Cấu tạo của máy phát điện gồm hai phần chính là Rôto và Stato. 1. Stato:
Stato của máy phát điện đồng bộ gồm hai bộ phận chính là lõi thép Stato và dây quấn ba pha Stato. Dây quấn Stato gọi là dây quấn phần ứng.
2. Rôto:
Rôto máy phát điện đồng bộ có các cực từ và dây quấn kích từ dùng để tạo ra từ trờng cho máy. Đối với máy nhỏ Rôto là nam châm vĩnh cửu có hai loại Rôto đó là Rôto cực ẩn và Rôto cực lồi.
- Rôto cực ẩn: Thờng dùng ở máy có tốc độ cao 3000vòng/1phút có một đôi cực - Rôto cực lồi: Thờng dùng ở các máy có tốc độ thấp và có nhiều đôi cực.
Để có sức điện động hình sin thì từ trờng của các cực Rôto phải phân bố hình sin dọc theo khe hở không khí giữa Stato và Rôto ở đỉnh các cực từ có từ cảm cực đại. Đối với Rôto cực ẩn dây quấn kích từ đợc đặt trong các rãnh. Đối với Rôto cực lồi dây quấn kích từ quấn xung quanh thân cực từ. Hai đầu của dây quấn kích từ đi luồn trong trục và nối với hai vòng trợt đặt ở đầu trục, thông qua hai chổi điện để nối với nguồn kích từ.
ii. n guyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ:
Cho dòng điện kích từ (dòng điện không đổi) vào dây quấn kích từ sẽ tạo nên từ trờng Rôto. Khi quay Rôto bằng động cơ sở cấp từ trờng của Rôto sẽ cắt dây quấn phần ứng Stato và cảm ứng xuất điện động xoay chiều có trị số hiệu dụng đợc xác định :
E0 = 4,44.f.W1.Kđq.φ0. Trong đó : E0 : là sức điện động pha. W1 : số vòng dây một pha. Kđq : hệ số dây quấn. φ0 : từ thông cực đại Rôto.
Nếu Rôto có p đôi cực, khi Rôto quay đợc một vòng sức điện động phần ứng sẽ biến thiên p chu kì do đó tần số f của sức điện động đợc xác định :
f = p.n ; n đo bằng vòng/s hoặc f =p60.n
Dây quấn ba pha Stato có trục lệch nhau trong không gian một góc 1200 cho nên sức điện động các pha lệch nhau góc pha 1200. Khi dây quấn Stato nối với tải, trong các dây quấn sẽ có dòng điện ba pha, dòng điện ba pha trong ba dây quấn sẽ tạo nên từ trờng quay với tốc độ là n1 = 60.f/p. Đúng bằng tốc độ n của Rôto do đó loại máy điện này đợc gọi là máy điện đồng bộ.
iii. t hí nghiệm thực hành:
1. Mục đích và nhiệm vụ của thực hành:
Nhiệm vụ cụ thể đó là ứng dụng của Tiristor để thay đổi tuyến tính dòng kích từ và điện áp ra trên tải. Tiristor có rất nhiều ứng dụng nh chỉnh lu, nghịch lu…ở chơng trớc chúng ta đã xét cụ thể về tính chất chỉnh lu của Tiristor tức là biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều để phù hợp với tải, điều đặc biệt hơn là lợi dụng tính u việt cực điều khiển của Tiristor. Phần thí nghiệm thực hành này ứng dụng của Tiristor vào mạch cụ thể hơn và có những đánh giá chính xác về các đại lợng vật lý, vấn đề đặt ra cho chúng ta là tại sao lại phải thay đổi điện áp ra, thay đổi đó có tác dụng nh thế nào? Để trả lời cho vấn đề này thực tế ta thấy rằng các thiết bị sinh hoạt điện và điện tử phục phụ cho cuộc
sống hàng ngày rất phong phú và đa dạng những thiết bị đó không những ngày càng có hình dạng và mẫu mã phong phú mà cơ bản là mức chịu đựng về điện áp và dòng đặt lên thiết bị chính vì lí do đó mà tôi đã chọn và lắp một mạch điện cụ thể có tên gọi thay đổi tuyến tính dòng kích từ và điện áp ra trong máy phát điện đồng bộ. 2. Thí nghiệm lắp mạch: a.Sơ đồ : T R1 D1 D2 VR + _ C2 _ R2 + C1 Hình 28: Sơ đồ mạch kích từ dùng Tiristor.
