Máy điện - Phần 5 Máy điện đồng bộ - Chương 2 docx

156 CHƯƠNG 2: CÁC QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ Mục tiêu :  Sinh viên hiểu được các loại từ trường và tác dụng của nó trong máy điện đồng bộ  Hiểu các quan hệ điện từ trong MĐĐB và tác động của nó trong máy phát và động cơ đồng bộ  Ứng dụng tính toán được các đại lựợng điện từ tương ứng I. TỪ TRƯỜNG CỦA DÂY QUẤN KÍCH THÍCH (dây quấn kích từ) 1. ĐỐI VỚI MÁY ĐIỆN CỰC LỒI a.Từ trườngvà phân bố từ trường dưới mỗi cực từ Máy điện đồng bộ có p đôi cực. Nếu ta gọi w t là tổng số các vòng dây quấn trên các cực từ và i t là dòng điện kích thích chạy trong dây quấn đó, thì sức tư øđộng của một cực từ là : p2 i w F tt t  Từ thông do s.đ.đ. đó sinh ra trong trường hợp p = 2 được trình bày trên hình 2-1, trong đó  t – từ thông chính đi qua khe hở  và móc vòng với dây quấn stato;  t – từ thông tản của cực từ. Sự phân bố của các đường từ lực ở mặt cực được trình bày trên hình 2-2a. Do khe hở giữa mặt cực và phần ứng không đều : nhỏ ở giữa cực và lớn ở mỏm cực, nên mật độ từ thông ở giữa mặt cực lớn hơn ở mỏm cực. Như vậy, từ cảm B t ở từng điểm dọc mặt cực tỷ lệ nghòch với chiều dài khe hở  ở điểm đó và vẽ được tương đối chính xác đường biểu diễn của B t dọc theo bước cực  như trên hình 2-2b (gần với hình sin). Do những khó khăn về gia công độ cong của mặt cực, nên không chế tạo được sự phân bố của từ cảm B t theo hình sin, nhưng đường phân bố từ cảm không sin đó có dạng một hàm điều hoà (gần sin) và do đó có thể phân tích thành sóng cơ bản (hình sin bậc 1) và sóng bậc cao. Trong máy đồng bộ, sóng cơ bản là chủ yếu và sẽ tạo nên các s.đ.đ. có tần số cơ bản ở dây quấn stato, còn các từ trường bậc cao của cực từ thường rất nhỏ, hơn nữa s.đ.đ. do chúng sinh ra còn bò giảm đi nếu chọn chính xác bước ngắn y và số rãnh của một pha ở một cực q của Hình 2-1. Từ trường của dây quấn kích thích của máy điện đồng bộ Hình2 -2. Từ trường do dây quấn kích thích ở khe hở của máy điện đồng bộ cực lồi Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM 157 dây quấn stato. Sự khác nhau giữa sóng cơ bản( hình sin bậc 1) với từ cảm B t (sóng điều hoà) được biểu thò bằng hệ số dạng sóng của từ trường. tm 1tm t B B k  trong đó : B tm1 – biên độ của sóng cơ bản. B tm – trò số cực đại của từ cảm. trò số này phụ thuộc vào trò số sức từ động cực từ và khe hở không khí  :    d to tm kk F B  ; với k  hệ số khe hở. k d – hệ số bão hòa dọc trục cực từ. Trò số của k t phụ thuộc vào tỷ số  m / và vào hệ số mặt cực  = b c /. Thông thường  m / = 1  2,5;  = 0,67  0,75 và k t = 0,95  1,15. b.Quan hệ giũa các đại lượng từ (B tm , F t ,: Theo lý thuyết kỹ thuật điện, từ cảm cực đại B tm do từ trường kích từ gây nên trong mạch từ của MĐĐB có trò số:    d to tm kk F B  Từ quan hệ giữa từ trường sóng cơ bản (hìn sin bậc nhất) với từ trường kích từ trên, ta có: t d to tmt1tm k kk F BkB     = t tr d o k p2 i w kk    trong đó k  - hệ số khe hở; k d – hệ số bão hòa dọc trục cực từ. k t - hệ số dạng sóng ( lựa chọn khi thiết kế) Từ thông cực từ(theo tính toán kỹ thuật điện) ứng với sóng cơ bản của cực từ bằng :  t1 =  2 B tm1  l  =   o     d kk l t tt i p k w c.Tác động của từ trường kích từ:  Tạo s.