Bài giảng Biến đổi năng lượng điện cơ: Chương 6 - Trịnh Hoàng Hơn

Chương 6 - Máy điện đồng bộ. Chương này gồm có những nội dung chính sau: Khái niệm máy điện đồng bộ, cấu tạo máy điện đồng bộ, rotor cực ẩn – dây quấn, stator (phần ứng),...và nhiều nội dung liên quan khác. Mời các bạn cùng tham khảo.

CHƯƠNG MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ Presenter: Trịnh Hoàng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com www.icalabhcmut.edu.vn 28/06/2015 9:01 CH Khái niệm * Thường: Máy phát đầu nguồn •Cơng suất lớn 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hồng Hơn ICA Lab Cấu tạo * phần: stator, rotor, hệ thống kích từ * Rotor: cực lồi, cực ẩn 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab Rotor * Cực lồi Tốc độ chậm •Nhiều cực •Ngắn •Đường kình lớn • nơi thủy triều chậm 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab Rotor * Cực ẩn Tốc độ nhanh •Ít cực •Dài •Đường kình nhỏ • nơi có lực nước lớn –Thác cao… 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab Rotor cực ẩn – dây quấn 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab Stator (phần ứng) * Giống máy KĐB 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab Stator (phần ứng) 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hồng Hơn ICA Lab Ví dụ 4.2 Máy Điện Quay Hr + HS + HS N s is HS  2g 28/06/2015 9:01 CH Hr Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab N r ir Hr  2g Ví dụ 4.2 Ta có: s  Ls is  Lm   ir r  Lm   is  Lr ir L0  0 R l 2g L  N Với: s s L0  2  Lm    N s N r L0 1       Thực tế Lm    M cos  28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 10 Đồng lượng moment * Đồng lượng (công thức ) Từ từ thông liên kết ta tính 2 2 W  Ls ias  Ls ibs  Lr iar  Lr ibr  Miasiar cos 2 2  Mibs iar sin   Mias ibr sin  Mibsibr cos ' m Moment điện từ tính '  W m Te   M iar ibs  iasibr  cos   iasiar  ibr ibs sin     pm  T em  m I r I s M sin m  s  r  t     m I r I s M sin  28/06/2015 9:01 CH m s r Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 16 MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ PHA Presenter: Trịnh Hoàng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com www.icalabhcmut.edu.vn 28/06/2015 9:01 CH Cấu tạo 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 18 Phân tích định tính * Động Cấp điện pha đối xứng vào stator 60 f •Tạo từ trường quay (clip từ trường quay) n p •Cấp điện chiều vào rotor •Từ trường stator kéo rotor quay theo * Máy phát Cấp điện chiều vào rotor Dùng động sơ cấp kéo rotor quay Cảm ứng sang ba pha stator điện áp xoay chiều 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 19 Phân tích định lượng – (1) * Tương tự máy pha pha Tính từ thơng liên kết Tính đồng lượng Tính moment điện từ '  W dM ar dM br dM cr e m T   ia ir  ib i r  ic i r  d d d  ia ir M sin    ib ir M sin   120  ic ir M sin   120  28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab    20 Phân tích định lượng – (2) * Trong trường hợp đối xứng ia  I m sin s t  ib  I m sin s t  1200  ia  I m sin s t  1200  ir  I r =const  I m I r M 3sin   s t   I m I r M 3sin mt    st  T   2  mt  e T   I a I r M sin      s m e 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 21 Phương trình cân điện áp * Bỏ qua điện trở dây quấn stator d a va  dt MI r  Va  j L0s I a  j s e j  jxs I a  Ear 2 * Một hình vật lý jxs Ia Va PT Pm Elec Mech Va jxsIa Ear  d Ear Ia 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 22 Tính cơng suất điện áp * Lấy Va làm chuẩn  Ear  Ear d Va V  Ear Ia  jxs jxsIa  d Ear Ia PT  3Pa  3Re  Ear I a*   EarVa* Ear Ear*  3Re  j j Xs Xs  28/06/2015 9:01 CH  EarVa sin d   3 Xs  Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 23 Chế độ động EarVa PT  3 sin d Xs PT  d  jxs Ia Va 28/06/2015 9:01 CH PT Pm Elec Mech Ear Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 24 Chế độ máy phát Ear  Va Ear  Va  jx s I a  I a  jxs  Va 00  Ear   d   3Va Ear sin d  PT  3Re    jxs xs   PT  0d  Chú ý: PT>0 trường hợp máy phát ta chọn chiều dòng điện ngược lại với chiều động jxs Ear Ia Va jxsIa d Ear  Va Ia 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 25 VD 6.1 * Một máy điện đồng ba pha, nối Y, 60 Hz, cực, có điện kháng đồng xs = W/pha Khi hoạt động chế độ động cơ, máy tiêu thụ 30 A điện áp pha 254 V PF 0.8 sớm pha Tìm Ear Te Nếu máy có tổng tổn hao tổn hao sắt 400 W, tính moment đầu trục? Hiệu suất? jxs Ia  Ia Va d Ear Va jxsIa Ear 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 26 Giải * Chọn Va làm vector tham chiếu  Va  25400  I a  3036.87  Ear  364.3  19.230 V  Ear  PT  3 sin  19.230   18286W Xs Te  PT m  48.5 Nm 18286  400 17886    0.978 18286 18286 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 27 VD 6.3 * Điều chỉnh dòng kích từ cho động có hệ số cơng suất PF=1, cơng suất điện áp khơng đổi Tìm dòng điện Ear? PT  3Va I a cos  Ia  24 A  Ia  240  Ear  2540  j  240  280.9  25.28 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 28 Cải thiện hệ số công suất * Động đồng PF sớm trễ  cải thiện hệ số công suất * Nếu vận hành không tải (tải nhỏ cố định) Ea*sind=const Giản đồ vector Va I’a * Góc pha V I thay đổi 28/06/2015 9:01 CH jxsIa jxsI’a Ia Ear Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab E’ar 29 Tính giá trị đồng lượng * Chọn giá trị đầu: ii=0, để lực fei=0: W   1  i1, , 0, , 0, x1 , x2 , , xM  di1' ' m i1   2  i1 , i , 0, , 0, x1 , x2 , , xM  di i2 , ' (4.111)    N  i1 , i2 , , iN 1 , iN' , x1 , x2 , , xM  diN' iN 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 30 ... 28/ 06/ 2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab Stator (phần ứng) * Giống máy KĐB 28/ 06/ 2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab Stator (phần ứng) 28/ 06/ 2015 9:01 CH Trịnh Hồng Hơn ICA Lab Ví dụ 4.2 Máy Điện. ..    0.978 182 86 182 86 28/ 06/ 2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 27 VD 6. 3 * Điều chỉnh dòng kích từ cho động có hệ số cơng suất PF=1, cơng suất điện áp khơng đổi Tìm dòng điện Ear? PT  3Va... m I r I s M sin  28/ 06/ 2015 9:01 CH m s r Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 16 MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ PHA Presenter: Trịnh Hoàng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903 767 041 trinhhoanghon09@gmail.com