Chương 22: Quan hệ điện từ trong máy điện đồng bộ

Sau khi phân tích từ trường của máy điện đồng bộ lúc không tải và lúc có tải, ta sẽ phân tích các quan hệ điện từ chính trong máy làm cơ sở cho việc nghiên cứu các đặc tính của máy phát và động cơ điện đồng bộ. Các quan hệ điện từ chính được nêu lên ở đây bao gồm: các phương trình điện áp và đồ thị vectơ tương ứng
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 22: Quan hệ điện từ trong máy điện đồng bộ Ch¬ng 22 Quan hÖ ®iÖn tõ trong m¸y ®iÖn ®ång bé 22-1. §¹i c¬ng Sau khi ®· ph©n tÝch tõ trêng cña m¸y ®iÖn ®ång bé lóc kh«ng t¶i vµ lóc cã t¶i, tasÏ ph©n tÝch c¸c quan hÖ ®iÖn tõ chÝnh trong m¸y lµm c¬ së cho viÖc nghiªn cøu c¸c®Æc tÝnh cña m¸y ph¸t vµ ®éng c¬ ®iÖn ®ång bé. C¸c quan hÖ ®iÖn tõ chÝnh ®îc nªulªn ë ®©y bao gåm c¸c ph¬ng tr×nh ®iÖn ¸p vµ ®å thÞ vÐct¬ t¬ng øng, gi¶n ®å c©nb»ng n¨ng lîng, c«ng suÊt ®iÖn tõ cña m¸y ®iÖn ®ång bé. Do tÝnh chÊt thuËn nghÞchcña m¸y ®iÖn nªn ta sÏ ta sÏ xÐt c¸c quan hÖ ®iÖn tõ nãi trªn trong c¸c trêng hîp m¸ylµm viÖc nh m¸y ph¸t ®iÖn vµ ®éng c¬ ®iÖn, ngoµi ra cßn xÐt trêng hîp ®Æc biÖt khim¸y lµm viÖc nh m¸y bï ®ång bé. V× cÊu t¹o cña m¸y ®iÖn ®ång bé cã thÓ lµ cùc Èn hoÆc cù låi, t¬ng øng m¸y sÏ cãnh÷ng ®Æc ®iÓm kh¸c nhau cho nªn trong tõng vÊn ®Ò trªn ta còng cÇn xÐt riªng biÖt®èi víi tõng lo¹i m¸y. 22-2. Ph¬ng tr×nh ®iÖn ¸p vµ ®å thÞ vÐc t¬ cña m¸y ®iÖn ®ång bé ChÕ ®é lµm viÖc cña m¸y ®iÖn ®ång bé ë tèc dé quay n = const ®îc thÓ hiÖn rârµng th«ng qua c¸c quan hÖ gi÷a c¸c ®¹i lîng E, U, I, It, cosϕ, trong ®ã mét sè quanhÖ chÝnh ®îc suy ra tõ ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p cña m¸y. ë t¶i ®èi xøng ta cãthÓ xÐt riªng rÏ tõng pha vµ ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p tæng qu¸t cña mét pha cãd¹ng sau ®©y: §èi víi m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé: (22-1) && & U = Eδ − I (r + jxσ )vµ ®èi víi ®éng c¬ ®iÖn ®ång bé (hoÆc m¸y bï ®ång bé): (22-2) && & U = Eδ + I (r + jxσ )trong c¸c ph¬ng tr×nh (22-1) vµ (22-2): U - ®iÖn ¸p ë ®Çu cùc m¸y; r vµ xσ - ®iÖn trë vµ ®iÖn kh¸ng t¶n tõ cña d©y quÊn phÇn øng; Eδ - søc ®iÖn ®éng trong d©y quÊn do tõ trêng khe hë. Nh ®· biÕt ë ch¬ng 21, tõ trêng khe hë lóc cã t¶i lµ do tõ trêng cùc tõ Ft (hayF0) vµ tõ trêng phÇn øng F sinh ra. Khi m¹ch tõ cña m¸y kh«ng b·o hoµ cã thÓ xemnh c¸c tõ trêng Ft, F ®éc lËp sinh ra trong d©y quÊn c¸c s.®.®. E vµ E vµ øng dôngnguyªn lý xÕp chång ta cã: & && Eδ = E + E (22-3) 126Nguyễ n Văn Đô - ĐHĐL Khi m¹ch tõ cña m¸y b·o hoµ th× nguyªn lý xÕp chång nãi trªn kh«ng ¸p dông & &®îc. Trong trêng hîp ®ã ph¶i x¸c ®Þnh tõ trêng tæng F0 + Fu vµ tõ th«ng tæng ë khehë Fδ sau ®ã suy ra s.®.®. Eδ. 22.2.1. Trêng hîp m¸y ph¸t ®iÖn V× hiÖn tîng b·o hoµ m¹ch tõ cã ¶nh hëng rÊt nhiÒu ®èi víi viÖc thµnh lËp s.®.®.vµ ®iÖn ¸p ë ®Çu m¸y nªn díi ®©y sÏ xÐt ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p vµ ®å thÞvect¬ trong trêng hîp m¸y ph¸t ®iÖn kh«ng b·o hoµ. 1. Trêng hîp m¹ch tõ kh«ng b·o hoµ Gi¶ sö m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé lµm viÖc víi t¶i ®èi xøng cã tÝnh c¶m 0 < ψ < 900. Trong trêng hîp m¸y cùc Èn, ®em kÕt hîp (22-1) vµ (22-3) ta cã ph¬ng tr×nh c©nb»ng ®iÖn ¸p sau: (22-4) &&& & U = E + E − I (r + jxσ ) V× theo (21-16) ta cã E = − jI&x nªn (22-4) cã thÓ viÕt thµnh: & , u (22-5) && & & & & & U = E − jI ( x + xσ ) − Ir = E − jIxdb − Irutrong ®ã x®b = x + xσ gäi lµ ®iÖn kh¸ng ®ång bé. §èi víi m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé cùcÈn, x®b = 0,7 ÷ 1,6. §å thÞ vect¬ s.®.®. t¬ng øng víi (22-5) tr×nh bµy trªn h×nh 22-1. Trªn h×nh còng vÏ®îc vect¬ Φ 0 ( F0 ) vît tríc E gãc π/2 vµ vect¬ Φ u ( Fu ) vît tríc E = − jI&x gãc & && & & & , , u,π/2. & − I r & ...