đ.đ hỗ cảm ở dây quấn stato Khi rôto quay với vận tốc góc  = 2f thì từ thông móc vòng do sóng cơ bản của từ trường kích từ đó với dây quấn stato( có w vòng dây một pha và hệ số dây quấn k dq )sẽ biến đổi theo quy luật hình sin, có trò số tức thời :  tưd = wk dq  t1 cost Vậy s.đ.đ trong dây quấn phần ứng stato chính là s.đ.đ. hỗ cảm có trò số: e o = - dt d tưd  = wk dq  t1 sint = E om sint trong đó : E om = wk dq      d o kk l t tt i p k w = M ưd I t = x ưd i t Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM 158 Vậy hệ số hỗ cảm của dây quấn kích thích và dây quấn phần ứng. M ưd = p k w k w kk l ttdq d o     và điện kháng hỗ cảm tương ứng: x ưd = M ưd Như vậy, khi MĐĐB làm việc không tải, từ trường dây quấn kích từ tạo nên sđđ không tải E o do hiện tượng hỗ cảm . Trò số E o = E om / 2 = wk dq  t1 / 2 = 2fwk dq  t1 / 2 = 4,44wf k dq  o . với  o =  t1 (thường gọi là từ trường không tải)  Tạo Sđđ tự cảm trong dây quấn kích từ(rôto) : Nếu xét đến hiện tượng tự cảm xảy ra trong dây quấn kích từ rôto, ta xét như sau: do từ thông tản của cực từ và từ thông khe hở không khí khi máy làm việc cũng biến thiên qua dây quấn kích từ, nên trong dây quấn kích từ cũng xuất hiện sức điện động (sđđ tự cảm) do hai từ thông đó gây nên Hiện tượng tự cảm này tạo nên sđđ tự cảm E t trong dây quấn kích từ rôto, có trò số: E t =( Lt ) i t = X t i t . với X t l là điện kháng của dây quấn kích từ Hệ số tự cảm của dây quấn kích thích được suy ra từ toàn bộ từ thông móc vòng với bản thân dây quấn kích thích và bằng : L t = L t + L t Trong đó : L t – hệ số tự cảm của dây quấn kích thích ứng với từ thông tản của cực từ. Biểu thức của nó cho trong các tài liệu thiết kế. L t – hệ số tự cảm của dây quấn kích thích ứng với từ thông khe hở  t của cực từ. Nếu gọi k  là hệ số có trò số bằng tỷ số giữa các diện tích giới hạn bởi các đường cong 1 và 2 trên hình 2-2 với trục ngang thì:  t = k   t1 Kết hợp các biểu thức trên có thể suy ra:          kk p w kk l i w L t 2 t d o t tt t từ đó tính được trò số sđđ E t . Tuy rằng ảnh hưởng của E t không lớn đối với quá trình làm việc của máy điện , nhưng cần xem xét trong những trường hợp cần thiết. Hình 2-3. Từ trường ở khe hở của máy điện đồng bộ cực ẩn và cách xác đònh biên độ sóng cơ bản của từ trường đó Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM 159 2. ĐỐI VỚI MÁY ĐIỆN CỰC ẨN Phương pháp phân tích từ trường tương tự như trường hợp cực lồi. Điểm khác biệt chủ yếu là đường phân bố từ cảm cực ẩn, và do đó cách tính toán xác đònh các đại lượng từ phù hợp được tiến hành như sau: Do đường biểu diễn từ cảm B t của cực từ có dạng hình thang như trên hình 2-3, nên biên độ sóng cơ bản của từ trường đó được tính bằng:   tmtm 2 2 )1( 2 1 0 tm 2 2 t1tm B 2 2 sin 4 dcos) 2 (B 24 dcosB 4 dcosB 2 B                  Do đó 2 2 sin 4 