Ở Máy điện quay trước tiên phải kể đến sóng hài làm cho nhiệt độ trong
động cơ tăng, các thành phần hài làm tăng tổn thất và hiệu suất máy bị giảm nhiều, ...
Tổn hao do dòng điện phucô tỷ lệ với bình phương tần số.
2 ) ( m x x vk ftB P = , W (1) Trong đó : + kx: là hằng số phụ thuộc vào bản chất của vật liệu + t: Chiều dầy của lá thép. + Bm : Biên độ của cường độ từ cảm + f : là tần số nguồn + v : Thể tích vật liệu sắt từ.
Tổn hao do từ trễ là tổn hao công suất tạo ra từ trường dùng để khử từ trễ và được tính theo công thức gần đúng : n m tr tr vfk B P = , W Trong đó :
+ ktr : Hằng số phụ thuộc vào bản chất vật liệu sắt từ (thép mềm, tôn silic có hằng số
tương ứng là : 0.025, 0.001)
+ n : Số mũ Steinmetz, phụ thuộc vào mã hiệu vật liệu, thường có giá trị n = (1,5 – 2,5) Do đó, khi máy phát điện nuôi Tải phi tuyến, dòng hài bậc cao sẽ tạo ra tổn thất phụ và mômen đập mạch lớn, theo (1) ta thấy tổn thất dòng phucô tỉ lệ với bình phương tần số, còn tổn thất do từ trễ tỉ lệ bậc nhất với tần số, làm cho máy điện nóng lên, dẫn đến tổn thất điện năng tăng và hiệu suất của máy bị giảm.
Kể đến tiếp theo là các sóng hài bậc cao làm cho sự phân bố từ trường dọc khe hở không còn theo quy luật hình sin, một số từ trường bậc cao có chiều quay
41
trùng với chiều quay của từ trường sóng cơ bản, trong khi một số khác lại quay theo chiều ngược lại. Tần số góc quay của sóng hài có thể bằng, lớn hơn hoặc nhỏ hơn tần số góc quay sóng cơ bản, góc pha của điều hòa cơ bản thay đổi theo sự thay đổi của phụ tải, của điện áp và của tần số. Các sóng hài bậc cao làm biến dạng phân bố
từ trường cơ bản, gây tổn hao phụ, mômen phụ, tăng từ trường tản, cản trở quá trình mở máy, ....
2.2.1.1 Máy điện không đồng bộ
Ảnh hưởng của sóng hài đối với máy điện không đồng bộ chủ yếu thể hiện qua mômen và tổn hao, dù tốc độ rôto như thế nào, sức từ động sóng cơ bản của stato và rôto đều quay trong không gian với tốc độ đồng bộ n1, do đó sẽ sinh ra mômen điện từ, điều này cũng thích ứng với các sóng hài, các sóng hài của sức từ động stato có tốc độ quay khác nhau và cảm ứng trên rôto những sức từđộng quay có tốc độ và số đôi cực tương ứng do đó sinh ra momen phụ, các mômen phụ này làm ảnh hưởng đến mômen điện từ. Ngoài ra còn có mômen phụđồng bộ do sức từ động của sóng điều hòa răng, ...
Hiện tượng tiếp theo mà ta quan tâm tới sựảnh hưởng của sóng hài lên máy
điện là các tổn hao phụ do chúng gây ra. Có thể tổng kết một vài tổn hao chính do sóng hài gây nên :
+ Tổn hao I2R trên cuộn dây sơ cấp và thứ cấp: Các dòng hài góp phần làm gia tăng giá trị hiệu dụng của dòng điện tổng, ngoài ra do hiên tượng hiệu ứng bề mặt nên khi có sự hiện diện của các hài bậc cao cũng làm tăng dòng điện tổng.
+ Tổn hao lõi sắt: Các từ trường do dòng hài gây nên, các từ trường này bị giảm đi rất nhiều nhờ có các dòng điện cảm ứng sinh ra ở cuộn thứ cấp. Các tổn hao lõi sắt này xuất hiện ở tần số cao, và do đó các sóng hài góp phần gia tăng tổn hao trong lõi sắt.
2.2.1.2 Máy Điện Đồng Bộ
2.2.1.2.1 Động cơđồng bộ
Các ảnh hưởng do điện áp và dòng điện hài tác động lên động cơ đồng bộ là tương tự như đối với động cơ không đồng bộ đã xét đến ở trên, nhưng các tổn hao phụđồng và sắt do các sóng hài gây nên ở stator rất nhỏ có thể bỏ qua được. Các ảnh
42
hưởng chủ yếu của sóng hài bậc cao trong máy điện đồng bộ tác động lên rotor, trong
đó một vài dòng hài được cảm ứng trong dây quấn cản hoặc dây quấn mở máy. 2.2.1.2.2 Máy phát cấp cho tải không đối xứng:
Trong quá trình cung cấp điện có thể xảy ra các trường hợp Tải các pha không bằng nhau. Như vậy máy phát điện đồng bộ làm việc ở tải không đối xứng, trong máy điện đồng bộ sẽ sinh ra một số hiện tượng bất lợi nhưđiện áp không đối xứng, các sóng hài sức điện động và dòng điện bậc cao. Và đặc biệt khi có sự thay
đổi của tần số phát sinh ở mạch ngoài tác động lên đầu cực máy phát từ đó có sự
biến thiên từ trở phản ứng giữa các khe hở của stator và rotor của máy làm chuyển
đổi sóng tần lan truyền vào trong hệ thống.