2.1.1. Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ Hệ thống kích từ cung cấn
kích từ sẽ tạo nên từ trường ro rofOr Sẽ cắt dây quấn phần ứng sỈ số hiệu dụng là :
E Trong đó :
Nêu rotor có p đôi cực, khi
p
dòng điện kích từ (dòng điện không đổi) vào dây quấn or. Khi quay rotor bằng động cơ sơ cấp, từ trường của ator và cảm ứng sức điện động xoay chiêu hình sin, có trị
=4,44.£WI.ka,.®,
Eb : S.đ.đ. pha
WI: Số vòng dây một pha kđg : Hệ số dây quần Go : Từ thông cực từ rotor.
rotor quay được một vòng, s.đ.đ. phần ứng biến thiên P chu kì. Do đó, nếu tốc độ quay của rotor là n (v/s), tần số f của s.đ.đ. là :
£ tp.n
Nếu tốc độ quay của rotor lả n (v/ph) thì :
'F p.n/60
ĐỒ ÁN TÓT NGHIỆP
Dây quấn ba pha stator có
Chương II: Các vấn đề cơ bản về hệ thống kích từ
trục lệch nhau trong không gian một góc 120° điện, cho
nên s.đ.đ. các pha lệch nhau góc|pha 1209.
Khi dây quấn stator nối vớ tải, trong các dây quấn sẽ có đòng điện 3 pha. Dòng điện 3 pha trong dây quần sẽ tạo nên|từ trường quay. với tốc độ:n; = 60.fp, đúng bằng tốc độ n của rofor.
2.1.2. Phương trình điện áp củh máy phát điện
Khi máy phát điện làm việt, từ trường cực từ ®, sinh ra s.đ.đ. E, ở dây quấn stator. Khi máy có tải sẽ có dòng điện lI và điện áp U trên tải. Ở máy cực lỗi vì khe hở đọc trục và ngang trục khác nhau nên tai
hướng dọc trục và ngang trục.
phải phân tích ảnh hưởng của phản ứng phần ứng theo Từ trường phản ứng phần ứng ngang trục tạo nên s.đ.đ. ngang trục :
I
Trong đó X„¿ là điện kháng
uq — —].la. Xụa
phản ứng phần ứng ngang trục. Từ trường phản ứng phần ứng đọc trục tạo nên sđđ dọc trục :
R
Trong đó X„a là điện kháng
ud — —J-la Xụa
phản ứng phần ứng đọc trục.
Kết quả là ở đây phương trÌnh cân bằng suất điện động có đạng:
ú
Ủ= E,-jLa X„ — la. Xu —j.I.x„ II,
T E,+E„ + Eự - lứ, + JX„)
Œ)
Với ~}ÌXu do từ thông tần của dây quấn stator sinh ra được đặc trưng bởi điện kháng tản x, không phụ thuộc vào từ dẫn của khe hở theo các hướng đọc trục và ngang trục. Tuy nhiên nếu phân tích nó thành hai hướng dọc trục và ngang trục ta có:
@ ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP 4 4 Từ (1), (2) ta được: Trong đó: HI<Inh xế Hình 2 Từ phương trình điện áp (*
E› do tải quyết định.
Ù =E¿—jl¿(X„ +X„)—jl¿(X
Chương II: Các vấn đề cơ bản về hệ thống kích từ
LjÏ.X„ = —j([X„ .cos— Ix,„.sin W)
— E, — =j.h Xụ T kh Xụ (2)
uq + Xụ ) — li,
_U =E,~j. Xụ — jla X, —l, (®)
h = Xua † Xụ : là điện kháng đồng bộ dọc trục. h— Xua + Xụ : là điện kháng đông bộ ngang trục.
1a
ọ
Đỏ thị xéc tơ s.đf. đt máy điện cực lôi
1: Đồ thị véctơ sẩä máy điện cục lôi
) và đồ thị véctơ ta thấy góc lệch pha Ð giữa điện áp U và
THEnNO00UU2UDDỢ DỰ DƯ H000 TẸnẸ DI DGGGTĐTDEĐTDTĐTTDDDDDEDE000nnn0unnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnng Z7 Trang 25
ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP Chương II: Các vấn đề cơ bản về hệ thông kích từ
vậy tác dụng của từ trường phẩn ứng với từ trường cực từ (hay phản ứng phần ứng sẽ mang tính chất khác nhau tùy thẻo tính chất của tải trở hay tải kháng hay tải dung.
Khi tải thuần trở:
là
Hình 2.2: Đỗ thị véc tơ s.ẩ đ và quan hệ về không gian giữa các từ trường cực từ và từ trường phầh ứng, ở tải thuần trở ( ự = 0)
Khi tải là đối xứng và thuận trở thì dòng điện 3 pha trong dây quấn stato sẽ trùng pha với sức điện động tương ứng (\ = 0). Giả thử các s.đ.đ. và dòng điện trong 3 pha là
hình sin và nếu xét ở thời điểm ¡| = I„ thì đồ thị véc tơ dòng điện và s.đ.đ như ở hình bên.
Xét tương quan về không gian giữa từ trường phần ứng và từ trường cực từ trong trường hợp máy điện 2 cực có m = 3 và|mỗi pha được tượng trưng bỡi một vòng dây. Trị số của các dòng điện bằng : 1Ä = Im 1H =IC = -Im/2 5 Trang 26
&Ề bò ÁN TÓT NGHIỆP Chương ïI: Các vấn đề cơ bản về hệ thống kích từ và chiều của chúng trong các dây quấn A-X, B-Y. C-Z.
Như vậy vị trí không gian của từ trường quay của phần ứng F, trong trường hợp có chiều trùng với trục của dây quận pha A là pha có dòng điện cực đại. Vì từ thông xuyên qua pha A cực đại trước s.đ.đ tong pha đó một phần tư chu kỳ, nên khi s.đ.đ của pha A
cực đại (ca = Em) thì cực từ đã quay được một góc II/2 so với vị trí trục cực từ trùng với
trục pha A là lúc từ thông xuyêh qua pha A có trị số cực đại. Như vậy vị trí không gian của trục cực từ là vuông góc với|trục của pha A (tức là vuông góc với chiều của từ trường Fu). Ta kết luận ở tải thuần trở, phương của Fụ vuông góc với phương của F: và phản ứng phần ứng là ngang trục.
s* Khi tải thuân cảm: Eụ lL E. 9=+99 ụ - 7Ñ lc lo Ft
Hình 2.3: Đô thị véc tơ s.ẩ đ và quan hệ về không gian giữa các từ trường cực từ và từ trường
phân từng, ở tải thuần cảm (ự= + 901)