B B k tm 1tm t     trong đó  là tỷ số giữa phần có quấn dây của bước cực và bước cực. Thường  = 0,6  0,85, vậy k t = 1,065  0,965. Hệ số hỗ cảm M ưd của dây quấn kích thích của máy đồng bộ cực ẩn cũng tính theo biểu thức tương tự máy điện cực lồi. Hệ số tự cảm của dây quấn kích thích ứng với từ thông khe hở L t cũng có thể tính được theo biểu thức tương tự máy cực lồi, trong đó k t tính theo k  có trò số: t k 3 2 1 2 k     II.TỪ TRƯỜNG CỦA PHẦN ỨNGVÀ PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG 1.TỪ TRƯỜNG PHẦN ỨNG Khi máy phát điện làm việc có tải, dòng điện trong dây quấn stato sẽ sinh ra từ trường của dây quấn stato hay từ trường phần ứng. Tùy theo tính chất của tải mà trục từ trường phần ứng sẽ tăng thêm hay giảm đi từ trường cực từ (từ trường không tải). Như vậy tác dụng của từ trường phần ứng với từ trường cực từ hay phản ứng phần ứng sẽ mang tính chất khác nhau tùy theo tính chất (trở, dung hay cảm) của tải. Ngoài ra vì trong máy điện cực ẩn khe hở là đều, còn trong máy điện cực lồi khe hở dọc trọc và ngang trục khác nhau, nên s.đ.đ. cảm ứng trong dây quấn phần tónh do từ trường phần ứng và các điện kháng của từ trường phần ứng ở hai loại máy đó hoàn toàn không giống nhau và cần được nghiên cứu riêng biệt. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM 160 2 PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG a. Tải thuần trở . Dòng điện ba pha trong dây quấn stato trùng pha với s.đ.đ. tương ứng  =   ( E  , I  ) = O 0 . Giả thử các s.đ.đ và dòng điện trong ba pha là hình sin và nếu xét ở thời điểm i A = I m thì đồ thò véctơ dòng điện và s.đ.đ như ở hình 2-4a. Ta hãy xét tương quan về không gian giữa từ trường phần ứng và từ trường cực từ trong trường hợp máy điện hai cực có m = 3 và mỗi pha được tượng trưng bởi một vòng dây. Trò số của các đòng điện bằng: 2 I ii;Ii m CBmA  và chiều của chúng trong các dây quấn A – X, B – Y, C – Z như trên hình 2- 4b. Như vậy vò trí không gian của từ trường quay của phần ứng F ư trong trường hợp đó có chiều trùng với trục của dây quấn pha A là pha có dòng điện cực đại. Vì từ thông xuyên qua pha A cực đại trước s.đ.đ trong pha đó một phần tư chu kỳ nên khi s.đ.đ của pha A cực đại (e A = E m ) thì cực từ đã quay được góc /2 so với vò trí trục cực từ trùng với trục pha A là lúc từ thông xuyên qua pha A có trò số cực đại. Như vậy vò trí không gian của trục cực từ là thẳng góc với trục của pha A, tức là thẳng góc với chiều của từ trường F ư (hình 2-4b). Ta có kết luận ở tải thuần trở, phương của F ư thẳng góc với phương của F t và phản ứng phần ứng là ngang trục. Hình 2-4a cũng trình bày các véctơ không gian F ư , F t cũng vẽ trên đồ thò véctơ thời gian của dòng điện và s.đ.đ. Hình 2-4. Đồ thò véctơ s.đ.đ (a) và quan hệ về không gian giữa các từ trường cực từ và từ trường phần ứng (b) ở tải thuần trở (  = 0) Hình 2-5. Đồ thò véctơ (a) và quan hệ về không gian giữa các từ trường cực từ và từ trường phần ứng (b) ở tải thuần cảm (  = + 90 o ) Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM 161 b.Tải thuần cảm tải thuần cảm, S.