Bài giảng Kỹ thuật điện điện tử: Chương 6 - Máy phát điện đồng bộ ba pha

Chương 6 "Máy phát điện đồng bộ ba pha" thuộc bài giảng Kỹ thuật điện điện tử giới thiệu đến các bạn những nội dung về cấu tạo của máy phát đồng bộ, nguyên tắc hoạt động của máy phát đồng bộ, phản ứng của máy phát đồng bộ,... Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn chuyên ngành Điện - Điện tử.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật điện điện tử: Chương 6 - Máy phát điện đồng bộ ba phaBÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 187CHƯƠNG 06 MÁYPHÁTĐIỆNĐỒNGBỘ3PHA Máy phát điện đồng bộ hay máy phát điện xoay chiều là thiết bị biến đổi cơ năng thànhđiện năng. Máy phát điện xoay chiều được chế tạo theo loại một pha hay ba pha, là thành phầnchủ yếu trong hệ thống truyền tải và cung cấp điện năng. Ngày nay các máy phát điện công suất lớn có công suất vài trăm MVA với nguồn cơ năngdùng thủy lực hình thành các nhà máy thủy điện cung cấp cho khu vực hay quốc gia. Các máyphát điện có công suất nhỏ từ 10KVA đến 1MVA , với nguồn cơ năng là động cơ nổ Diessel, hìnhthành các nhà máy nhiệt điện nhỏ hay các tổ động cơ máy phát dự phòng cho các nhà máy, xínghiệp công nghiệp. Máy phát điện còn có khả năng đấu vận hành song song (hòa đồng bộ ) để nâng công suấtcấp đến tải, hay dùng làm máy bù dùng nâng cao hệ số công suất. Với khả năng và phạm vi sửdụng rộng rãi của máy phát, các chuyên-viên kỹ-thuật cần nắm vững các nguyên lý cơ bản; đểthuận lợi trong công tác vận hành và bảo quản.6.1.CẤU TẠO CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ:6.1.1. CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH : Máy phát điện đồng bộ gồm hai thànhphần chính :  ROTOR: còn được gọi là phần cảm dùngtạo ra từ trường kích thích dạng một chiều (khôngbiến thiên biên độ theo thời gian).  ROTOR CỰC TỪ LỒI dây quấn trên cáccực từ được quấn tập trung, hình dạng của rotorcực lồi trình bày trong hình H6.1.  ROTOR CỰC TỪ ẦN : dây quấn trênrotor thực hiện theo dạng dây quấn phân bốkhông tập trung, xem hình H6.3 và H6.4. HÌNH H6.1: Kết cấu của rotor cực từ lồi, 2p = 4 Rotor chưa được đóng vào trục. Trên rotor đã có quấn dây quấn kích thích. HÌNH H6.2: Hình dạng của rotor cực từ lồi sau khi đã đóng trục.Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 188 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 HÌNH H6.3: Hình dạng của rotor cực từ ẩn , rotor chưa được quấn dây. HÌNH H6.4: Hình dạng của rotor cực từ ẩn , dây quấn rotor đang được sửa chửa.Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 6 189  STATOR: còn được gọi là phần ứng, kết cấu của stator máy phát điện xoay chiềugiống như kết cấu của stator động cơ cảm ứng . Trên stator chúng ta bố trí một hay nhiều phadây quấn để có thể hình thành máy phát một pha hay nhiều pha. Với máy phát điện đồng bộ xoaychiều 3 pha, trên stator chúng ta bố trí ba bộ dây quấn lệch vị trí không gian 120o. Hình dạngcủa stator máy phát điện đồng bộ, trình bày trong hình H6.5, H6.6. HÌNH H6.5: Dây quấn stator máy phát đang được thi công. HÌNH H6.6: Stator máy phát đang được bảo trì.Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 190 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 66.1.2. HỆ THỐNG VÀNH TRƯỢT VÀ MÁY PHÁT KÍCH TỪ ĐẦU TRỤC : Muốn tạo thành từ trường kích thích một chiều trên phần cảm chúng ta cần cấp dòng mộtchiều vào dây quấn phần cảm được lắp trên rotor. Khi rotor được kéo quay bởi động cơ sơ cấp,để tránh tình trạng các dây nối bị xoắn, dòng một chiều được cấp vào rotor thông qua hệ thốngvành trượt và chổi than. Các vành trượt là hai vòng hình trụ bằng đồng thau (hay đồng đỏ), được bố trí đồng trụcvới rotor. Vành trượt được cách điện với phần kim loại của trục quay bằng các vật liệu cách điện,xem hình H6.7.HÌNH H6.7: Kết cấu vành trượt và chổi than trên stator. Tiếp xúc với hai vành trượt là hai chổi than được lắp cố định so với trục quay rotor, dùngcấp điện vào cho dây quấn rotor. Dây quấn rotor, sau khi được quấn theo công nghệ nhất định (để hình thành các từ cựctrên rotor) sẽ đưa ra 2 đầu dây. Hai đầu dây này được bố trí chạy bên trong cốt trục quay đến cácvành trượt và được hàn dính vào hai vành trượt này. Với các máy phát điện có công suất lớn, từ 200 KVA trở lên, dòng một chiều được cấp vàophần cảm có giá trị rất lớn từ vài chục đến vài trăm Ampère trong quá trình vận hành. Tiếp xúcgiữa chổi than và vành trượt dễ sinh ra các tia lửa điện khi rotor đang hoạt động; vấn đề bảo trì vàvận hành tương đối phức tạp, ngoài ra tổn hao nhiệt do điện trở tiếp xúc (giữa chổi than và vànhtrượt) trong quá trình vận hành ảnh hưởng đến hiệu suất và tính năng của máy phát điện. Dạng máy phát điện dùng hệ thống chổi than và vành trượt để cấp nguồn một chiều chophần cảm, được gọi là máy phát điện kích từ trực tiếp. ...