III. Máy phát điện một chiều
3.2.Các đặc tính của máy phát điện một chiều
Máy phát điện một chiều coa 4 đại lượng đặc trưng: U; Iư; It; n
n: được động cơ sơ cấp giữ không đổi, ba đại lượng còn lại U; Iư; It là những dại lượng biến đổi có lien hệ chặt chẽ với nhau. Có thể thành lập 3 mối quan hệ cơ bản: U= f(Iư) khi It = Cte- ; U = f(It) khi Iư = Cte- và Iư= f(It) khi U= Cte- . Dựa vào đó khi nghiên cứu máy phát điện một chiều ta có các đặc tính sau đây
Đặc tính không tải U0 = E = f(It) khi I = 0, n= Cte- ;
Đặc tính ngắn mạch In= f(It) khi U = 0, n= Cte-
Đặc tính ngoài U = f(I) khi It = Cte- , n= Cte-
Đặc tính tải U= f(It) khi Iư= Cte-, n= Cte-
Đặc tính điều chỉnh It= f(Iư) khi U = Cte- , n= Cte-
Trong đó đặc tính không tải là trường hợp đặc biệt của đặc tính tải khi Iư = 0.
Đặc tính nhắn mạch là trường hợp đặc biệt của đặc tính điều chỉnh khi U = 0.
Ta đi nghiên cứu chung các đặc tính không tải, đặc tính ngắn mach, cách thành lập tam giác đặc tính của các loại máy phát điện.
Về dặc tính làm việc gồm đặc tính ngoài, đặc tính điều chỉnh sẽ được nghiên cứu riêng biệt đối với từng loại máy.
*Đặc tính không tải Uo = E = f.(It) khi I = 0; n= Cte-
Hình 1-8 đặc tính không tải của máy phát điện một chiều
Làm thí nghiệm cho máy phát điện làm việc ở tốc độ n không đổi cầu dao để hở mạch không nối với tải bên ngoài (I =0) do các trị số It và u tương ứng ta có đặc tính không tải.
Máy phát điện kích từ đọc lập có thể thay đổi chiều dòng điện kích thích nên ta có thể vẽ được toàn bộ chu trình từ trễ đối xứng ABA’B’A giữa 2 trị số giới hạn của dòng điện kích thích Im ứng với điện áp .
Máy phát điện kích thích do cực tính ở đầu máy (chổi than) là cố định và không thể thực hiện được –It nên ta chỉ vẽ được chu trình ABC giữa + Itm và 0.
Đoạn OB là số điện động ứng với từ dư trong mạch từ của máy.
Số điện động này rất nhỏ thường bằng 23% Uđm nên ta có thể bỏ qua. Vì vậy, đặc tính của máy phát điện 1 chiều là đường trung bình đi qua gốc tọa độ biểu thị bằng đường nét đứt.
Để có đặc tính ngắn mạch tất cả các loại máy phát điện một chiều đều phải được kích thích độc lập. nếu nối ngắn mạch các chổi than và máy phát điện làm việc ở tốc độ không đổi rồi do các trị số It và I tương ứng ta được đặc tính ngắn mạch.
Khi ngắn mạch Eư = Iư . Rư do Rư rất nhỏ, mặt khác cho I không quá giá trị (1,251,5)Iđm suy ra Eư rất nhỏ và It tương ứng cũng rất nhỏ.
Vì It nhỏ suy ra mạch từ của máy không bão hòa (=Cte-, It Eư suy ra I It suy ra đặc tính ngắn mạch là một đường thẳng. nếu máy chưa được khử
từ ta có đường 2. nếu máy được khử từ thì đường thẳng đi qua gốc tọa độ đường 1
Hình 1-9 đặc tính ngắn mạch của máy điện một chiều
* Tam giác đặc tính
thích It = OC . It dành một phần OD để sinh ra sức điện động. khắc phục điện áp rơi trên điện trở phần ứng Iđm .Rư =AD = BC, phần còn lại DC = AB dùng để khắc phục phản ứng phần ứng lúc ngắn mạch. Tam giác ABC gọi lá tam
giác đặc tính có cạch BC tỉ lệ với dòng điện phần ứng I và cạnh AB trong điều kiện mạch từ không bão hòa tỷ lệ với phản ứng phần ứng. nghĩa là cùng
tỉ lệ với dòng điện I (HÌnh 7-5 trang 91).