Đ.Đ. E vượt trước dòng điện I góc  = +90 o , nên ở thời điểm I A = I m thì cực từ đã quay thêm góc /2 so với vò trí của nó ở trường hợp tải thuần trở và được trình bày trên hình 2-5b. Ta thấy ở đây F ư và F t cùng phương (nghóa là dọc theo trục cực từ) nhưng ngược chiều nhau và phản ứng phần ứng là dọc trục khử từ. Đồ thò véctơ thời gian I, E và không gian F ư , F t ở trường hợp này trình bày trên hình 2-5a c. Tải thuần dung tải thuần dung, S.đ.đ E chậm sau I góc 90 o nghóa là  = -90 o , nên khi i A = I m thì cực từ còn phải quay thêm góc /2 nữa mới đến vò trí của nó ở hình 2-4b, nghóa là có vò trí như trên hình 2-6b. Ở đây chiều của F ư trùng với chiều F t và phản ứng là dọc trục trợ từ. Đồ thò véctơ tương ứng như trên hình 2-6a. d. Tả i hỗ n hợ p T rươ øng hợ p tải hổn hợp (R, L, C) Phản ứng phần ứng có thể phân tích F ư thành hai, thành phần dọc trục và ngang trục gồm: F ưd = F ư sin F ưq = F ư cos như trên hình 2-7. Ta thấy khi tải có tính cảm (0 <  < /2) phản ứng vừa ngang trục vừa khử từ. Cũng phân tích tương tự ta thấy, khi tải có tính dung (0 > > - /2) thì phản ứng phần ứng là ngang trục và trợ từ 3. QUAN HỆ GIỮA CÁC ĐẠI LƯNG TỪ PHẦN ỨNG. Ở trường hợp máy đồng bộ cực ẩn, khe hở giữa stato và rôto là đều và nếu mạch từ không bão hòa thì từ trở là hằng số. Như vậy nếu s.đ.đ. của dây quấn phần ứng phân bố hình sin thì từ cảm dọc khe hở cũng theo hình sin. Sự tương quan giũa các đại lượng từ phần ứng cũng tương tự như phần cảm( từ trường kích từ phía rôto). Vậy ta có: Hình 2-7. Đồ thò véctơ s.t.đ (a) và quan hệ về không gian giữa các từ trường cực từ và từ trường phần ứng (b) ở tải hỗn hợp (0 <  < 90 o ) Fưq Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM 162 I p wk 2m kk F kk B dq ư o ưm        và từ thông tương ứng: I p w 2m kk l2 lB 2 dq 2 ưmư          Từ thông  ư này quay đồng bộ với rôto và cảm ứng trong bản thân dây quấn phần ứng s.đ.đ: E ư =  2 fwk dq  ư và điện kháng tương ứng: p kw kk l mf4 I E x 2 dq 2 ư      Thường x * ư = 1,1  2,3. Ở máy đồng bộ cức lồi, khe hở giữa stato và rôto không đều nên tuy s.đ.đ. của phần ứng là hình sin nhưng từ cảm phân bố dọc khe hở là không sin. Sự phân bố không sin đó còn phụ thuộc vào góc  giữa E và I nghóa là phụ thuộc vào tính chất của tải, vì với mỗi góc  khe hở dọc theo sóng s.t.đ F ư có khác nhau. Để việc nghiên cứu được dễ dàng, ta phân tích s.t.đ F ư ở tải bất kỳ có góc  nào đó thành hai thành phần dọc trục và ngang trục và xét từ cảm theo hai hướng có từ trở xác đònh đó. Ta có:    sinI p wk 2m sinFF dq ưưd d dq I p k w 2m      cosI p wk 2m cosFF dq ưưd q dq I p k w 2m   trong đó I d = I sin và I q = I cos. Biên độ của F ưd và F ưq trùng với trục dọc và trục ngang của cực từ như trên hình 2-8. Nếu khe hở là đều thì từ cảm do chúng sinh ra sẽ phân bố hình sin (đường 1 trên hình 2-8) và có biên độ: ưd d o ưdm F kk B     ưq q o ưdm F kk B     Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM 163 Trên thực tế