intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Máy điện: Chương 4 - Máy điện đồng bộ

Chia sẻ: Liêm Phan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:58

Thêm vào BST
Báo xấu
84
lượt xem 14
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chương 4 "Máy điện đồng bộ" trong bài giảng Máy điện dưới đây để nắm bắt được những nội dung về máy điện đồng bộ có rotor cực từ ẩn, đặc tính không tải, ngắn mạch, máy phát đồng bộ, đặc tính vận hành của máy phát đồng bộ ở xác lập,...Hy vọng đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Máy điện: Chương 4 - Máy điện đồng bộ

  1. Bài giảng Máy điện TB Chương 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ I. Tổng quan Chương 5: Máy điện đồng bộ 1
  2. Bài giảng Máy điện TB Chương 5: Máy điện đồng bộ 2
  3. Bài giảng Máy điện TB B N A N S C Chương 5: Máy điện đồng bộ 3
  4. Bài giảng Máy điện TB Chương 5: Máy điện đồng bộ 4
  5. Bài giảng Máy điện TB Rotor cực từ ẩn Rotor cực từ lồi Rotor cực từ ẩn Rotor cực từ lồi Chương 5: Máy điện đồng bộ 5
  6. Bài giảng Máy điện TB Flux f ns B- C+ B- C+ N N A+ A- A+ A- S S C- B+ C- B+ A C B- A+ Axe bobine C+ b b' a ge X Axe N S c' ae b' inducteur qe C- N A- S Axe bobine a a' B+ b c B Axe bobine a' c c' Chương 5: Máy điện đồng bộ 6
  7. Bài giảng Máy điện TB Magnetic axis of Magnetic axis of phase  m=  phase  m=  B- C+ B- C+ N N A+ A- A+ S A- S C- B+ C- B+ Chương 5: Máy điện đồng bộ 7
  8. Bài giảng Máy điện TB A. Máy điện đồng bộ có rotor cực từ ẩn: A C B B- N A+ C+ A N N S C- S A- B+ B C Chương 5: Máy điện đồng bộ 8
  9. Bài giảng Máy điện TB Axe bobine b b' a ge X Axe c' b' inducteur ae N qe S Axe bobine a a' b c Axe bobine a' c c' a   Laa0  Lal  ia   Labi b  Lacic  cos(120o )  Laf If cos(q ) 1 1 Mà L ab  L ba  Lac  L ca  L bc  L cb   L aa 0 do cos(120o )   2 2 1 a   Laa0  Lal  ia  Laa0  i b  ic   Laf I f cos(q ) 2  1  a   L aa 0  Lal  L aa 0 i a  L af I f cos(q )  2  3  3  a   Laa 0  Lal i a  Laf I f cos(q ) Ls   L aa 0  L al  2  2  dq a  Ls i a  Laf I f cos(t  q o ) dien  Pco  Pco  dt a  Ls i a  af af  Laf I f cos(t  qo ) da di adaf di ea   Ls   Ls a  e af dt dt dt dt da di a v a  R aia   R a i a  Ls  e af dt dt e af  L af I f d cos(t  q o )  Laf I f sin(t  q o ) dt  e af  Laf I f cos(t  q o  ) 2 ( eaf nhanh pha /2 so với af ) 1 1 Eaf ( RMS)  Laf If  kdqN ph af  2fkdqN ph af  4,44fk dqN ph af 2 2 Eaf ( RMS)  2fkdqN phaf với từ thông kích từ: af  Laf I f ,  af  k f I f dia ea  Las  eaf dt E a  jLas Ia  E af   R I  E V   R I  jX I  E  a a a a a a s a af Chương 5: Máy điện đồng bộ 9
  10. Bài giảng Máy điện TB Động cơ: n jXs Ra If Ia Rf Uf Eaf Ua af U a  Ra Ia  jX s Ia  E af Eaf  2 . f .kdq .N ph. af Máy phát: n jXs Ra If Ia It Rf Uf Eaf Ua Zt Tải af U a  E af  Ra Ia  jX s Ia Trong đó: 3  X s  Ls với: Ls  Las   Laa0  Lal  2  3  3  X   Laa0  Lal    Laa0   Lal  X A  X al 2  2  Chương 5: Máy điện đồng bộ 10
  11. Bài giảng Máy điện TB 3  X A    Laa0  : điện kháng phản ứng phần ứng. 2  X al  Lal : điện kháng từ tản phần ứng. jXA jXal Ra Ia It Eaf ER U Zt Tải n E R  E af  jX A Ia : sức điện động khe hở.  :  từ thông khe hở = từ thông kích từ + từ thông phản ứng phần ứng R Chương 5: Máy điện đồng bộ 11
  12. Bài giảng Máy điện TB II.2. Đặc tính không tải, ngắn mạch Thí nghiệm không tải: n jXs Ra If Ia Rf Uf Eaf U af Eaf Uđm f If Eaf  2 . f .kdqs.N s . af 0 Eaf Đặc tính khe hở Đặc tính không tải Eaf, Uaf If 0 If Đặc tính không tải Thí nghiệm không tải xác định được “đặc tính không tải”. Từ đó xác định “đặc tính khe hở”. Chương 5: Máy điện đồng bộ 12
  13. Bài giảng Máy điện TB Ngoài ra, thí nghiệm không tải xác định được tổn hao không tải.Trong đó có tổn hao cơ (không đổi do tốc độ cố định) và tổn hao sắt (do tần số không đổi nên tổn hao sắt tỷ lệ với bình phương biên độ từ thông). PFe Eaf Tổn hao sắt phụ thuộc vào từ thông (hay điện áp không tải) Thí nghiệm ngắn mạch:  Máy điện chạy ở chế độ máy phát, quay ở tốc độ đồng bộ. Tăng dòng kích từ cho tới khi dòng phần ứng đạt định mức Ia,sc = Ia,đm, vẽ được đặc tính ngắn mạch. n jXs Ra If Ia Ia,sc Rf Uf Eaf af E af  Ra  jX s Ia Eaf Ia Eaf, Đặc tính ngắn mạch Ia, đm Ia, sc If 0 If I’’f (Ia, đm) Đặc tính ngắn mạch khi mạch từ chưa bảo hòa Chương 5: Máy điện đồng bộ 13
  14. Bài giảng Máy điện TB Đo được dòng kích từ, và dựa theo đặt tính khe hở, xác định được Eaf, là sức điện động tương ứng với mạch từ còn tuyến tính, chưa bảo hòa. Khi mạch từ chưa bảo hòa, bỏ qua điện trở phần ứng, có thể tính điện kháng đồng bộ chưa bảo hòa: E af , X s,  I a ,sc (tính theo đặc tính khe hở) _ Điện kháng đồng bộ chưa bảo hoà: tính theo đặc tính khe hở (Eaf,). Chú ý: Có thể tính Điện kháng đồng bộ chưa bảo hoà ở điểm Ia,sc khác Ia,đm, nhưng phải tính theo đặc tính khe hở. Từ thông khe hở rất nhỏ (tỷ lệ với ER, khoảng 15% từ thông định mức) nên mạch từ trong thí nghiệm ngắn mạch này chưa bảo hòa. Thông số tính được sẽ không sát với thực tế – khi máy điện làm việc ở từ thông định mức. jXA jXal Ra Ia I a,sc Eaf ER n   R  jX I E R a al a ,sc Chương 5: Máy điện đồng bộ 14
  15. Bài giảng Máy điện TB  Khi máy điện đồng bộ làm việc KHÔNG TẢI quanh giá trị điện áp định mức (từ thông khe hở gần định mức, xem như “bảo hòa”): jXA jXal Ra Ia Eaf ER Uđm n  E E  U R af a ,đm Eaf Ia Ua,đm Eaf, Đặc tính ngắn mạch Ia, đm Ia, sc (Uđm) Ia, sc If 0 If I’f I’’f (Uđm) (Ia, đm) Đặc tính không tải – ngắn mạch  U a,đm   U a,đm      I 'f I a,sc( Uđm ) I a,sc( Uđm ) U a,đm I I   a,đm   a,đm  1 1 SCR  K n  ''     * If I a,đm I a,đm U a,đm  U a,đm  Xs Xs Xs   Zđm  I a,sc( Uđm )  Khi máy điện đồng bộ làm việc KHÔNG TẢI, chỉnh dòng kích từ sao cho điện áp hở mạch bằng điện áp định mức Ua,đm (từ thông khe hở gần định mức = bảo hòa). Ứng với dòng kích từ I’f này, cho máy ngắn mạch và đo dòng Ia,sc tương ứng Ua,đm. Từ đó tính gần đúng giá trị điện kháng đồng bộ bảo hòa. Chương 5: Máy điện đồng bộ 15
