Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 4: Máy điện đồng bộ

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 4: Máy điện đồng bộ

1. Chương: IV MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ Presenter: Trịnh Hồng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com 23/05/2021 9:58 CH
2. Khái niệm * Thường: ➢Máy phát đầu nguồn •Cơng suất lớn ➢Khả năng vận hành song song •Các máy phát với nhau •Máy phát với lưới ➢Dùng làm động cơ bù đồng bộ •Đặc tính giống như một tụ điện Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 2 ICA Lab
3. Cấu tạo * 3 phần: stator, rotor, hệ thống kích từ * Rotor: cực lồi, cực ẩn Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 3 ICA Lab
4. Rotor * Cực lồi ➢Tốc độ chậm •Nhiều cực •Ngắn •Đường kình lớn •→ nơi thủy triều chậm Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 4 ICA Lab
5. Rotor * Cực ẩn ➢Tốc độ nhanh •Ít cực •Dài •Đường kình nhỏ •→ nơi cĩ lực nước lớn –Thác cao Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 5 ICA Lab
6. Rotor cực ẩn – dây quấn Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 6 ICA Lab
7. Stator (phần ứng) * Giống máy KĐB Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 7 ICA Lab
8. Stator (phần ứng) Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 8 ICA Lab
9. Hệ thống kích từ * Vành trượt – chổi than ➢Tự kích •Từ dư ➢Kích từ độc lập •Máy phát điện đầu trục Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 9 ICA Lab
10. Rotor máy Stator máy phát Stator máy điện chính phát chính phát điện đầu trục Chỉnh lưu: giảm nhấp nhơ, tần số máy phát đầu trục lớn, số cực nhiều Rotor máy phát điện đầu trục Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 10 ICA Lab
11. Nguyên lý hoạt động A X Chiều quay → Rotor B 120o STATOR L1 ROTOR 120o Z B T I 3 PHA + C Y Vkt L2 - Từ trường dọc theo khe hở khơng khí NG CƠ L3 hình sin SƠ C P N Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 11 ICA Lab
12. Nguyên lý hoạt động Y H T N CH NH Y H T N U TR C L1 STATOR ( H N C M) T I 3 PHA + Vkt L2 + Vkt - - ROTOR ( H N NG) ROTOR ( H N C M) L3 STATOR ( H N NG) N QUAY N N NG YÊN Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 12 ICA Lab
13. Nguyên lý hoạt động * Tần số - tốc độ đồng bộ p.n f = 1 60 * Sức điện động phần ứng e= Esin ( t) AX phamax 1 E phamax →e = Esin  t − 1200 Epha= = 4,44.f.N pha .K dq .  m BY pha max( 1 ) 2 e= Esin  t − 2400 CZ pha max( 1 ) Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 13 CA Lab
14. Phản ứng phần ứng Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 14 ICA Lab
15. Sơ đồ tương đương * Tải bất kỳ:  dọc & ngang trục, ảnh hưởng: •Từ thơng phần cảm, sđđ E •Từ thơng rị→ điện kháng cuộn dây t STATOR j.X Z Rpha S L1 + ROTOR • Epha + • + Ipha pha • I • Zt + - Epha Vpha Vkt Zt L2 - - - Zt NG CƠ S =+ L3 Z Rpha j.X S T I 3 PHA SƠ C P CÂN B NG Điện Kháng Đồng Bộ của 1 pha N Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 15 CA Lab
16. Sơ đồ tương đương ••• Epha= V pha + R + j.X • I pha ( pha S ) •• VZIpha=• t pha E= KE n Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 16 ICA Lab
17. Độ thay đổi điện áp EV− VEV = − V% = pha pha • 100 pha pha V pha Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 17 CA Lab
18. Độ thay đổi điện áp – tải cảm • Epha = V .cos + R .I + j. V .sin + X .I ( pha pha pha) ( pha S pha ) 22 E= V .cos + R .I + V .sin + X .I pha( pha pha pha) ( pha S pha ) Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 18 ICA Lab
19. Độ thay đổi điện áp – tính dung • Epha = V .cos + R .I + j. V .sin − X .I ( pha pha pha) ( pha S pha ) 22 E= V .cos + R .I + − V .sin + X .I pha( pha pha pha) ( pha S pha ) Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 19 CA Lab
20. Các thơng số định mức * Cơng suất biểu kiến định mức: Sđm * Điện áp định mức : Udây-đm ➢Tính tại tải ➢ Luơn được giữ khơng đổi * Dịng điện định mức : Idây-đm khi: ➢S= Sđm ➢U= Udây-đm Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 20 CA Lab
21. VD 1 * Cho máy phát đồng bộ 3 pha: ➢Sđm =30 kVA ; 220 V , dây quấn stator đấu Y. ➢Biết tổng trở đồng bộ một pha của máy phát là: ZS = R + j.X = 0,4 + j.1,2  pha S pha * Tính U Khi máy phát đầy tải, với điện áp cấp đến tải bằng định mức. Biết ➢HSCS tải là 0,8 trễ. ➢HSCS tải là 0,8 sớm. ➢HSCS tải là 0,6 sớm. Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 21 ICA Lab
22. VD2 * Tính lại VD 1 khi kt=0.8, áp định mức, HSCS=0.7 trễ Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 22 CA Lab
23. Các đặc tuyến làm việc * Ba đặc tuyến làm việc chính: ➢Đặc tuyến khơng tải. ➢Đặc tuyến ngồi hay cịn gọi là đặc tuyến tải. ➢Đặc tuyến điều chỉnh Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 23 ICA Lab
24. Đặc tuyến khơng tải Epha n11 E= f I ( kt ) n= cons t n12 n13 STATOR Epha1 L1 ROTOR v Ikt VR ( n11 > n12 > n13 ) A + Epha2 Vkt L2 - T C n = h ng s Ikt Epha dỉ L3 NG CƠ SƠ C P Ikt N Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 24 CA Lab
25. Đặc tuyến tải Vpha cos = 0,7 sớm V1 V2 cos = 1 cos = 0,7 trễ Epha = Vphadm I= cons t U= f( It ) kt n= cons t cos = c ons t I Ipha Ipha1 pha2 Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 25 ICA Lab
26. Đặc tính điều chỉnh Ikt cos = 0,7 trễ cos = 1 Tăng Ikt Ikto Giảm Ikt Ikto cos = 0,7 sớm Ikt= f( I load ) U= cons t n= cons t I Ipha Ipha1 pha2 Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 26 CA Lab
27. Quá trình tự kích của MPĐB Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 27 ICA Lab
28. Quá trình tự kích của MPĐB VDC=+ (R kt VR).I kt Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 28 CA Lab
29. Quá trình tự kích Epha Điểm làm việc không tải Epha không tải * K : hệ số chỉnh lưu CL Đặc tuyến không tải VDC= K CL .E pha 7 Rkt + VR EI=• E 5 pha K kt pha2 6 CL E 3 Đặc tuyến volt ampere pha1 4 mạch kích thích 1 2 E pha dư Ikt I Ikt1 kt2 Ikt không tải Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 29 CA Lab
30. Stator máy phát điện chính HÌRotorNH H6. m8:áyC ấu tạo máy phát điện có dùng máy phát điện đầu trục (brushless alternator) phát chính Stator máy phát điện đầu trục Rotor máy phát điện đầu trục Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 30 CA Lab
31. + + Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 31 CA Lab
32. + N + S Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 32 CA Lab
33. 1 12 2 11 3 10 4 9 5 8 6 7 Trịnh Hồng Hơn 23/05/2021 9:58 CH 33 CA Lab