Thiết Kế Mạch Ổn Định Điện Áp Máy Phát Điện Xoay Chiều Không Máy Phụ

Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 Lời nói đầu Ngày nay, đất nớc ta bớc vào thời kỳ công nghiệp hóa, đại hóa, lĩnh vực điện phát triển mạnh, điện lới quốc gia có hầu hết vùng nớc Tuy nhiên có nhiều trờng hợp yêu cầu riêng biệt mà phải dùng đến máy phát điện xoay chiều (đồng bộ) công suất nhỏ trung bình Phụ tải máy phát điện biến đổi làm cho điện áp đầu cực bị dao động Vì việc tìm hiểu, nghiên cứu, thiết kế ổn định điện áp chất lợng cao quan trọng cần thiết Để ổn định điện áp máy phát đồng Có nhiều phơng pháp, nhng sau linh kiện bán dẫn công suất lớn đời, ta chế tạo nhiều thiết bị công suất, với kết cấu gọn nhẹ nhiều so với thiết bị khác có công dụng với Ta dùng cho việc thiết kế ổn định điện áp máy phát điện xoay chiều với chất lợng ổn định cao Với nhiệm vụ đợc giao thiết kế ổn định điện áp máy phát điện xoay chiều không máy phụ, với P = 75 (kW), U = 220/380 (V), f = 50 (Hz) Uktđm = 150 (V), Iktđm = 25 (A) SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRờng đại học quy nhơn Khoa kt & cn cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam độc lập - tự - hạnh phúc Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp Họ tên: Châu Nguyễn Thành Thái Nghành: Điện Kỹ Thuật Khoá: 27 Đầu đề thiết kế: Thiết kế mạch ổn định điện áp máy phát điện xoay chiều không máy phụ Các số liệu ban đầu: P=75(KW) ; U=220/380(V) ; f=50(Hz) ; UKT=150(V) ; IKT=20(A) Nội dung phần thuyết minh tính toán: - Khái quát máy phát điện xoay chiều - Các phơng pháp ổn định điện áp máy phát - Chọn phơng án - Thiết kế mạch động lực - Thiết kế mạch điều khiển Các vẽ đồ thị: - vẽ A0 Cán hớng dẫn: Phần Họ tên cán Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: Ngày hoàn thành: Quy Nhơn, Ngày tháng năm 2009 Chủ nhiệm khoa SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang Cán hớng dẫn ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 Sinh viên thực MụC LụC CHƯƠNG I KHáI QUáT Về MáY PHáT ĐIệN XOAY CHIềU I.1 Sơ lợc máy phát điện: Máy điện đồng thiết bị điện quan trọng đợc sử dụng rộng rãi công nghiệp Phạm vi sử dụng làm máy phát điện, nghĩa biến đổi thành điện Điện chủ yếu dùng kinh tế quốc dân đời sống đợc sản xuất từ máy phát điện quay tuabin hơi, tuabin khí tuabin nớc Hai loại thờng gặp máy phát nhiệt điện máy phát thuỷ điện pha Máy điện đồng đợc dùng làm động đặc biệt thiết bị lớn, khác với động không đồng chúng phát công suất phản kháng Thông thờng máy đồng đợc tính toán, thiết kế cho chúng phát công suất phản kháng gần công suất tác dụng Trong số trờng hợp, việc đặt máy đồng gần trung tâm công nghiệp lớn để phát công suất phản kháng Với mục đích bù hệ số công suất cos cho lới điện đợc gọi máy bù đồng Ngoài động đồng công suất nhỏ (đặc biệt động kích từ nam châm vĩnh cửu) đợc dùng rộng rãi trang bị tự động điều khiển I.1.1 Phân loại: Theo kết cấu chia máy điện đồng thành loại: Máy đồng cực ẩn thích hợp với tốc độ quay cao (số cực 2P = 2), máy điện đồng cực lồi thích hợp với tốc độ quay thấp (2P 4) SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.1: Rôto cực lồi Điện kỹ thuật K27 Hình 1.2: Rôto cực ẩn Theo chức chia máy điện đồng thành loại chủ yếu sau: I.1.1.1 Máy phát điện đồng bộ: - Máy phát điện đồng thờng đợc kéo tuabin tuabin nớc đợc gọi máy phát tuabin hay máy phát tuabin nớc Máy phát tuabin có tốc độ quay cao, đợc chế tạo theo kiểu cực ẩn trục máy đợc đặt nằm ngang nhằm đảm bảo độ bền cho máy Máy phát điện tuabin nớc có tốc độ quay thấp nên có kết cấu theo kiểu cực lồi, nói chung trục máy thờng đặt thẳng đứng Bởi để giảm đợc kích thớt máy phụ thuộc vào chiều cao cột nớc Trong trờng hợp máy phát có công suất nhỏ cần di động thờng dùng động điezen làm động sơ cấp đợc gọi máy phát điện điezen, loại thờng đợc chế tạo theo kiểu cực lồi I.1.1.2 Động điện đồng bộ: Động điện đồng thờng đợc chế tạo theo kiểu cực lồi đợc sử dụng để kéo tải không đòi hỏi phải thay đổi tốc độ, với công suất chủ yếu từ 200KW trở lên I.1.1.3 Máy bù đồng bộ: SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 Máy bù đồng thờng đợc dùng để cải thiện hệ số công suất cos lới điện Ngoài loại có loại máy điện đặc biệt nh: Máy biến đổi phần ứng, máy đồng tần số cao máy điện công suất nhỏ dùng tự động, nh động đồng nam châm vĩnh cửu, đồng đồng phản kháng, động đồng từ trễ, động bớc I.1.2 Kết cấu: Để thấy rõ đặc điểm kết cấu máy điện đồng bộ, ta xét trờng hợp máy cực ẩn máy cực lồi nh sau: I.1.2.1 Kết cấu máy đồng cực ẩn: Roto máy đồng cực ẩn làm thép hợp kim chất lợng cao, đợc rèn thành khối hình trụ, sau gia công phay rãnh để đặt dây quấn kích từ Phần không phay rãnh lại hình thành nên mặt cực từ Mặt cực ngang trục lõi thép roto nh hình 1.3: Hình 1.3: Mặt cắt ngang trục lõi thép rôto Thông thờng máy đồng đợc chế tạo với số cực 2P = 2, tốc độ quay n = 3000(vòng/phút) Để hạn chế lực ly tâm, phạm vi an toàn hợp kim, ngời ta chế tạo roto có đờng kính nhỏ: (D = 1,1 ữ 1,15 (m)) Vì muốn tăng công suất máy tăng chiều dài l roto (lmax = 6,5m) Dây quấn kích từ đợc đặt rãnh roto đợc quấn thành bối dây, vòng dây bối dây đợc cách điện với lớp mica mỏng Miệng rãnh đợc nêm kín để cố định ép chặt bối dây Dòng SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 điện kích từ dòng chiều đợc đa vào cuộn kích từ thông qua chổi than đặt trục roto Stato máy đồng cực ẩn bao gồm lõi thép đợc ghép lại từ thép kỹ thuật điện, có tạo rãnh để đặt dây quấn pha Stato đợc gắn liền với thân máy, dọc chiều dài lõi thép stato có làm rãnh thông gió ngang trục với mục đích thông gió mát máy điện Trong máy đồng công suất trung bình lớn thân máy đợc chế tạo theo kết cấu khung thép, máy phải có hệ thống làm mát Nắp máy đợc chế tạo từ thép gang đúc I.1.2.2 Kết cấu máy đồng cực lồi: Máy đồng cực lồi thờng có tốc độ quay thấp đờng kính roto lớn nhiều lần so với roto cực ẩn: (Dmax = 15m), chiều dài lại nhỏ, với tỷ lệ l/D = 0,15 ữ 0,2 Roto máy đồng cực lồi công suất trung bình nhỏ có lõi thép đợc chế tạo từ thép đúc gia công thành khối lăng trụ, mặt có đặt cực từ máy lớn Lõi thép đợc hình thành thép dày từ 1mm đến 6mm, đợc dập đúc định hình sẵn để