Giáo trình Máy điện: Phần 2

(NB) "Giáo trình Máy điện: Phần 2" nối tiếp phần 1 thông tin với các kiến thức máy điện đồng bộ; máy điện một chiều; nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ; phản ứng phần ứng của máy điện đồng bộ; các phương pháp hoà đồng bộ chính xác; sửa chữa quấn lại cuộn dây máy phát điện đồng bộ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Máy điện: Phần 2 BÀI 4 MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ Mã bài: MĐ 17-041. Định nghĩa và công dụngMục tiêu:- Biết định nghĩa máy điện đồng bộ- Biết công dụng của máy điện đồng bộ* Định nghĩa Những máy điện xoay chiều có tốc độ quay rôto n bằng tốc độ quay của từtrường n1 gọi là máy điện đồng bộ. Ở chế độ xác lập máy điện đồng bộ có tốc độquay rôto luôn không đổi khi tải thay đổi.* Công dụng Máy phát điện đồng bộ là nguồn điện chính của các lưới điện công nghiệp,trong đó động sơ cấp là các tuabin hơi, hoặc tuabin nước. Công suất của mỗi máyphát có thể đạt đến 500MW hoặc lớn hơn và chúng thường làm việc song song. Ở cáclưới điện công suất nhỏ, máy phát điện đồng bộ được kéo bởi các động cơ diêzenhoặc các tuabin khí, có thể làm việc đơn lẻ hoặc hai ba máy làm việc song song. Động cơ đồng bộ được sử dụng khi truyền động công suất lớn, có thể đạt đếnvài chục MW. Trong công nghiệp luyện kim, khai thác mỏ, thiết bị lạnh động cơđồng bộ được sử dụng để truyền động các máy bơm, nén khí, quạt gió v.v… với tốcđộ không đổi. Động cơ đồng bộ công suất nhỏ được sử dụng trong các thiết bị nhưđồng hồ điện, dụng cụ tự ghi, thiết bị lập chương trình, thiết bị điện sinh hoạt v.v… Trong hệ thống điện, máy bù đồng bộ làm việc phát công suất phản kháng cholưới điện để bù hệ số công suất và ổn định điện áp. 1972.Cấu tạo máy điện đồng bộMục tiêu:- Hiểu cấu tạo máy điện đồng bộ- Vẽ được sơ đồ cấu tạo của máy điện đồng bộ Cấu tạo máy điện đồng bộ gồm hai bộ phận chính là Stato và rôto. Trên hình17-04-1 vẽ mặt cắt ngang trục máy bao gồm: lá thép Stato; dây quấn Stato; dây quấnrôto. Hình 17-04-1Mặt cắt ngang trục máy* Stato Stato của máy điện đồng bộ , giống như stato của máy điện không đồng bộ,gồm hai bộ phận chính là lõi thép stato và dây quấn ba pha stato. Dây quấn stato gọilà dây quấn phần ứng.* Rôto Rô to máy điện đồng bộ có các cực từ và dây quấn kích từ. Có hai loại: rôtocực ẩn và rôto cực lồi. Rôto cực lồi dùng ở các máy có tốc độ chậm, có nhiều đôi cực.Rôto cực ẩn thường dùng ở các máy có tốc độ cao 3000 vg/ph, có một đôi cực. Để có sức điện động hình sin, từ trường của cực từ rôto phải phân bố hình sindọc theo khe hở không khí giữa stato và rôto, ở đỉnh các cực từ có từ cảm cực đại. 198Đối với rôto cực ẩn, dây quấn kích từ được đặt trong các rãnh. Đối với rôto cực lồidây quấn kích từ quấn xung quanh thân cực từ. Hai đầu của dây quấn kích từ đi luồn vào trong trục và nối với 2 vòng trượt đặtở đầu trục, thông qua hai chổi điện để nối với nguồn kích từ (hình 17-04-2) I kt + Hình 17-04-23. Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộMục tiêu:- Phân tích được nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ- Hiểu được điểm khác nhau về nguyên lý làm việc của máy điện đồng bộ và máy điệnKĐB Cho dòng điện kích từ (dòng điện không đổi) vào dây quấn kích từ sẽ tạo nêntừ trường rôto. Khi quay rôto bằng động cơ sơ cấp, từ trường của rôto sẽ cắt dây quấnphần ứng stato và cảm ứng sức điện động xoay chiều hình sin, có trị số hiệu dụng là: E0= 4,44.f.W1.kdq.Φ0 (4-1) 199Trong đó: E0, W1, kdq, Φ0: sức điện động pha, số vòng dây một pha, hệ số dây quấn,từ thông cực từ rôto. Nếu rôto có P đôi cực, khi rôto quay được một vòng, sức điện động phần ứngsẽ biến thiên P chu kỳ. Do đó nếu tốc độ quay rôto là n (v/s), tần số f của sức điệnđộng sẽ là: f1=P.n (Hz) (4-2) Nếu tốc độ rôto tính bằng v/ph thì: P.n f1 = (Hz) (4-3) 60 Dây quấn ba pha stato có trục lệch nhau trong không gian một góc 120o điện,cho nên sức điện động các pha lệch nhau góc pha 120o. Khi dây quấn stato nối với tải, trong các dây quấn sẽ có dòng điện ba pha.Giống như ở máy điện không đồng bộ, dòng điện ba pha trong 3 dây quấn sẽ tạo nên 60 f 1từ trường quay, với tốc độ là n1= , đúng bằng tốc độ n của rôto. Do đó kiểu máy Pđiện này được gọi là máy điện đồng bộ.4. Phản ứng phần ứng của máy điện đồng bộMục tiêu:- Hiểu được phản ứng phần ứng của máy điện đồng bộ- Vẽ sơ đồ phản ứng phần ứng với các tải khác nhau Khi máy phát điện làm việc, từ trường của cực từ rôto Φ0 cắt dây quấn statocảm ứng ra sức điện động E0 chậm pha so với từ thông Φ0 góc 900. Dây quấn statonối với tải sẽ quay tạo nên dòng điện I cung cấp cho tải. Dòng điện I trong d ...