Giáo trình Máy điện 6.6 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN ÁP: 6.6.1 Máy phát điện: Khi đấu tải vào máy phát đồng bộ, dòng chạy vào dây quấn stator làm điện áp máy phát thay đổi Có nguyên nhân làm thay đổi điện áp: sụt áp điện trở phần ứng, sụt áp điện kháng phần ứng ảnh hưởng phản ứng phần ứng, hai nguyên nhân sau gộp lại đặc trưng điện kháng đồng (xđb) a/ Cực ẩn: Gọi U: điện áp hai đầu cực máy phát E0: sức điện động không tải sức từ động Ft gây nên : sức điện động phần ứng Φư gây nên = -jIxư Eδ = E0 + Eδư = -jIxδư với xδư : điện kháng tản dây quấn phần ứng U = Eδ – I(rư + jxδư ) = E0 + - I(rư + jxδư ) - jIxư U = E0 - I(rư + jxđb ) với xđb = xδư +xư Đồ thò vectơ tải tính cảm: U, I lệch pha góc ϕ, Irư pha I, Ixδư & Ixư sớm pha 900 so với I - jIxτư E0 Eτ - Irư U θ ψ ϕ I Trang Giáo trình Máy điện Bài tập: Vẽ đồ thò vetơ tải dung b/ Cực lồi: U = E0 – jIdxd – jIqxq – Irư Id = Isinϕ : dòng điện theo hướng dọc trục Iq = Icosϕ : dòng điện theo hướng ngang trục Điện kháng đồng theo hướng dọc trục : xd = xưd + xδư Điện kháng đồng theo hướng ngang trục : xq = xưq + xδư I rư Jixđb E0 - jIdxd - jIqxq + • E0 U - Irư Ztải U I - Mạch tương đương Máy phát ĐB ϕ Iq ψ Id Bài tập 1: Một máy phát điện đồng ba pha cực ẩn công suất 40 KVA; điện áp 208V; bỏ qua điện trở phần ứng; điện kháng đồng 0,45 Ω/ pha; đấu sao; tải có cosϕ = 0,8 trễ Tính : 1/ sức điện động pha máy phát 2/ phần trăm thay đổi điện áp đònh mức 6.6.2 Động điện: Khi máy điện đồng làm việc tình trạng động cơ, sức điện động E0 đóng vai & đặt vào động phải trò sức phản điện, có chiều ngược dòng điện Điện áp U cân với sức điện động E0 điện áp rơi & Irư , & Ix đb - jIxđb & = −E&0 + I&rư + j& U Ix đb & = − E&0 + & U I(rư + jx đb ) Thông thường động điện cực lồi nên: Irư • U • ϕ E0 • I Trang Giáo trình Máy điện U = Eδ + I(rư + jxδư) U = - E0 + jxdId + jIqxq + Irư I rư Jixđb Irư + jIqxq • E0 U U JIdxd θ -E0 Iq - Mạch tương đương động đồng ψ ϕ I Id 6.7 QUÁ TRÌNH NĂNG LƯNG TRONG MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ: 6.7.1 Máy phát: − Công suất máy phát nhận từ động sơ cấp: P1 P1 = Mω Pđt Pcơ + Tổn hao (Pcơ): ma sát, quạt gió, không phụ thuộc tải vận tốc không đổi Pf + Tổn hao phụ (Pf): dòng xoáy dây dẫn phần ứng & tổn hao lõi từ trường bò xoắn dạng Pt PCu P2 PFe chòu tổn hao sau: + Tổn hao kích từ Pt ( dây quấn kích từ) + Pt = UtIt = It2rt + Tổn hao dây đồng dây quấn phần ứng: + Pcu = mI2rư m: số pha + PFe : tổn hao sắt từ dòng xoáy & từ trễ mạch từ Trang Giáo trình Máy điện η% = => ⎛ P − ΣP ⎞ ⎛ ΣP ⎞ P2 ⎟⎟.100 = ⎜⎜1 − ⎟⎟.100 100 = ⎜⎜ P1 P P ⎝ ⎠ ⎝ 1 ⎠ ΣP = Pcơ + Pf + Pt + Pcu + PFe 6.7.2 Động cơ: + P1: công suất đầu vào; P1 PCu Pđt P1 = PFe + P2: công suất đầu Pt PCơ P2 UdIdcosϕ P2 = Mω Pf Ví dụ: Một máy phát đồng pha 2000 KVA, 2300 V có điện trở phần ứng (đo hai đầu cuả máy điện chiều ) 0,068 Ω Mạch kích từ tiêu thụ 35 A từ nguồn chiều 220V Tổn hao ma sát quạt gió 22,8 Kw, tổn hao lõi thép tổn hao phụ 41,2 Kw Tính hiệu suất đầy tải máy phát hệ số công suất 0.8 trễ Giả sử máy đấu điện trở xoay chiều 1,25 điện trở chiều 6.3 ĐẶC TÍNH GÓC CỦA MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ: Đặc tính góc công suất máy điện đồng quan hệ P = f(θ) Khi E0 = const; U = const Trong θ: góc tải vectơ sức điện động E0 & điện áp U Do rư nhỏ so với xđb nên bỏ qua Công suất điện từ công suất từ trường quay tải qua khe hở không khí stator & rotor máy điện đồng Nếu bỏ qua tổn hao dây quấn phần ứng & tổn hao sắt từ lõi thép stator, công suất điện từ (Pđt) công suất đầu cực máy điện đồng (P) Pđt = P = mUIcosϕ m: số pha dây quấn phần ứng E0 JIxđb θ U ϕ I C ϕ A B C A U ϕ ϕ JIxđb θ -E0 B B I Trang Giáo trình Máy điện Ta có: cosϕ = AB BC với AB = OBsinθ = E0sinθ ; BC = Ixđb E sin θ UE thay vào Pđb => Pđt = P = m sin θ x đb Pđt Ix đb P P=f(θ) θ trễ - -900 900 θ sớm Động Máy phát 1800 θ Đường đặc tính góc cs máy điện => cosϕ = Vì điện áp lưới điện không đổi, không thay đổi dòng điện kích từ vào phần cảm sức điện động E0 giữ không đổi Lúc công suất điện từ phụ thuộc góc θ theo quan hệ hình sin Nên ta có đường đặc tính góc công suất: &) + Góc θ dương ( E&0 sớm pha so với U + Góc θ âm ( E0 trễ pha so với U) ứng với trường hợp động Trang 10