ghép thành khối lăng trụ, lõi thép thờng không trực tiếp lồng vào trục máy mà đợc đặt giá đỡ roto Dây quấn cản (trờng hợp máy phát đồng bộ) dây quấn mở máy (trờng hợp động đồng bộ) đợc đặt đầu cực Các dây quấn giống nh dây quấn kiểu lồng sóc máy điện không đồng bộ, nghĩa làm đồng đặt vào rãnh đầu cực đợc nối đầu vòng ngắn mạch SV: Châu Nguyễn Thành Thái Hình6 1.4: Cực từ máy đồng cực lồi trang ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 Lá thép cực từ Dây quấn kích từ Đuôi hình T Nêm Lõi thép roto Stato máy đồng cực lồi đặt nằm ngang với máy có công suất nhỏ, tốc độ quay cao trờng hợp máy phát tuabin nớc công suất lớn, tốc độ chậm trục máy phải đặt thẳng đứng theo kiểu treo kiểu đỡ tuỳ thuộc vào cách bố trí ổ trục đỡ + Ưu điểm kiểu treo ổn định, chịu ảnh hởng tác động phần phụ, nhng chi phí xây dựng cao, kiểu đỡ giảm đợc kích thớc máy theo chiều cao Do giảm đợc kích thớc chung máy Nh tuỳ theo yêu cầu mà ta phải có cách bố trí cho hợp lý I.2 Máy phát điện xoay chiều: I.2.1 Khái niệm: Máy phát điện xoay chiều máy phát điện đồng có tốc độ quay rotor tốc độ quay từ trờng I.2.1.1 Các thông số máy phát điện đồng bộ: Trong máy phát điện đồng thông số nh: Công suất, điện áp, dòng điện định mức phải kể đến thông số khác máy phát điện đồng là: điện trở, điện kháng cuộn dây, số quán tính điện I.2.1.2 Điện kháng đồng dọc trục ngang trục (Xd, Xq): Điện kháng đồng dọc trục ngang trục thông số đặc trng máy phát điện chế độ xác lập máy phát điện cực lồi mặt cực, từ thông khe hở không khí không đều, nên mạch từ không bão hòa Do điện kháng dọc trục ngang trục khác nhau(Xd Xq) Còn máy phát cực ẩn khe hở không khí nhau, mạch từ bão hòa nên: Xd = Xq SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 I.2.1.3 Điện kháng độ X'd: Đặc trng cho cuộn cảm cuộn dây chế độ xác lập chế độ từ thông sinh cuộn dây stato qua cuộn dây roto bị giảm phản ứng hỗ cảm cuộn dây Điện trở mạch kín cuộn dây roto thờng nhỏ nên phản ứng hỗ cảm triệt tiêu hoàn toàn từ thông bên Vì coi điện cảm mạch khép kín bên cuộn dây roto nhỏ không phụ thuộc vào dạng cực từ I.2.1.4 Điện kháng siêu độ: Điện kháng đặc trng cho điện cảm cuộn dây stato giai đoạn đầu chế độ độ giai đoạn đầu chế độ bị ảnh hởng cuộn dây cản, làm giảm từ thông cuộn dây stato Do X"d < X'd, dòng điện xuất cuộn dây cản tức thời điện kháng X"d tồn giai đoạn đầu chế độ độ I.2.1.5 Hằng số quán tính Tj: Đặc trng cho mômen quán tính phần quay, số đợc tính toán tùy thuộc vào loại máy phát Tj = J J dm dm = ìJ Sdm GD Trong đó: J = 60 Với: , đm = 2.n 60 G - Khối lợng vật quay D - đờng kính vật quay I.2.2 Đồ thị vectơ đặc tính máy phát điện đồng bộ: Đối với máy phát đồng bộ: U = E - I (r + jX) (1 - 1) Trong đó: U: Điện áp đầu cực máy phát R, Xu': Điện trở điện kháng tản dây quấn phần ứng SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 E: Sức điện động cảm ứng dây quấn từ trờng khe hở không khí Khi có tải suất điện động cảm ứng đợc chia làm thành phần: E= E + E * Ta xét máy phát điện đồng bộ: Trong trờng hợp ta xét cho loại máy cực ẩn máy cực lồi Giả sử máy phát