3. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH
3.3. MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG [6]
Máy điện một chiều kích từ song song là loại máy tự kích, cuộn dây kích từ được ghép nối tiếp với một biến trở và mắc vào hai cực của máy phát. Máy có thể tự kích nhờ từ dư của các cực từ.
Cuộn dây kích từ của máy phát điện một chiều kích từ song song được thiết kế với dòng điện kích từ định mức khoảng 1 - 5 % dòng điện định mức của phần ứng. [6]
3.3.1. Đặc tuyến không tải
Đặc tuyến không tải của máy phát điện một chiều kích từ song song giống như máy phát điện kích từ độc lập cũng có dạng đường cong từ hóa.
Theo hình vẽ ta có:
U0 = f(J): đặc tuyến không tải.
U0 = RJ.J: đường thẳng cảm, phụ thuộc điện trở phần cảm Rj.
Dòng điện kích từ J phải như thế nào để đường thẳng U0 = RJ.J cắt đặc tuyến không tải tại điểm A gọi là điểm mở máy. Khi Rj tăng J giảm và góc α hợp bởi đường thẳng này với trục J sẽ tăng.
Gọi αc là góc hợp bởi đoạn thẳng của đặc tuyến với trục J. Rõ ràng αc cũng chính là góc tới hạn của α. Vậy điều kiện mở máy:
α < αc tgα < tg αc Rj < Rc
Rc = tg αc: là điện trở tới hạn.
Do đó, khi mở máy người ta cho biến trở nối tắt.
Hình 3.5: Sơ đồ máy điện một chiều kích từ song song [6]
Tuy nhiên, điều kiện này chưa đủ để máy chạy. Khi máy chạy, từ thông dư Φd trong mạch từ phần cảm tạo ra suất điện động nhỏ trong phần ứng. Suất điện động này khép mạch qua dây quấn kích từ sinh ra dòng điện kích từ, dòng điện kích từ này sẽ tạo ra từ thông Φk.
Nếu từ thông Φk cùng chiều với từ thông Φd, từ thông tổng của máy sẽ được tăng cường, dẫn đến điện áp trên hai cực của máy sẽ tăng và máy sẽ tự kích được.
Nếu từ thông Φk ngược chiều với từ thông Φd, lúc này từ thông tổng của máy sẽ nhỏ hơn từ thông dư Φd thì máy sẽ bị khử từ, không thể tự kích và tạo ra điện áp được.
Trong trường hợp này, ta phải đổi chiều quay của máy hoặc đổi ngược dây nối với phần cảm để tăng từ thông dư, và nếu từ thông dư quá yếu, phải từ hóa mạch từ phần cảm với nguồn điện phụ. [6]
3.3.2. Đặc tuyến ngoài
Là đường cong biểu diễn U = f(I) khi máy quay với tốc độ định mức và J không đổi.
Phương trình cân bằng điện áp là:
Mạch phần ứng: U = Eư - IưRư
Mạch phần cảm: U = J.(Rj + Rđc)
Phương trình dòng điện: Iư = I + J
Vì ở máy phát điện một chiều kích từ song song, mạch kích từ nối vào đầu phần ứng nên:
Khi giảm phụ tải điện áp trên hai cực của máy tăng, dòng điện kích từ tăng dẫn đến từ thông và suất điện động của máy tăng. Như vậy đặc tuyến ngoài của máy điện được nâng lên dốc hơn so với máy phát điện một chiều kích từ độc lập.
Khi tăng phụ tải, điện áp hai cực của máy giảm xuống do độ sụt áp trên điện trở của phần ứng và phản ứng phần ứng. Điều đó làm giảm dòng điện nuôi cuộn dây kích từ và giảm suất điện động của máy. Vì vậy, khi tăng phụ tải, điện áp trên hai cực của máy phát điện một chiều kích từ song song giảm nhanh hơn so với máy phát điện kích từ độc lập.
Hình 3.7: Sơ đồ đặc tuyến ngoài của máy phát điện một chiều kích từ song song [6]
Tiếp tục tăng dòng điện phụ tải, không những làm giảm điện áp của máy mà còn làm giảm dòng điện kích từ và khi mạch ngoài của máy bị ngắn mạch, điện áp mạch ngoài giảm tới không (lúc này dòng điện ngắn mạch chỉ gây bởi suất điện động bởi suất điện động được sinh ra do từ dư của máy)
Vậy, máy phát điện một chiều kích từ song song có khả năng chịu đựng nối tắt đột ngột. Theo đặc tuyến ngoài, máy làm việc ổn định khi điểm làm việc ở phần trên của đặc tuyến. [6]
3.3.3. Đặc tuyến điều chỉnh
Là đặc tuyến J = f(I) khi máy quay với tốc độ định mức cũng có dạng tương tự đặc tuyến điều chỉnh của máy điện không đổi kích từ độc lập.
Đặc tuyến này chỉ rõ phải điều chỉnh dòng điện kích từ thế nào để duy trì điện áp trên hai cực của máy không đổi khi phụ tải thay đổi. [6]
Hình 3.8: Sơ đồ đặc tuyến của máy phát điện một chiều kích từ song song và độc lập [6]
Hình 3.9: Sơ đồ đặc tuyến diều chỉnh của máy phát điện một chiều kích từ song song và độc lập [6]
I O
Nhận xét:
Độ biến thiên điện áp trên hai cực của máy phát điện một chiều kích từ song song
lớn hơn so với máy phát điện một chiều kích từ độc lập và đạt tới 30%.
So với máy điện một chiều kích từ độc lập, máy điện một chiều kích từ song song
có tiện lợi là không cần nguồn cung cấp riêng cho mạch kích từ. Vì vậy, máy này được sử dụng rộng rãi đối với thiết bị có phụ tải ít thay đổi.
CHƯƠNG 4: THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐẶC TUYẾN CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG
4.1. THÍ NGHIỆM VỚI MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG (PHÒNG THÍ NGHIỆM CƠ NHIỆT - BỘ MÔN VẬT LÝ)