3.2.1 Đặc tính làm việc của máy phát điện một chiều kích thích độc lập.
a.Đặc tính ngoài.: U = f(I) khi It = Cte-, n= Cte-
Khi I tăng, điện áp rơi trên dây quấn phần ứng tăng. Mặt khác, do phản ứng phần ứng tăng theo I nên số điện động giảm. Điện áp U đầu máy phát điện giảm xuống.
Hình 1-11 đặc tính ngoài của máy phát điện một chiều kích thích độc lập (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hiệu số điện áp lúc không tải (I = 0) lúc (I = Iđm) với dòng điện kích từ bằng dòng điện kích từ định mức được quy định là độ biến đổi điến áp định mức. Uđm % = Udm dm U - Uo 100
Cho đặc tính không tải của máy và đoạn OP =1t= Cte- đoạn PP’ ứng với It đã cho biểu thị điện áp U = Eư lúc không tải (I=0) và xác định điểm xuất phát D của đặc tính ngoài. Đặt tam giác ABC có cạnh AB, BC theo tỉ lệ ứng với I = Iđm sao cho đỉnh A nằm trên đặc tính không tải và BC trên đường thẳng đứng PP’ thì PC sẽ là điện áp khi I = Iđm và tương ứng ta có điểm D’ sẽ ở gốc phần tư thứ 2.
Ta thấy rằng nếu U = Pc suy ra Eư = U + Iđm. Rư = PC + CB = BP = AQ. Lúc không tải để có Eư = AQ cần có It(o) = OQ. Khi có tải định mức phải tăng dòng điện kích thích lên một lượng It=QP = AB để bù lại sự khử từ của phản ứng phần ứng. toàn dòng điện kích thích lúc đó là:
It= It(0) + It = OQ + QP = OP
Nếu I = ½ Iđm đặc tính có các cạnh bằng 1 nửa các cạnh của tam giac ABC. Như trên ta sẽ xác định được điểm DD’’. Như trên ta xác định được một số điểm khác ứng với các giá trị khác nhau của dòng điện.
Nối các điểm D, Đ’, D’’… ta được đặc tính ngoài U = f(I) khi It = Cte-, n= Cte- .Điểm ứng với U = 0 của đặc tính ngoài cho ta trị số của dòng điện ngắn mạch khi kích thích hoàn toàn đầy đủ vì Rư rất bé, In = (5-15)Iđm và rất nguy hiểm có thể gây vòng lửa trên vành góp và ứng lực điện động rất lớn do đó phải trang bị máy cắt tự động cực nhanh tách máy phát điện ra khỏi lưới khi xảy ra ngắn mạch đột nhiên. Biện pháp này không bảo vệ được khi xảy ra ngắn mạch bên trong máy .
b. Đặc tính điều chỉnh It = f (I) khi U = Cte- , n= Cte-
Đặc tính điều chỉnh cho ta biết cần điều chỉnh dòng điện kích thích thế nào để giữ cho điện áp đầu ra của máy phát không đổi khi thay đổi tải
Hình 1-12 đặc tính điều chỉnh của máy phát điện một chiều kích thích độc lập
Đường biểu diễn đặc tính điều chỉnh cho thấy khi tải tăng, cần phait tăng dòng điện kích thích sao cho bù được điện áp rơi trên Rư và ảnh hưởng của phản ứng phần ứng.
Từ không tải (với U = Uđm ) tăng đến tải định mức (I = Iđm) thường phải tăng dòng điện kích thích lên 15-25%.
Phương pháp dựng đặc tính điều chỉnh bằng đặc tính không tải và tam giác đặc tính được trình bày
Hình 1-13 dựng đặc tính điều chỉnh của máy phát điện kích thích độc lập từ đặc tính không tải và tam giác đặc tính.
Với trị số xác định của Uo = Uđm = MP thì I = 0 ta được điểm ứng với dòng điện kích thích It = OM. Nếu đặt tam giác tính ABC ứng với tải định mức là Iđm sao cho đỉnh A nằm trên đặc tính không tải và đỉnh C nằm trên đường thẳng FC và hạ đường thẳng đứng BN thì đoạn On cho ta trị số dòng điện kích thích ở tải định mức.