ??u kiện tự kích máy: Để đảm bảo máy tự