làm việc tải điện cảm có: < < 900 Phơng trình cân điện áp cho máy cực ẩn: = + U E E I (r + jX) E (1 - 2) : Sức điện động phần ứng đợc biểu thị theo điện kháng phần ứng: E = j IX Vậy phơng trình - trở thành: U = E - j I (X + jX)- I r (1 - 3) Ta biểu diễn phơng trình - đồ thị vectơ jIXư jIXư E Irư U f Fo ' I Fư Hình 1.5: Đồ thị sđđ máy phát đồng cực ẩn Trên đồ thị thì: Từ thông 0(F0) vợt trớc E góc /2 (F) chậm sau E = j IX góc /2 Phơng trình cân điện áp cho máy cực lồi SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 U = E - j I d Xd - j I q Xq - j I X - I r (1 - 4) Vì máy cực lồi thành phần sức từ động đợc chia thành thành phần dọc trục ngang trục E d = -j I dXd E q = -j I qXq Và thành phần -j I X ta phân tích thành thành phần dọc trục ngang trục -j I X = -j I qX + (-j I dX) Lúc phơng trình (1 - 5) trở thành: U = E -j I dXd -j I qXq - I r (1 - 5) Với: Xd = Xd + X Xq = X q + X Xd : điện kháng đồng dọc trục Xq : điện kháng đồng ngang trục Biểu diễn phơng trình (1 - 5) đồ thị vectơ E jId Xd jIq Xq jI Xq Irư U Iq I Id Hình 1.6: Đồ thị sđđ biến đổi máy điện cực lồi + Trờng hợp mạch từ bão hoà: Đối với máy phát đồng cực lồi việc thành lập đồ thị vectơ có xét đến trạng thái bão hoà mạch từ có gặp nhiều khó khăn Vì lúc từ thông d q có liên quan với trạng thái bão hoà theo hai phơng SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang 10 ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 Thời gian chuyển mạch mở tiristo: Tcm = 150 ( s) Độ rộng xung điều khiển: tx = 3tcm = 450 ( s) Mức độ biên độ xung: Sx = 0,4 (chọn) Độ đối xứng cho phép kênh: = 40 Điện áp nguồn nuôi mạch điều khiển: UN = 12 ( V ) V.4.1 Tính biến áp xung: Chọn vật liệu sắt từ loại Ferit NM, lõi có dạng hình xuyến, khe hở không khí, làm việc phần đặc tính từ hóa B = 0,3T , H = 50 ( A / m ) Tỉ số biến áp xung chọn sơ m = kba = Điện áp thứ cấp biến ap xung: U2 = Uđk = (V) Điện áp đặt lên dây quấn sơ cấp: U1 = mU2 = 3.3 = (V) Giá trị trung bình hệ số từ thẩm: tb = B 0,3 = = 4800 ìH 1, 25 ì106 ì50 Trong đó: = 1.25 ( H / m ) Thể tích cần có lõi sắt: V = Q ìl = tb ìà ìt x ìU1 ìSx ìk tdi ìIdk B2 ìm 4800 ì1, 25.106 ì45.106 ì0, ì9 ì1, ì0,11 = = 0, 475 ( cm3 ) 0,3 ì3 Với Kdti = 1,2 Hệ số trữ dòng điện điều khiển tiristo Chọn lõi thép mạch từ có dạng hình xuyến với kích thớc tra bảng 5.4 TL ta có: l d = 18 mm, D = 23 mm , a = 2,5 mm b = mm, Q = 0,1 cm2, l = 6,45 cm, Qcs = 2,55 cm2,d P = g, V = 0,645 cm3 D a SV: Châu Nguyễn Thành Hình 5.9: Lõi thépThái máy biến ápĐKT K27 trang 68 xung Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 Số vòng dây sơ cấp biến áp xung: U1 ìt x 9.45.106 W1 = = = 135 (vòng) B ìQ 0,3.0,1.10 Số vòng dây cuộn thứ cấp biến áp xung: W1 135 = = 45 (vòng) k ba W2 = Dòng điện thứ cấp biến áp xung: I2 = kdti.Iđk = 1,2 0,11 = 0,132 (A) Dòng điện dây sơ cấp máy biến áp xung: I1 = I 0,132 = = 0, 044 ( A ) m Tiết diện dây quấn sơ cấp: S1 = I1 0, 044 = = 0, 0146 ( mm ) J Đờng kính dây sơ cấp: d1 = S1 0,0146 =2 = 0,136 ( mm ) 3,14 Tiết diện dây thứ cấp: S2 = I2 0,132 = = 0,044 ( mm ) J Đờng kính dây sơ cấp: