Chương 20 - Đại cương về máy điện đồng bộ

Máy điện đồng bộ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Phạm vi sử dụng chính là biến đổi cơ năng thành điện năng, nghĩa là làm máy phát điện. Điện năng ba pha chủ yếu dùng trong nền kinh tế quốc dân và trong đời sống sản xuất từ các máy phát điện quay bằng tuabin hơi hoặc khí hoặc nước.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 20 - Đại cương về máy điện đồng bộ PhÇn thø n¨m M¸y ®iÖn ®ång bé Ch¬ng 20 §¹i c¬ng vÒ m¸y ®iÖn ®ång bé M¸y ®iÖn ®ång bé ®îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp. Ph¹m vi sö dôngchÝnh lµ biÕn ®æi c¬ n¨ng thµnh ®iÖn n¨ng, nghÜa lµ lµm m¸y ph¸t ®iÖn. §iÖn n¨ng bapha chñ yÕu dïng trong nÒn kinh tÕ quèc d©n vµ trong ®êi sèng s¶n xuÊt tõ c¸c m¸yph¸t ®iÖn quay b»ng tuabin h¬i hoÆc khÝ hoÆc níc. M¸y ®iÖn ®ång bé cßn ®îc dïng lµm ®éng c¬, ®Æc biÖt trong c¸c thiÕt bÞ lín, v×kh¸c víi c¸c ®éng c¬ kh«ng ®ång bé, chóng cã kh¶ n¨ng ph¸t ra c«ng suÊt ph¶n kh¸ng. Th«ng thêng c¸c m¸y ®ång bé ®îc tÝnh to¸n sao cho chóng cã thÓ ph¸t ra c«ngsuÊt ph¶n kh¸ng gÇn b»ng c«ng suÊt t¸c dông. Trong mét sè trêng hîp, viÖc ®Æt c¸cm¸y ®ång bé ë gÇn c¸c trung t©m c«ng nghiÖp lín ®Ó chØ ph¸t ra c«ng suÊt ph¶n kh¸ng®ñ bï hÖ sè c«ng suÊt cosϕ cho líi ®iÖn lµ hîp lý. Nh÷ng m¸y nh vËy ®îc gäi lµm¸y bï ®ång bé. C¸c ®éng c¬ ®ång bé c«ng suÊt nhá (®Æc biÖt lµ ®éng c¬ kÝch tõ b»ng nam ch©mvÜnh cöu) còng ®îc dïng rÊt réng r·i trong c¸c trang bÞ tù ®éng vµ ®iÒu khiÓn. 20-1. Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ®iÖn ®ång bé NÕu trong s¬ ®å h×nh 1-1 ta ®em thay hai vµnh ®æi chiÒu b»ng hai vµnh trît trªn®ã t× hai chæi than A vµ B th× khi khung d©y abcd quay víi tèc ®é kh«ng ®æi n, trªn haivµnh trît vµ m¹ch ngoµi khÐp kÝn qua t¶i ta sÏ cã ®îc mét s.®.®. vµ mét dßng ®iÖn pnxoay chiÒu cã tÇn sè f = , trong ®ã p lµ sè ®«i cùc cña m¸y. §ã lµ nguyªn lý lµm 60viÖc cña m¸y ®iÖn ®ång bé mét pha. Thêng trong m¸y ®iÖn ®ång bé cùc tõ ®îc ®Æt ë r«to, cßn d©y quÊn phÇn øng(khung d©y) ®îc ®Æt trªn phÇn tÜnh (stato) gåm ba cuén d©y ®Æt lÖch nhau trongkh«ng gian 1200 gãc ®é ®iÖn, ®Êu thµnh h×nh sao (Y) hay tam gi¸c (∆) nh ë h×nh 20-1. n n b) a) H×nh 20-1. S¬ ®å nguyªn lý cña m¸y ®iÖn ®ång bé ba pha a). §Êu h×nh sao Y; b) §Êu tam gi¸c ∆ 110Nguyễ n Văn Đô - ĐHĐL Còng nh c¸c m¸y ®iÖn quay kh¸c, m¸y ®iÖn ®ång bé còng cã tÝnh thuËn nghÞch:cã thÓ lµm m¸y ph¸t ®iÖn hoÆc ®éng c¬ ®iÖn. 20.1.1. Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé Khi ®éng c¬ s¬ cÊp quay r«to m¸y ph¸t tíi tèc ®é ®Þnh møc, ®ång thêi cho dßng®iÖn mét chiÒu vµo d©y quÊn r«to (d©y quÊn kÝch thÝch), r«to trë thµnh nam ch©m ®iÖn,tõ trêng cña r«to quÐt qua c¸c thanh dÉn cña d©y quÊn stato (d©y quÊn phÇn øng) lµmc¶m øng nªn trong chóng c¸c s.®.®. xoay chiÒu. TÇn sè cña s.®.®. c¶m øng lµ: pn f= (20-1) 60trong ®ã n lµ tèc ®é quay cña r«to, p lµ sè ®«i cùc cña m¸y. Gi¸ trÞ hiÖu dông cña s.®.®. c¶m øng trong mçi pha cña d©y quÊn phÇn øng lµ: E = 4,44f.W.kdq.Φ0 (20-2)trong ®ã: Φ0 - tõ th«ng trong khe hë díi mçi cùc tõ; W - sè vßng d©y cña mét pha d©y quÊn phÇn øng; kdq - hÖ sè d©y quÊn. Khi d©y quÊn phÇn øng cña m¸y ®îc nèi víi phô t¶i bªn ngoµi, dßng ®iÖn ba pha®èi xøng lÖch nhau gãc 1200 vÒ thêi gian ch¹y trong d©y quÊn ba pha ®Æt lÖch nhau gãc1200 trong kh«ng gian sÏ t¹o ra tõ trêng quay quay víi tèc ®é lµ: 60 f (20-3) n1 = p So s¸nh (20-1) vµ (20-3) ta thÊy n = n1, nghÜa lµ tèc ®é quay cña r«to b»ng tèc ®écña tõ trêng quay. ChÝnh v× vËy mµ m¸y ®iÖn ®îc gäi lµ m¸y ®iÖn ®ång bé. Trong m¸y ®iÖn ®ång bé, tõ trêng cña cùc tõ do dßng ®iÖn mét chiÒu sinh ra vµ tõtrêng quay do dßng ®iÖn xoay chiÒu ba pha sinh ra kh«ng cã tèc ®é t¬ng ®èi. Tõtrêng trong khe hë kh«ng khÝ δ lµ tæng hîp cña tõ trêng cùc tõ vµ tõ trêng quay lµmc¬ së cho c¸c quan hÖ ®iÖn tõ vµ sù biÕn ®æi n¨ng lîng trong m¸y ®iÖn ®ång bé. 20.1.2. Nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn ®ång bé A Cho dßng ®iÖn ba pha iA, iB, iC vµo d©yquÊn ba pha stato, dßng ®iÖn ba pha ë stato sÏsinh ra tõ trêng quay víi tèc ®é n1 = 60 f . Ta n1 p Nh×nh dung tõ trêng quay stato nh mét namch©m cã hai cùc quay ®îc b»ng nÐt ®øt trªnh×nh 20-2. §ång thêi cho dßng ®iÖn mét chiÒu Svµo d©y quÊn r«to, r«to biÕn thµnh ...