Bài giảng môn họcmáy điện 2

Dây quấn phần ứng là bộ phận quan trọng nhất của Máy điện do tham gia vào quá trình biến đổi điện năng thành cơ năng và ngược lại Các yêu cầu đối với dây quấn: Sinh ra một sức điện động cần thiết, có thể cho một dòng điện nhất định chạy qua để sinh ra một moment cần thiết mà không bị nóng quá một nhiệt độ nhất định Đảm bảo đổi chiều tốt Kết cấu đơn giản, chắc chắn, an toàn, tiết kiệm.

Bài giảng mơn học MÁY ĐIỆN Nội dung CHƯƠNG 1: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU (9 tiết LT) CHƯƠNG 2: MÁY BIẾN ÁP (9 tiết LT - tiết BT) CHƯƠNG 3: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ (7 tiết LT – tiết BT) CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ (12 tiết LT – tiết BT) MÁY ĐIỆN CHƯƠNG 1: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 Dây quấn phần ứng Máy điện chiều 1.2 Sức điện động phần ứng Máy điện chiều 1.3 Mô men điện từ Máy điện chiều 1.4 Từ trường phản ứng phần ứng Máy điện chiều 1.5 Quá trình đổi chiều biện pháp cải thiện đổi chiều dòng điện 1.1.1 Đại cương dây quấn phần ứng - Dây quấn phần ứng phận quan trọng Máy điện tham gia vào trình biến đổi điện thành ngược lại - Các yêu cầu dây quấn: - Sinh sức điện động cần thiết, cho dòng điện định chạy qua để sinh moment cần thiết mà khơng bị nóng nhiệt độ định - Đảm bảo đổi chiều tốt - Kết cấu đơn giản, chắn, an toàn, tiết kiệm 1.1.2 Cấu tạo dây quấn phần ứng ― Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử dây quấn nối theo quy luật định ― Phần tử bối dây gồm hay nhiều vòng dây mà hai đầu nối vào hai phiến góp ― Các phần tử nối với thơng qua phiến góp làm thành mạch vòng kín ― Nếu rãnh phần ứng (rãnh thực) đặt cạnh tác dụng (dây quấn lớp) rãnh gọi rãnh ngun tố ― Nếu rãnh thực có 2u cạnh tác dụng với u = 1, 2, 3, … rãnh thực chia thành u rãnh ngun tố Hình: Rãnh thực có 1, rãnh nguyên tố ― Quan hệ rãnh thực Z rãnh nguyên tố Znt là: Znt = u.Z ― Quan hệ số phần tử dây quấn S số phiến góp G là: S = G ― => đó: Znt = S = G 1.1.3 Phân loại a) Theo cách thực dây quấn: - Dây quấn xếp đơn xếp phức tạp - Dây quấn sóng đơn sóng phức tạp - Dây quấn hỗn hợp: kết hợp dây quấn xếp dây quấn sóng b) Theo kích thước phần tử: Dây quấn có phần tử đồng dây quấn theo cấp Dây quấn có phần tử đồng Dây quấn có phần tử theo cấp 1.1.4 Các bước dây quấn ― Bước dây quấn thứ y1: khoảng cách tác dụng thứ thứ phần tử ― Bước dây quấn thứ hai y2: khoảng cách cạnh tác dụng thứ phần tử thứ cạnh tác dụng thứ phần tử thứ ― Bước dây quấn tổng hợp y: khoảng cách cạnh tác dụng thứ hai phần tử liền kề ― Bước vành góp yG: khoảng cách góp phần tử ― Bước cực τ: Khoảng cách hai cực từ tính theo chu vi phần ứng Znt   2p 1.1.5 Dây quấn xếp đơn 1.1.5.1 Bước dây quấn (SGK Máy điện Tập I tr 14) 1.1.5.2 Giản đồ khai triển dây quấn (SGK Máy điện Tập I tr 15) y  Znt  :là số nguyên  2p + Nếu Znt y1  2p + Nếu Znt   : dây quấn bước y  dài + Nếu y1  : dây quấn bước đủ y yy 2p Znt 2p y  yG    : dây quấn bước ngắn 4.2 Phương trình cân điện áp đồ thị véctơ MĐĐB 4.2.1 Trường hợp máy phát điện 4.2.1.1 Trường hợp mạch từ không bão hòa U  E  j I (xu  x u )  I ru  E  j I xdb  I ru 4.2.1 Trường hợp máy phát điện 4.2.1.1 Trường hợp mạch từ khơng bão hòa U  E  j I d xud  j Iq xuq  j I x u  I ru 4.2.1 Trường hợp máy phát điện 4.2.1.1 Trường hợp mạch từ bão hòa 4.2.2 Trường hợp động điện Động điện đồng thường máy bù đồng động đồng cực lồi      U  E j Id xud  j Iq xuq  I ru 130 4.3 Các đặc tính Máy phát điện đồng Đặc tính khơng tải: U0 = E = f(it) I = f = fđm Đặc tính ngắn mạch: In = f(it) U = 0; f = fđm Đặc tính ngồi: U = f(I) it = const; cosφ = const f = fđm Đặc tính điều chỉnh: it = f(I) U = const, cosφ = const, f = fđm Đặc tính tải: U = f(it) I = const, cos φ = const f = fđm 131 4.3 Các đặc tính Máy phát điện đồng Đặc tính khơng tải: U0 = E = f(it) I = f = fđm Đặc tính ngắn mạch: In = f(it) U = 0; f = fđm Đặc tính ngồi: U = f(I) it = const; cosφ = const f = fđm Đặc tính điều chỉnh: it = f(I) U = const, cosφ = const, f = fđm Đặc tính tải: U = f(it) I = const, cos φ = const f = fđm 132 4.4 Các đặc tính góc Máy phát điện đồng 4.4.1 Đặc tính góc cơng suất tác dụng E=const, U=const P  a Với máy cực lồi Id  E U U sin  P  m.U Iq  xq cos I.cos  xd    P  m.U I.cos   )  m.U I.cos(  m.U (I.cos cos  I.sin sin )  m.U (Iq cos  Id sin ) m.U m.U E  sin cos  xq xd sin  m.U xd sin.cos f 4.4 Các đặc tính góc Máy phát điện đồng 4.4.1 Đặc tính góc cơng suất tác dụng E=const, U=const m.U m.U E 1   sin(2. ) x sin     x x d P  Pe P u  q d  Pf Pe: tỷ lệ với sinθ E (hoặc it) Pu: tỷ lệ với sin2θ không phụ thuộc vào E 4.4 Các đặc tính góc Máy phát điện đồng 4.4.1 Đặc tính góc cơng suất tác dụng E=const, U=const b Với máy cực ẩn: xd = xq P m.U E xd sin Pf θ : góc U E 4.4 Các đặc tính góc Máy phát điện đồng 4.4.2 Đặc tính góc công suất phản kháng E=const, U=const Q  m.U I.sin  m.U  I.sin(  )  m.U (I.sin cos  I.cos sin )  m.U (Id cos  Iq sin  ) m.U E Q  cos x d m.U     cos 2   x x d  q m qxd  U Q  f ( )  2 2 4.5 Điều chỉnh công suất tác dụng công suất phản kháng MPĐ ĐB 4.5.1 Điều chỉnh công suất tác dụng 4.5.1.1 Trường hợp MF làm việc HTĐ có cơng suất vơ lớn: + Ở chế độ làm việc xác lập công suất tác dụng P máy ứng với góc  định phải cân với công suất trục làm quay máy phát điện + Đường biểu diễn công suất động sơ cấp biểu thị đường thẳng song song với trục ngang cắt đặc tính góc điểm A hình 13-4 + Như vậy, muốn điều chỉnh công suất tác dụng P máy phát phải thay đổi góc , nghĩa giao điểm A cách thay đổi công suất trục máy + Khi điều chỉnh công suất tác dụng cần ý máy phát điện đồng làm việc ổn định tĩnh < θ < θm 4.5.1 Điều chỉnh công suất tác dụng 4.5.1.2 Trường hợp máy phát điện có cơng suất tương đương làm việc song song: + Giả sử có hai máy phát điện có cơng suất làm việc song song + Ở trường hợp này, điều kiện tải lưới điện không đổi, tăng công suất tác dụng máy mà không giảm tương ứng công suất tác dụng máy tần số lưới điện thay đổi có cân khiến cho hộ dùng điện phải làm việc điều kiện tần số khác định mức + Vì vậy, để giữ cho f = const, tăng cơng suất tác dụng máy phải giảm cơng suất tác dụng máy kia, cách mà phân phối lại cơng suất tác dụng hai máy 4.5 Điều chỉnh công suất tác dụng công suất p a MPĐ ĐB 4.5.2 Điều chỉnh công suất phản kháng: muốn điều chỉnh công suất phản kháng Q phải thay đổi dòng kích thích máy phát điện 4.6 Động điện đồng - Máy bù đồng 4.6.1 Động điện đồng bộ: Đặc điểm: Ít dùng Ưu điểm: + Có thể làm việc với cosϕ = + Ít chịu ảnh hưởng thay đổi U (mô men tỷ lệ với U) + Hiệu suất thường cao động KĐB Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, yêu cầu máy phát kích thích, mở máy điều chỉnh tốc độ phức tạp 4.6.2 Máy bù động bộ: Là động điện đồng dùng để phát công suất phản kháng lên lưới (giống tụ điện – chế độ kích thích) tiêu thụ cơng suất phản kháng (chế độ thiếu kích thích - Máy bù đồng thường kiểu cực lồi - Công suất định mức máy bù đồng quy định ứng với chế độ làm việc q kích thích có trị số: S  m.U I dm dm dm - Khi làm việc chế độ thiếu kích thích tối đa, nghĩa ứng với it = E=0,công suất máy bằng: S '  m.U.I ' dm 4.6.2 Máy bù động bộ: - Nếu bỏ qua tổn hao thì: I' EU dm U  j j.xd U   dm S ' m xd dm xd S  Udm  ' Idm  x d x Sd * d m 140 ... Bước cực 20 Với C  p.N M 2. a  kGm thì: M : Hệ số phụ thuộc kết cấu máy điện Nếu mơ men tính p.N  I 9,81  2. a. kGm 21 ― Công suất điện từ P M.  2. .n 60 => P p.N 2. a. 2. .n .I... quấn (SGK Máy điện Tập I tr 22 ) yG  G1 p “-”: quấn trái, “+”: quấn phải y  Znt y2  2p  y 1.1.8 Dây quấn sóng phức tạp 1.1.8.1 Bước dây quấn (SGK Máy điện Tập I tr 23 ) 1.1.8 .2 Giản đồ khai... CHƯƠNG 1: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 Dây quấn phần ứng Máy điện chiều 1 .2 Sức điện động phần ứng Máy điện chiều 1.3 Mô men điện từ Máy điện chiều 1.4 Từ trường phản ứng phần ứng Máy điện chiều 1.5