d2 = S2 0, 044 =2 = 0, 236 ( mm ) 3,14 SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang 69 ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 Vì đờng kính dây quấn sơ cấp thứ cấp nhỏ tổng số dây không nhiều, giá thành loại dây không chênh lệch nên ta chọn dây sơ cấp thứ cấp có tiết diện Tra bảng TL ta chọn: d1 = d2 = 0,25 (mm), dn = 0,3 (mm), R/m = 0,366 ( / m) Kiểm tra lại hệ số lấp đầy: 2 S1W1 + S2 W2 d n ( W1 + W2 ) 0,3 ( 135 + 45 ) K td = = = = 0, 05 Qcs d2 182 Nh cửa sổ mạch từ đủ rộng để đặt dây quấn nên phơng án đạt yêu cầu V.4.2 Tính tầng khuếch đại cuối cùng: Chọn tranzito Tr3 loại 2SD613 làm việc chế độ xung có thông số sau: Loại Npn UCBO 100 V UEBO 6V IC 6A PC 40 mW T1 1500C 40 320 Dòng điện làm việc IC (dòng Colector) Tr3: ICTr3 = (A) = 130 Dòng điện làm việc IB (dòng bazơ) Tr3: IB3 = I C3 Tr3 = = 0,046 ( A ) = 46 ( mA ) 130 Chọn tranzitor Tr2 loại 2SC828 làm việc chế độ xung, than số: Loại Npn UCBO 30 V UEBO 7V IC 50 mA PC 40 mW T1 1500C 130 - 520 Dòng điện làm việc IC (dòng Colector) Tr2: ICTr2 = IB3 = 46 (mA) Dòng điện làm việc IB (dòng bazơ) Tr2: I B2 = I C2 Tr2 = 46 = 0,354 ( mA ) 130 SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang 70 ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 Tính điện trở R11: Ta có: UX = +18V - Điện áp nguồn nuôi biến áp xung BAX U1BAX = 9V - Điện áp sơ cấp BAX R11 = U x U1BAX 18 = = 204,5 ( ) I1BAX 0,044 Tính điện trở R10: Ta có: UE = UN = 12V - Điện áp điểm E IBTr2 = 0,354 (mA) R10 UE 12 = = 33,9.103 ( ) IBTr 0,354.10 Chọn R10 = 33 ( k ) Tính C2: Chọn sơ số thời gian nạp tụ C2 t2: t2 = 2tx = 2.450 = 900 ( àS ) = 900.10-6 (S) t = R 10 ìC2 = 900.106 s 900 ì106 C2 = = 0, 027 ( àF ) 33 ì103 Chọn Diod: Tất cac diod mạch điều khiển dùng loại 913 Nga có thông số sau: V.4.3 Chọn khuếch đại thuật toán: Iđm UN 20mA 30V U 1V Mạch điều khiển có tất kênh điều khiển với 15 khuếch đại thuật toán, chọn IC loại TL 084 hãng Texax Instruments chế tạo, IC có khuếch đại thuật toán có thông số sau: Điện áp nguồn nuôi IC: UN = (5 ữ 18) V, chọn UN = 12 V Điện hai đầu vào: U = 30 V Nhiệt độ làm việc: T = (-25 ữ 85)0C Công suất tiêu thụ: P = 680 mW Tổng trở vào: Rm = 106 ( M ) SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang 71 ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 Dòng điện ra: Ira = 30 pA Tốc độ biến thiên điện áp cho phép: dU = 13 (V / s) dt V.4.4 Tính chọn khâu so sánh: Khuếch đại thuật toán A4 chọn loại TL084 Tính R8, R9: Thờng dòng điện vào khuếch đại thuật toán khoảng đến 5mA, ta dùng R8, R9 để hạn chế dòng vào khuếch đại thuật toán để I V 1mA Ta có: R = R UE 12 = = 12 ( k ) IV 1.103 Chọn R8 = R9 = 33 ( k ) , dòng điện vào A4: I V max = 12 = 0,36(mA) 33.103 V.4.5 Chọn khâu đồng pha: Chọn tranzito Tr1 loại 2SA564 có thông số sau: Loại UCBO UEBO IC Npn -25 V -7 V 100 mA Dòng điện cực đại IB Tr1: IBTr1 = PC 400 mW T1 1500C 250 IC1 100 = = 0, ( mA ) 250 Chọn R3 cho: R UN 12 = 30 ( k ) IB1 0, 4.103 Ta có điện áp đồng pha U2đph = (V) Điện trở R1 đợc dùng để hạn chế dòng vào khuếch đại thuậtn toán A1, thờng chọn