  16. Bài giảng Máy điện TB U a ,đm Xs  I a ,sc (tính theo Ua,đm trên đặc tính không tải) _ Điện kháng đồng bộ chưa bảo hoà: tính theo đặc tính khe hở (Eaf,). _ Điện kháng đồng bộ bảo hoà: tính theo đặc tính không tải-ngắn mạch ở Ua,đm. Chú ý: Nên tính Điện kháng đồng bộ bảo hoà ở điểm gần Ua,đm.  Đơn vị trương đối (tính theo giá trị định mức): Hệ số ngắn mạch Kn:  U a ,đm   U a ,đm      I 'f I a ,sc ( U đm ) I a ,sc ( U đm ) U a ,đm  I   I  K n  ''     a ,đm    a ,đm   1 1  * If I a ,đm I a ,đm U a ,đm  U a ,đm  Xs Xs Xs    I a ,sc ( U )  Z đm  đm  X*s là điện kháng đồng bộ tính theo đơn vị tương đối. Ví dụ 1: Chương 5: Máy điện đồng bộ 16
  17. Bài giảng Máy điện TB Cho một máy điện đồng bộ ba pha 900MVA, 26kV, nối Y, 50Hz, hai cực, có các số liệu thí nghiệm: Dòng kích từ Dòng ngắn mạch Điện áp không tải Điện áp khe hở 1710A 10,4kA 26kV (29,6kV) 3290A 20,0kA 31,8kV (56,9kV) a. Tính điện kháng đồng bộ không bảo hòa Xs,? (đơn vị Ω và đvtđ) b. Tính giá trị điện kháng đồng bộ bảo hòa Xs? (đơn vị Ω và đvtđ) c. Tính tỷ số ngắn mạch Kn? Tính Xs (đvtđ) theo Kn? Ví dụ 2: (EX 5.4-p262) (trang 224) Máy điện đồng bộ ba pha, 45kVA, nối Y, 6 cực, 220V/60Hz. Thí nghiệm không tải: dòng kích từ 2,84A, đo được điện áp 220V. Đặc tính khe hở (ước tính): dòng kích từ 2,2A, điện áp khe hở 202V. Thí nghiệm ngắn mạch: Dòng kích từ 2,2A, đo dòng phần ứng là 118A. Dòng kích từ 2,84A, đo dòng phần ứng là 152A. a. Tính điện kháng đồng bộ không bảo hòa Xs,? (đơn vị Ω và đvtđ) b. Tính giá trị điện kháng đồng bộ bảo hòa Xs? (đơn vị Ω và đvtđ) c. Tính tỷ số ngắn mạch SCR=Kn? Tính Xs (đvtđ) theo Kn? BT 5.3: Tính điện kháng đồng bộ (theo Ω/pha và đvtđ) của máy điện đồng bộ 85kVA. Biết điện áp hở mạch định mức là 460V khi dòng kích từ 8.7A. Và đạt dòng ngắn mạch định mức ở 11.2A. BT 2012: Cho một máy điện đồng bộ ba pha 225MVA, 15kV, nối Y, 50Hz, hai cực, có các số liệu thí nghiệm: Dòng kích từ Dòng ngắn mạch Điện áp không tải Điện áp khe hở 470A 3897A 15kV 16.65kV 1045A 8660A 19kV 37kV a. Bỏ qua điện trở phần ứng. Tính giá trị điện kháng đồng bộ bão hòa Xs và không bão hòa Xs,? Khi máy phát trên hòa lưới 15kV, cung cấp cho lưới 191.2MW với hệ số công suất là 0.85 chậm pha. Bỏ qua các tổn hao. b. Tính sức điện động, góc tải? c. Với dòng kích từ như ở câu b: Tính công suất tác dụng cực đại mà máy phát có thể cấp cho lưới mà chưa mất đồng bộ? Tính moment cơ cực đại khi đó? Chương 5: Máy điện đồng bộ 17
