THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN - BÀI 4

Tham khảo tài liệu 'thí nghiệm máy điện - bài 4', kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN - BÀI 4 Taøi lieäu höôùng daãn thí nghieäm Maùy ñieän BÀI 4 MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Nắm được phương pháp mở máy động cơ đồng bộ. - Nhận ra được sự khác nhau khi khởi động động cơ có và không có dòng điện - kích từ. Nắm được đặc tuyến E0=f(It) và E0=f(n) khi không tải. - Thấy được sự thay đổi điện áp khác nhau ứng với các loại tải khác nhau. - Nắm được phương pháp điều chỉnh dòng kích từ để điện áp tải không đổi khi tải - thay đổi. II. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 2.1. Kiến thức cơ bản liên quan đến bài thí nghiệm: 2.1.1 Nguyên lý hoạt động của máy điện đồng bộ: Nguyên lý hoạt động của máy điện đồng bộ có nhiều điểm giống với máy điện không đồng bộ. Về cấu tạo và chức năng bộ phận stato của hai loại máy điện này đều giống nhau vì chúng có tác dụng tạo ra từ trường quay. Tuy nhiên tác dụng rotor của máy điện đồng bộ khá giống một nam châm vĩnh cửu hoặc một nam châm điện như hình 4.1. Hình 4 1: Hình 4.1:ủRotor củcơ ộng cơbộ ng bộ Rotor c a động a đ đồng đồ Bộ môn kỹ thuật điện, Khoa Điện – Điện tử 51 Taøi lieäu höôùng daãn thí nghieäm Maùy ñieän 2.1.2 Máy điện đồng bộ hoạt động ở chế độ động cơ và máy bù: Rotor được kéo chuyển động dọc nhờ từ trường quay.Tuy nhiên, lúc khởi động động cơ đồng bộ, từ trường ngay lập tức quay với tốc độ đồng bộ ns trong khi rotor vẫn còn ở trạng thái nghỉ, nó không bắt kịp với từ trường quay và kết quả là moment khởi động yếu. Để cải thiện đặc tính khởi động động cơ đồng bộ, người ta thêm một lồng sóc vào rotor. Trong quá trình khởi động, không kích thích nam châm điện rotor, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong lồng sóc và động cơ bắt đầu quay giống như một động cơ không đồng bộ lồng sóc thông thường. Khi tốc độ của động cơ gần với tốc độ đổng bộ ns thì mới cấp dòng một chiều được cho nam châm điện, rotor bắt kịp từ trường quay và trở về tốc độ đồng bộ nS. Động cơ đồng bộ với rotor bằng nam châm điện vĩnh cửu không thể khởi động được bằng cách này bởi vì nam châm điện vĩnh cửu luôn luôn có từ tính. Trong trường hợp này, người ta dùng phương pháp thay đổi tần số để cung cấp nguồn cho cuộn dây stato của động cơ đồng bộ bằng nam châm vĩnh cửu. Tần số của nguồn xoay chiều ban đầu được đặt ở giá trị thấp. Điều này làm cho từ trường của stato quay với tốc độ chậm, do đó nó cho phép rotor bắt kịp với từ trường quay. Tần số của nguồn xoay chiều sau đó đều đặn tăng lên và nó làm tăng tốc độ động cơ đến trị số đã được tính toán. Đặc điểm quan trọng nhất của động cơ đồng bộ 3 pha là khả năng vận hành ở một tốc độ cố định giống như từ trường quay và nó có khả năng hoạt động với hệ số công suất thay đổi được tùy ý nên có thể tiêu thụ hoặc cung cấp công suất phản kháng cho nguồn điện xoay chiều. Một máy điện không đồng bộ luôn luôn tiêu thụ công suất phản kháng mặc dù nó có thể vận hành ở chế độ động cơ hoặc một máy phát điện bởi vì động cơ không đồng bộ cần công suất phản kháng để tạo ra từ trường quay. Trái lại đối với máy điện đồng bộ từ trường quay là tổng các từ trường được tạo ra bởi stato và rotor. Nếu từ trường của rotor yếu, stato phải cung cấp thêm công suất phản kháng cho từ trường quay. Vì vậy động cơ tiêu thụ công suất phản kháng như một cuộn cảm hoặc một động cơ không đồng bộ. Tuy nhiên nếu từ trường của rotor mạnh, stato sẽ làm giảm bớt từ trường và động cơ lúc này cung cấp công suất phản kháng như một tụ điện. Bộ môn kỹ thuật điện, Khoa Điện – Điện tử 52 Taøi lieäu höôùng daãn thí nghieäm Maùy ñieän Đồ thị quan hệ giữa công suất phản kháng Q với dòng kích thích It (dòng điện trong nam châm điện của rotor) của động cơ đồng bộ 3 pha vận hành không tải được biểu thị ở hình 4.2. Khi dòng kích thích It ở giá trị nhỏ, từ trường cung cấp bởi rotor yếu và động cơ tiêu thụ một công suất phản kháng lớn (Q là dương ). Công suất phản kháng tiêu thụ giảm khi tăng dòng điện It. Khi dòng It vượt quá một giá trị nhất định nào đó là phụ thuộc vào đặc tính của động cơ, từ trường của rotor sẽ mạnh để động cơ bắt đầu cung cấp công suất phản kháng có nghĩa là Q Hình 4.2:Quan hệ giữa công suất âm như mô tả ở hình 4.2. h kh id k hh h Như vậy một động cơ đồng bộ 3 pha không tải vận hành như một tải 3 pha có tính chất cảm hay dung phụ thuộc vào dòng kích thích It. Vì lẽ đó động cơ đồng bộ 3 pha không tải có thể sử dụng như là một tụ điện khi nó được sử dụng để điều chỉnh hệ số công suất trên lưới điện 3 pha. 2.1.3 Máy điện đồng bộ hoạt động ở chế độ máy phát: Các máy phát điện hiện nay chủ yếu là máy phát điện đồng bộ ba pha, hay còn gọi là máy dao điện. Nguyên tắc ...