b.Tính tối u khi sử dụng Tiristor trong việc thay đổi điện áp :
Trớc đây khi thay đổi điện áp ra trên tải của máy phát điện ngời ta dùng một thiết bị gọi là biến trở. Việc dùng biến trở nó có những hạn chế nhất định về mặt công suất tiêu thụ và kĩ thuật :
- Khi đó công suất hao phí trên biến trở là rất lớn
Cuộn kích từ
- Dùng thiết bị biến trở tơng đối cồng kềnh phức tạp và điều chỉnh khó khăn hơn cha thể hiện đợc tính kỹ thuật chính vì những hạn chế đó mà ngày nay ngời ta đã thay thiết bị đó bằng Tiristor vì nó có tính tối u hơn nhiều so với biến trở :
- Đó là công suất tiêu thụ hao phí ít. - Thiết bị điều khiển đơn giản gọn nhẹ.
kết luận
Đây là một đề tài có nội dung tơng đối phong phú. Qua quá trình nghiên cứu có chọn lọc một số vấn đề có tầm quan trọng thực tế để đa vào nghiên cứu làm sáng tỏ thêm bản chất của vấn đề. Đề tài phản ánh hai nội dung cơ bản đó là điốt bán dẫn và thiết bị Tiristor. Đối với điốt bán dẫn chỉ nghiên cứu cơ sở lý thuyết và yếu tố chỉnh lu còn đối với Tiristor nh ta đã biết là một thiết bị công suất có ứng dụng phong phú. Đặc biệt nghiên cứu hệ thống cơ sở lý thuyết cũng nh ứng dụng thí nghiệm thực hành để làm tăng thêm tính trực quan của vấn đề cần nghiên cứu. Một câu hỏi đặt ra là không phải những vấn đề Tiristor không đợc đa ra trong đề tài này là kém phần quan trọng mà cha có điều kiện đa vào nghiên cứu. Sau quá trình đi vào nghiên cứu đã có những kết luận sau:
- Cơ sở lý thuyết để xây dựng nên thiết bị Tiristor cũng là từ các mặt ghép p – n.
- Đặc tính chỉnh lu của Tiristor khác hơn điốt là vì Tiristor dựa vào lợi thế cực điều khiển.
- Về thí nghiệm thực hành:
+ Đã thiết kế và lắp ráp thành công mạch điện điều chỉnh dòng kích từ. + Việc lắp ráp mạch kích từ này có chủ định ứng dụng vào điều khiển điện áp ra của máy phát điện. Kết quả cho thấy khi thay đổi dòng kích từ thì điện áp ra của máy phát điện cũng thay đổi. Ngoài ra mạch này còn có thể ứng dụng để điều khiển độ sáng tối của bóng đèn.
- Qua kết quả thí nghiệm ta có thể thiết lập đợc một đờng đặc tuyến giữa dòng kích từ và điện áp ra của máy phát điện.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Dơng Kháng cùng quý thầy cô khoa Vật Lý đã giúp đỡ em trong thời gian qua !
Tài liệu tham khảo
1. Điện tử công suất (dùng cho các trờng đại học) Nguyến Bính.
2. Giáo trình điện tử công suất (dùng cho trung học và dạy nghề)
Trần Ttrọng Minh.
3. Điện tử công suất lớn ứng dụng Tiristor : Nguyễn Bính.
4. Kỹ thuật điện tử : Đặng Văn Hào, Lê Văn Doanh.