do khe hở không đều, từ cảm dọc và ngang trục B ưd và B ưq phân bố không sin (đường 2) và có thể phân tích thành các sóng cơ bản và các sóng bậc cao. Trong máy đồng bộ, các sóng bậc cao này rất nhỏ và có thể bỏ qua. Các sóng cơ bản có biên độ B ưdml , B ưqml nhỏ hơn B ưdm , B ưqm và được biểu thò bằng các hệ số sóng từ trường dọc và ngang trục phần ứng: ưdm 1ưdm ưd B B k  ưqm 1ưqm ưq B B k  Trò số của k ưd , k ưq phụ thuộc hệ số mặt cực ,     , m đã được tính sẵn và cho trong các tài liệu thiết kế. Cũng tính toán như đối với điện kháng của máy cực ẩn ta có: ưd 2 dq 2 d o d ưd ưd k p kw kk l mf4 I E x      ưq 2 dq 2 qq ưq ưq k p kw kk l mf4 I E x      Thường x ưd = 0,5  1,5; x ưq = 0,3  0,9. Hình 2-8. Từ trường phần ứng dọc trục (a) và ngang trục (b) trong máy điện cực lồi Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM 164 4*. QUI ĐỔI CÁC S.T.Đ TRONG MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ Ở chế độ xác lập của tải đối xứng, s.t.đ của phần ứng do dòng điện tải I sinh ra có tác dụng khử từ hoặc trợ từ đối với từ trường lúc không tải của cực do dòng điện i t sinh ra. Tác dụng khử từ hoặc trợ từ tương đương với một s.t.đ nhất đònh của cực từ. Để xét vấn đề nói trên, ta qui đổi s.t.đ phần ứng về s.t.đ cực từ và như vậy khi xét đến đặc tính của máy, ta có thể dùng chung đường cong không tải E = f(i t ). Ngược lại trong quá trình quá độ, s.t.đ. phản ứng thay đổi theo thời gian, dây quấn stato và rôto có quan hệ hỗ cảm như trong m.b.a. Lúc đó dây quấn stato có thể coi như dây quấn sơ cấp và dây quấn kích thích như dây quấn thứ cấp và như vậy cần phải qui đổi dây quấn kích thích về dây quấn phần ứng. Dưới đây ta xét trường hợp qui đổi s.t.đ. của phần ứng về s.t.đ cực từ. Việc qui đổi dựa trên cơ sở từ cảm hình sin do s.t.đ. phần ứng và s.t.đ. cực từ sinh ra phải bằng nhau: B tm1 = B ưm1 Đối với máy cực ẩn ta có: tttmt1tm F kk kBkB      và ưưm1ưm F kk BB      Kết hợp các biểu thức trên, có thể suy ra s.t.đ. phần ứng đã qui đổi về s.t.đ. cực từ (có thêm dấu phẩy): tưư t ư ư FFk k F 'F  trong đó : t ư k 1 k  Đối với máy cực lồi theo hướng dọc trục ta có: t d ttmt1tm F kk kBkB      và ưd d ưdưdmưd1ưdm F kk kBkB      Ở trường hợp này, s.t.đ. phần ứng dọc trục đã qui đổi về s.t.đ. cực từ: tdưd t ưd ưưd FkF k k F'F  trong đó: t ưd d k k k  Cũng như vậy, s.t.đ. phần ứng ngang trục đã qui đổi về s.t.đ. của cực từ: tqưq t ưq ưqưd FkF k k F'F  Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM 165 trong đó: t ưq q k k k  Các lượng k d , k q được gọi là các hệ số qui đổi phản ứng phần ứng. Các hệ số náy có thể biểu thò được bằng các biểu thức giải tích có liên quan với /, ,  m / đã được tính toán sẵn và lập thành các đường cong trong các tài liệu thiết kế. III. PHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN ÁP VÀ ĐỒ THỊ VÉCTƠ CỦA MĐĐB 1. TRƯỜNG HP MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ Chế độ làm việc của máy điện đồng bộ ở tốc độ quay n = const được thể hiện thông qua các quan hệ giữa các đại lượng E, U, I, I t , cos  .Trong đó các quan hệ chính được suy ra từ phương trình cân bằng điện áp của máy. Ở tải đối xứng ta có thể xét riêng cho 1 pha và suy ra cho hai pha còn lại và phương trình cân bằng điện áp tổng quát của một pha có dạng sau đây: Đối với máy phát điện đồng bộ: )jxr(IEU ưư     Đối với động cơ điện đồng bộ (hoặc máy bù đồng bộ): )jxr(IEU ưư      Trong đó: U là điện áp ở đầu cực máy; r ư và x ư – điện trở và điện kháng tản từ của dây quấn phần ứng; E  - s.đ.đ. cảm ứng trong dây quấn do từ trường khe hở. Như ta đã biết, từ trường khe hở lúc có tải là do từ trường cực từ F t và từ trường phản ứng F ư sinh ra. Khi mạch từ của máy không bão hòa có thể xem như các từ trường F t , F ư độc lập sinh ra trong dây quấn các s.đ.đ. E (sđđ không tải E 0 ), E ư và ứng dụng các nguyên lý xếp chồng ta có: ư EEE     (chú ý :Khi mạch từ của máy bão hòa thì nguyên lý xếp chồng nói trên không áp dụng được. Trong trường hợp đó phải xác đònh từ trường tổng ưo FF   và từ thông tổng ở khe hở F  sau đó suy ra s.đ.đ. E  ). Giả thử máy phát điện đồng bộ làm việc với tải đối xứng có tính cảm 0 <  < 90 o . a.Trong trường hợp máy phát điện cực ẩn đem kết hợp các biểu thức quan hệ trên, ta có phương trình cân bằng điện áp sau: Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM [...]... đồng bộ ba pha dây quấn stato nối hình sao, dòng điện phụ tải là 25 0 A; cos  = 0, 85; Ud = 6,3 kV; Ed = 6, 65 kV Bỏ qua điện trở dây quấn stato Hãy tính: 1 Điện kháng đồng bộ xđb của máy phát 2 Góc lệch pha  giữa sức điện động và điện áp pha của máy điện ĐS: 1/ xđb = 1,36  2/  = 4,5o Bài 3 Máy phát điện đồng bộ ba pha có các trò số: Pđm = 600 kW; m = 6,3 kV; điện trở của dây quấn phần ứng Rư = 2, 15. .. 22 o27’ Thay các trò số đó vào (2 4-1 4) được: 1,87  1 1 1 1 Pđm  sin 2. 22 o 27 '  (  ) sin 2. 22 o 27 ' 1,1 2 0, 75 1,1 = 0, 65 + 0, 15 = 0,8 Ta thấy rằng Pu* = 0, 15 và chỉ chiếm 19% công suất của máy Ở trên là biểu thức toán học của công suất tác dụng P = f() trong điều kiện E (hoặc it) không đổi và điện áp U của máy điện ở đầu cực máy không đổ i Cần chú ý rằng do bỏ qua tổn hao đồng trên dây quấn phần. .. o I o o Do dòng điện I chậm pha so với điện áp U of một góc  o E of : sức điện động pha không tải, vì máy phát nối sao nên: U of 398, 4 Eof = 3 = 3 = 23 0 (V) Từ đồ thò vectơ suy ra giá trò điện áp trên điện kháng đồng bộ: Với Ud = 380 V suy ra Uf = 22 0 V khi có tải I.xđb = E of 2  (U f cos  )2 - Uf.sin  Từ cos  = 0,8 suy ra sin  = 0,6 M Do đó: I.xđb = 23 0 2  (22 0.0,8) 2 -t 220 .0,6 = 16,8 P HC... 4 Cho một máy phát điện đồng bộ ba pha cực lồi Pđm = 8 750 kW; m = 6,3 kV; bộ dây quấn nối sao có xd = 17  ; xq = 9  ; rư = 0, làm việc ở tải đònh mức cos  đm = 0,8 Hãy tính: 1 Trò số của xd, xq trong hệ đơn vò tương đối 2 Sức điện động Eo và góc pha ứng với tải đònh mức ĐS: 1/ xd* = 1 ,23 ; xq* = 0,646 2/ Eo = 12 ,51 kW;  = 20 o5, Bài 6: Cho máy phát điện đồng bộ ba pha Pđm = 50 0 kW; m = 52 5 V; dây... kháng của máy phát điện và động cơ điện đồng bộ giống nhau và có dạng như trình bày trên hình 21 8 Ta thấy - <  < +, máy phát công suất phản kháng vào lưới điện Ngoà i phạm vi trên của , máy tiêu thụ công suấ t phản kháng lấy từ lưới điện Hình 2 - 18 Đặ c tính góc công suất phản kháng của máy điện đồng bộ cực lồi CÂU HỎI  Có bao nhiêu loại tải trong máy điện đồ ng bộ ? Nêu đặc điểm phản ứng phần ứng... đònh mức là: ng D Truo 25 25 n © 1000 = 25 0 (kW) Pcơa= quye Pđm = n B 100 100 Công suất tác dụng động cơ tiêu thụ khi phụ tải bằng 25 % mômen đònh mức: P1 = Pcơ + P = 25 0 +170 = 420 (kW) Công suất phản kháng động cơ có thể phát ra cho mạng điện: 2 2 Q1 = Sđm  P1 = 101 02  420 2 = 918,6 (kVAr) Với công suất biểu kiến: P 1000 Sđm = đm = = 1010 (kVA) 0,99 cos BÀI TẬP 4 Một máy phát điện tuabin nước có... phát điện đồng bộ ba pha cực ẩn, dây quấn stato nố i sao, điện áp không tải Uof = 398,4 V Khi dòng điện không tải I = 6 A, cos  = 0,8, (chậm sau) thì điện áp Ud = 380 V Thông số dây quấn stato như sau: điện trở rư  0, điện kháng tản xư = 0 ,2  Tính sức điện động pha máy phát khi không tải Tính điện kháng đồng bộ xđb và điện kháng phần ứng xư Gợi ý Uo: điện áp dây không tải của 1 pha Điện kháng đồng. .. T y th (  ) am K ph Điện kháng đồng bộ khi dòng điệDH Su6 A là: nI= g n Truo n ©16,8 = 16,8 = 2, 68 u đb qxye = I 6 Ban Điện kháng phần ứng là: xư = xđb - xư = 2, 68 – 0 ,2 = 0,48 (  ) (  ) BÀI TẬP 2 Một máy phát điện đồ ng bộ ba pha cực ẩn có Sđm = 150 0 kVA, ;m = 6600 V; f = 50 Hz, cos  đm = 0,8; dây quấn stato đấu sao, điện trở dây quấn stato r = 0, 45  ; điện kháng đồ ng bộ xđb = 6  a/ Một tải... và rôto: Hình 2- 1 4 Giản đồ năng lượng của máy phát điện đồng bộ (a) và động cơ điện đồng bộ Pđt = P1 – (pcơ + pt + pf) Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 169 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Công suất điện P2 ở đầu ra sẽ bằng công suất điện từ trừ đi tổn hao đồng pCu trên dây quấn phần ứng và tổn hao sắt từ pFe: P2 = Pđt – pCu - pFe Đối với động cơ điện thì quá trình... lượng của máy phát điện và động cơ điện đồng bộ trình bày trên hình 2- 1 4 Ta thấy ở trường hợp động cơ điện, công suất điện từ Pđt truyền qua từ trường từ stato sang rôto, ngoài ra tổn hao kích từ pt lấy từ công suấ t điện của mạng khác với ở trường hợp máy phát điện, lấy từ cống suất cơ trên trục V CÁC ĐẶC TÍNH GÓC CỦA MÁ Y ĐIỆN ĐỒNG BỘ Giả thử tốc độ quay n của máy và điện áp U của mạng điện là không .  đm = 22 o 27 ’. Thay các trò số đó vào (2 4-1 4) được: &apos ;27 22. 2sin) 1,1 1 75, 0 1 ( 2 1 &apos ;27 22. 2sin 1,1 1 87 , 1 P oo đm     = 0, 65 + 0, 15 = 0,8 Ta thấy rằng P u* = 0, 15 và chỉ. 22 )8,0 .22 0 (23 0  - 22 0.0,6 = 16,8 (  ). Điện kháng đồng bộ khi dòng điện I = 6 A là: x đb = I 8 , 16 = 6 8,16 = 2, 68 (  ). Điện kháng phần ứng là: x ư = x đb - ư x  = 2, 68. (p cơ + p t + p f ) Hình 2- 1 2. Đồ thò Pôchiê của máy phát điện đồng bộ Hình 2- 1 4 Giản đồ năng lượng của máy phát điện đồng bộ (a) và động cơ điện đồng bộ Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu