Bài giảng máy điện xoay chiều - Máy điện đồng bộ

Dòng AC chạy trong phần ứng (thường nằm trên stato), và kích thích DC đặtvào dây quấn kích từ (thường nằm trên rôto). Rôto cực ẩn thường dùng cho máyphát tuabin, còn kết cấu cực lồi thích hợp cho máy phát thủy điện. Công suất kích từ (khoảng vài % công suất định mức) thường được cung cấpthông qua một vành trượt từ một máy phát DC, gắn vào trục của máy đồng bộ.Các máy phát lớn dùng máy kích thích AC kết hợp với bộ chỉnh lưu bán dẫn....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng máy điện xoay chiều - Máy điện đồng bộ BÀIGIẢNGMÁYĐỆNXOAYCHIỀU PHẦN II: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ (6 GIỜ)NỘI DUNG1.ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY ĐiỆN ĐỒNG BỘ2.PHÂN LoẠI, KẾT CẤU MÁY ĐiỆN ĐỒNGBỘ3.NGUYÊN LÝ LÀM ViỆC MÁY ĐiỆNĐỒNG BỘ4.TỪ TRƯỜNG TRONG MÁY ĐiỆN ĐỒNGBỘ5.ĐẶC TÍNH LÀM ViỆC CỦA MÁY ĐiỆNĐỒNG BỘ6.HÒA SONG SONG CÁC MÁY PHÁT7.ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ VÀ MÁY BÙĐỒNG BỘ 1. ĐẠI CƯƠNG VỀMÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘMáy điện đồng bộ – Khái niệm Dòng AC chạy trong phần ứng (thường nằm trên stato), và kích thích DC đặtvào dây quấn kích từ (thường nằm trên rôto). Rôto cực ẩn thường dùng cho máyphát tuabin, còn kết cấu cực lồi thích hợp cho máy phát thủy điện. Công suất kích từ (khoảng vài % công suất định mức) thường được cung cấpthông qua một vành trượt từ một máy phát DC, gắn vào trục của máy đồng bộ.Các máy phát lớn dùng máy kích thích AC kết hợp với bộ chỉnh lưu bán dẫn. Máy phát đồng bộ cung cấp công suất cho tải sẽ đóng vai trò một nguồn áp cótần số xác định bởi động cơ sơ cấp của nó. Dòng điện và hệ số công suất đượcxác định bởi từ trường kích từ và trở kháng của máy phát và tải. Tuy nhiên, máy đồng bộ thường được nối vào hệ thống điện gồm có nhiềumáy đồng bộ khác. Điện áp và tần số ở đầu cực phần ứng do hệ thống xác định. Bài giảng NUE046 3Khái niệm (tt) Khi tải các dòng nhiều pha cân bằng, phần ứng tạo ra một từ trường trong khehở quay ở tốc độ đồng bộ xác định bởi tần số hệ thống. Để tạo ra mômen ổn định đơn hướng, các từ trường stato và rôto phải quaycùng tốc độ, do đó rôto cũng phải quay ở tốc độ đồng bộ. Do đó, một động cơđồng bộ nối vào một nguồn áp tần số không đổi sẽ hoạt động ở tốc độ xác lập làmột hằng số, bất chấp tải. Bản thân động cơ đồng bộ không có mômen khởi động và cần được khởi độngbằng chế độ động cơ không đồng bộ đến tốc độ đồng bộ, nhờ dây quấn mởmáy. Mômen điện từ (tác động theo chiều kéo các từ trường thẳng hàng) của máy π2 T = p Φ sr Fr sin ( δ r )đồng bộ cho bởi (N.m) 2 Bài giảng NUE046 4Khái niệm (tt) Ở điều kiện thông thường, điện áp rơi trên điện trở phần ứng khôngđáng kể, và từ thông tản phần ứng là nhỏ so với từ thông khe hở Φsr.Điện áp cảm ứng bởi Φsr xem như cân bằng với điện áp đầu cực Ut. Ut Φ sr = (Wb) 4,44 fk dq N ph Khi các cực phần ứng được nối vào một lưới vô hạn cân bằng, từthông khe hở sẽ xấp xỉ hằng số, độc lập với tải trên trục máy. Sức từđộng rôto Fr do dòng kích từ DC xác định và cũng không đổi trong điềukiện bình thường. Do đó, sự thay đổi mômen sẽ hoàn toàn được thựchiện bởi việc thay đổi góc mômen δ r. Bài giảng NUE046 5Khái niệm (tt) Khi δ r = 900 máy đạt đến mômen cực đại hay công suất cực đại (mômen haycông suất mất đồng bộ), với điện áp đầu cực và kích từ không đổi. Mômen mấtđồng bộ giới hạn khả năng quá tải ngắn hạn của động cơ. Chế độ máy phát ứng với vùng Mômen mấtmômen T < 0. Nếu nối máy ĐB vào đồng bộ Công suất hoặc mômen Động cơmột hệ thống AC với điện áp và tầnsố không đổi, có khả năng hấp thụhay cung cấp công suất điện, máyĐB sẽ cung cấp công suất cho lưới Góc mômenkhi rôto được quay sao cho sóng Máy phátsức từ động rôto chạy trước sóngsức từ thông khe hở. Bài giảng NUE046 6Máy đồng bộ cơ sở Kích Xét máy đồng bộ có 2 cực với dây quấn phần từứng N vòng. Từ cảm có dạng hình sin theo góclệch, do đó sức điện động cảm ứng sẽ là hìnhsin theo thời gian khi rôto quay ở tốc độ không Phầnđổi. ứng Điện áp phần ứng biến thiên đủ 1 chu kỳ khimáy quay đủ 1 vòng => máy đồng bộ. Máy đồng bộ thường có nhiều đôi cực, các cực kề nhau sẽ khác cực tính. Cácđiều kiện từ cơ được lặp lại ở mỗi đôi cực => sử dụng góc điện thay cho góc cơ.Góc điện và góc cơ có quan hệ n θ = pθ m f=p n là tốc độ tính bằng vòng/phút (rpm) hay 120với p l ...