  18. Bài giảng Máy điện TB d. Để cho máy phát chạy ở chế độ bù công suất phản kháng, cần điều chỉnh dòng kích từ sao cho dòng điện phần ứng bằng định mức, hệ số công suất bằng 0, chậm pha. Khi đó, tính sức điện động, góc tải? (1 điểm) Ví dụ 3: (EX 5.5-p265) (trang 226) Máy điện đồng bộ ba pha, 45kVA, nối Y, 6 cực, 220V/60Hz như ví dụ trên (EX 5.4) Khi dòng ngắn mạch bằng dòng phần ứng định mức (118A), tổn hao là 1.8kW ở 25oC. Biết điện trở một chiều trên cuộn dây phần ứng là 0.0335Ω/pha. Tính điện trở hiệu dụng trên mỗi pha? (đơn vị Ω và đvtđ) Máy điện đồng bộ ba pha 13.8kV, 25MVA. Tổn hao ngắn mạch là 52,8kW ở dòng định mức. a) Tính dòng phần ứng định mức? b) Tính điện trở hiệu dụng trên mỗi pha? (đơn vị Ω và đvtđ) Ví dụ 4: (EX 5.1-p254) Một động cơ 3 pha đồng bộ, điện áp dây đầu cực là 460V, 60Hz, Y, dòng điện 120A, hệ số công suất 0.95 chậm. Dòng kích từ 47A. Điện kháng đồng bộ 1.68Ω (0.794 đơn vị tương đối với 460V, 100kVA, 3 pha). Bỏ qua điện trở stator. a) Tính điện áp Eaf?  b) Biên độ từ trường af và hỗ cảm Laf? eaf  Laf I f cos(t  q o  ) 2 af  Laf I f cos(t  qo ) c) Công suất điện cấp cho motor (kW) và (hp). Chương 5: Máy điện đồng bộ 18
  19. Bài giảng Máy điện TB II. Máy phát đồng bộ Máy phát cấp điện cho tải, hay cho lưới. II.1. Mạch tương đương n jXs Ra If Ia It Rf Uf Eaf U Zt Tải af E af  U  Ra  jX s Ia Ví dụ 1: Một máy phát đồng bộ 3 pha hai cực có cấu trúc rotor dạng hình trụ có các thông số định mức 11kV, 50Hz, 20MVA, cuộn dây stator nối Y. Điện kháng đồng bộ 5. Chương 5: Máy điện đồng bộ 19
  20. Bài giảng Máy điện TB  a) Tải định mức có HSCS=cosđm=0,9 chậm pha. Tính E af (trị phức)? Vẽ giản đồ vector? b) Tính lại cho tải (có dòng điện và điện áp) định mức có HSCS=cosb=0,7 nhanh pha? c) Nếu giữ kích từ không đổi như câu a. Tính điện áp trên tải (có tổng trở như ở) câu b? Ví dụ 2: Một máy phát đồng bộ 3 pha hai cực có cấu trúc rotor dạng hình trụ có các thông số định mức 16MVA, 10,5kV, 50Hz, cuộn dây stator nối Y. Điện kháng đồng bộ 4,8. Tính giá trị sức điện động Eaf và góc tải  khi máy phát cấp điện cho tải ở điều kiện định mức, cosđm=0,8. Tính cho trường hợp chậm pha và nhanh pha? Vẽ giản đồ vector? Ví dụ 3: Một máy phát đồng bộ ba pha cực từ ẩn đấu Y, 2 cực, có công suất định mức 10KVA, điện áp định mức 380V, 50Hz, nối lưới. Trên mỗi pha có điện trở phần ứng Rư0 (tính lại cho Rư0,5) và điện kháng đồng bộ Xđb=5. Khi máy phát cấp điện cho tải định mức với hệ số công suất cos=0,8 (dòng điện chậm pha so với điện áp), hãy: a. Tính công suất tiêu thụ của tải định mức? b. Tính sức điện động cảm ứng E, góc công suất ? c. Vẽ giản đồ vector? d. Tính độ thay đổi điện áp U%? e. Tính momen điện từ và momen kéo của máy phát. Biết tổn hao cơ là 500W. f. Tính công suất tác dụng quá tải lớn nhất máy có thể phát được mà không mất đồng bộ, biết dòng kích từ không đổi và biên độ điện áp ngõ ra không đổi. II.2. Đặc tính công suất – góc ở xác lập E  U  ZsI Zs  R a  jXs  ZsZ  jXs E  U0o  ZsI   t  Chương 5: Máy điện đồng bộ 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2