R1 cho dòng điện vào khuếch đại thuật toán IA1 1mA R1 U A1 = = ( k ) I A1 1.103 Chọn R1 = 15 Tính biến trở R2: Biến trở R2 đợc đặt để hạn chế dòng vào khuếch đại A không vợt IB 1mA SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang 72 ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 Ta có: R U B U N U D 12 1,1 = = = 10,9 ( k ) IB IB 1.103 Để tiện cho việ điều khiển lắp ráp mạch điều khiển ta chọn biến trở R2 = 20 ( k ) đặt giá trị Rd2 = 18 ( k ) Tính tụ C1: Điện áp tựa đợc hình thành nạp tụ C1, mặt khác để đảm bảo điện áp lới tuyến tính số thời gian nạp tụ phải nằm khoảng (0,003 ữ 0,005)s Ta chọn t1 = 0,004s t1 = R2.C1=0,004s C1 = t1 0,004 = = 0, 22 ( F ) 18.10 18.10 Chọn C1 = 0,22 ( àF ) Tính R4, R5, R7: Để có điện áp tựa nh hình 5.8 ta có: UD = R7 R U d1 U rc1 R5 R5 Nếu chọn R7 = R5 = R4 ta có: UD = -(Ud1 + Urc1) Ta thấy chọn Ud1 = Urc1max đợc UD hình 5.8 Điện trở R4, R5, R7 để hạn chế dòng vào A3, ta có: R4 = R5 = R7 > U Cmax 11 = = 11( k ) IC 1.103 Vậy ta chọn: R7 = R5 = R4 = 15 ( k ) Chọn R6 tính giá trị đặt R6 để Ud1 = 11V Chọn R6 = 12 ( k ) Ta có: U D = U N ìR d6 12 ìR d6 = R d6 = 11( ) R 12 V.4.6 tính điện áp điều khiển lúc làm việc định mức: SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang 73 ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 Ta tạo đợc điện áp ca khoảng (/6 ữ 7/6), tơng ứng với góc mở tranzito = ữ 1800 Ta cần tính trị số Uđk để tranzito làm việc toàn dãi điều chỉnh, tacó: Uđkmax = UDmax = UCmax = 11V Uđkmin = B' C' N' A' M' Urc Hình 5.10 Trên hình 5.10 xét tam giác ABC ta có: M ' N ' N 'C ' A 'C ' A ' N ' = = A 'B' A 'C ' A 'C' Suy ra: Uđkđm = M ' N ' = A ' C ' A ' N ' 1800 51, 250 ìA ' B ' = 11 = 7, 87 ( v ) A ' C' 1800 Trong đó: đm = 51,240 V.4.7 Tính khâu phản hồi áp dòng: Uđk = Ud Uphu + Uphi Khi điện áp đầu cực máy phát UF có trị số nằm khoảng (0,95UFđm; 1,05UFđm), vùng điện áp U1 phản hồi dòng điện coi nh 0, ta có: Uđkđm = Ud - Uphuđm = 7,87 V Trị số điện áp đặt: Ud = KCA(+UN) = KCA.12A Với KCA[...]... hởng đến sự vận hành bình thờng các thiết bị - Hệ thống ánh sáng không ổn định Vì vậy vấn đề tự động ổn định điện áp đầu cực máy phát là một vấn đề cần thiết đối với mọi tổ máy phát điện Qua nghiên cứu ở phần trên, ta đã biết để giữ sự ổn định điện áp đầu cực máy phát ta phải thay đổi tơng ứng dòng kích từ rôto Sau đây là một số phơng pháp ổn định điện áp đầu cực máy phát Hình 2.1: Bộ điều chỉnh dùng... còn sử dụng: + Sử dụng mạch phụ nạp từ các cực của máy phát, mạch này sẽ tự động ngắt ra khi quá trình tự kích đã kết thúc + Mắc song song các phần tử có trong mạch điện áp một điện trở nhỏ + Dùng một nguồn ngoài (ắc quy hoặc máy phát tốc) trong quá trình tự kích CHƯƠNG II CáC PHƯƠNG PHáP ổn định điện áp máy phát điện Điện áp trên đầu cực máy phát luôn thay đổi so với giá trị định mức do nhiều nguyên... CL1 giảm, điện áp một chiều sau chỉnh lu đặt vào nam châm giảm, lực hút điện từ giảm Trong khi đó Flx là không đổi làm cho chồng đĩa than bị ép mạnh và Rđc giảm, điện áp và dòng điện trong cuộn kích từ tăng lên Máy phát kích từ kích thích song song lên Ukt đặt vào roto, điện áp máy phát kích từ tăng tức là Ikt tăng Điện áp của máy phát điện tăng về giá trị định mức Khi điện áp đầu cực máy phát tăng... cân bằng điện áp: E = U + R I + jXd I 0 (1 - 10) Sức điện động ở rôto lớn hơn điện áp ở đầu cực máy phát Do đó máy phát ra công suất P > 0 và Q > 0 cho lới: Khi rôto quay sinh ra E0, nên E0 cũng quay Vậy chế độ máy phát thì E0 vợt trớc U Khả năng tải của máy phát khi làm việc ở chế độ quá tải, dòng điện tăng, điện áp giảm Lúc này máy phát làm việc ở trạng thái quá tải, mà muốn cho điện áp không thay... khiển điện áp kích từ để ổn định điện áp máy phát đồng bộ không máy phụ Khâu so sánh: dùng để so sánh điện áp điêu khiển và điệm áp đầu cực để khâu khuếch đại tạo xung mở thyristor Phản hồi âm điện áp dùng để tăng tính ổn định của hệ thống đồng thời để lấy tín hiệu phản hồi điều khiển SV: Châu Nguyễn Thành Thái trang 28 ĐKT K27 Đồ án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 Khâu đồng pha dùng để tạo điện áp tựa... từ dùng máy phát điện một chiều - Hệ thống kích từ dùng máy phát điện xoay chiều và chỉnh lu - Hệ thống kích từ dùng chỉnh lu có điều khiển I.3.2.1 Hệ thống kích từ dùng máy phát điện một chiều: f TĐK Rđc Hình 1.16: Sơ đồ kích từ dùng máy phát điện một chiều Để điều chỉnh dòng kích từ it ta điều chỉnh bằng tay điện trở Rđc nhằm làm thay đổi dòng điện trong cuộn dây kích từ chính W f Dòng và áp trong... thống không Trong hệ thống ngời ta dùng một máy phát xoay chiều 3 pha quay cùng trục với máy phát chính làm nguồn cung cấp Máy phát kích từ xoay chiều có kết cấu đặc biệt, cuộn kích từ đặt ở stato, còn cuộn dây ba pha đặt ở rôto Dòng xoay chiều ba pha tạo ra ở máy phát kích đuợc chỉnh lu thành một chiều nhờ bộ chỉnh lu công suất lớn Cuộn dây kích từ của máy phát chính nhận trực tiếp dòng một chiều. .. Sơ đồ dây nối máy phát tự kích ở hệ thống khử dòng tải thực hiện cộng song song có cuộn cảm Những bộ phận chính của 2 sơ đồ trên D: cuộn cảm PP: bộ biến dòng Cuộn kháng D đặt ở mạch điện áp có nhiệm vụ là tạo sự phụ thuộc của điện áp máy phát với góc công suất và sự giảm nhiệt độ của cuộn dây lên máy phát Từ hai nguyên lý tổng quát trên, để thực hiện quá trình ổn định điện áp cho máy phát ta có thể... án tốt nghiệp Điện kỹ thuật K27 II.1 Điều chỉnh bằng điện trở than: Trong sơ đồ này dùng hệ thống kích từ là máy phát điện một chiều kích từ song song Nguyên lý hoạt động nh sau: Khi điện áp đầu cực máy phát bằng giá trị U fđm thì lực hút nam châm ur uuur điện F cân bằng với lực kéo lò xo Flx ở một vị trí nhất định Nếu vì lí do nào đó điện áp đầu cực máy phát giảm thì qua biến áp BA điện áp đặt vào bộ... dòng điện kích từ của máy phát chính + Ưu điểm: làm việc tin cậy, độ điều chỉnh rộng + Nhợc điểm: kết cấu phức tạp, giá thành cao nên chỉ dùng cho các máy phát công suất trung bình và nhỏ I.3.2.2 Hệ thống kích từ dùng máy phát xoay chiều và chỉnh lu: a Hệ thống kích từ dùng máy phát xoay chiều tần số cao và chỉnh lu: w3 w2 w1 Ff cl wF F bi bu TĐK Hình 1.19: Hệ thống kích từ dùng máy phát xoay chiều