CHƯƠNG 8 MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ

1
2
8.1. CẤU TẠO CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ :
CẤU TẠO – NHIỆM VỤ CỦA CÁC THÀNH PHẦN
8.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:
QUAN HỆ GIỮA TẦN SỐ VỚI TỐC ĐỘ QUAY.
BIỂU THỨC SỨC ĐIỆN ĐỘNG PHA HIỆU DỤNG
8.3. PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG:
KHẢO SÁT PHẢN ỨNG THEO TÍNH CHẤT TẢI.
MẠCH TƯƠNG ĐƯƠNG 1 PHA
TỔNG TRỞ ĐỒNG BỘ TRÊN 1 PHA
8.4. CÁC THÔNG SỐ ĐỊNH MỨC CỦA MÁY PHÁT:
ĐỊNH NGHĨA – HỆ SỐ TẢI
8.5. ĐỘ THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP KHI MANG TẢI:
8.6. CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ:
ĐẶC TÍNH KHÔNG TẢI
ĐẶC TÍNH TẢI (ĐẶC TÍNH NGOÀI)
ĐẶC TÍNH ĐIỀU CHỈNH
3
8.1. CẤU TẠO CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ
Máy phát đồng bộ 3 pha bộ công suất thấp , 2p = 2 cực
4
CẤU TẠO STATOR MÁY PHÁT ĐIỆN CÓ NHIỀU CỰC TỪ
5
CẤU TẠO ROTOR MÁY PHÁT ĐIỆN CÓ NHIỀU CỰC TỪ
6
ROTOR MÁY PHÁT ĐIỆN 4 CỰC
7
ROTOR MÁY PHÁT ĐIỆN 4 CỰC
8
DC

U


kt
I
ROTOR MÁY PHÁT ĐIỆN 4 CỰC
9
Máy phát điện đồng bộ xoay chiều 3 pha gồm
hai thành phần chính :
ROTOR (PHẦN CẢM)
Nhiệm vụ: tạo từ trường kích thích DC.
STATOR (PHẦN ỨNG)
Nhiệm vụ: tạo thành nguồn áp 3 pha khi động cơ
sơ cấp quay tròn đều phần cảm trong phần ứng.
Trên Stator lắp 3 bộ dây quấn độc lập, lệch không
gian từng đôi 120
o
.
Số cực của phần cảm và phần ứng giống nhau.
10
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỘNG BỘ 3 PHA
11
ROTOR MÁY PHÁT ĐIỆN CHÍNH NỐI ĐỒNG TRỤC VỚI
ROTOR MÁY PHÁT KÍCH TỪ ĐẦU TRỤC
12
13
14
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỘNG BỘ 3 PHA
LOẠI CÓ MÁY PHÁT KÍCH THÍCH ĐẦU TRỤC
15

8.2. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG:


B
o
120
o
120
Xét máy phát đồng
bộ có 2p = 2 cực.
Gọi
 là góc quay
hợp bởi trục của
rotor so với trục bộ
dây quấnAX.
 là vận tốc góc
của rotor được quay
bởi động cơ sơ cấp.
t


Từ thông xuyên qua bộ dây AX là :

AX
B.A.cos t


16
A : tiết diện hiệu dụng của mỗi bộ dây quấn.
Do các bộ dây đặt lệch không gian hình

học 120
o
;khichọn trục tụng là trục của bộ dây
quấnAX ta suy ra từ thông xuyên qua các bộ
dây quấn BY và CZ có dạng sau:




AX
o
BY
o
CZ
B.A.cos t
B.A.cos t 120
B.A.cos t 240
 
 
 


B
o
120
o
120
Đặt :
m
B.A



là từ thông cực đại
17




AX m
o
BY m
o
CZ m
.cos t
.cos t 120
.cos t 240
 
 
 
NHẬN XÉT:
Từ thông xuyên qua mỗi bộ dây quấn đều
biến thiên theo thờigian. Áp dụng công thức
Faraday suy ra:



AX
AX pha dq pha dq m
o
BY

BY pha dq pha dq m
o
CZ
CZ pha dq pha dq m
d
eNK. NK .sint
dt
d
eNK. NK .sint120
dt
d
eNK. NK .sint240
dt

    

     

     
18
Các sức điện động cảm ứng sinh ra trên 3 pha
tạo thành nguồn áp 3 pha cân bằng.
Với máy phát có 2p = 2 cực, ta có nhận xét sau


AX
B.A.cos t 


AX pha dq m

eNK .sint

 
Vận tốc góc
Động cơ sơ cấp
Tần số góc
Nguồn áp sinh ra
Với máy phát có 2p = 2 cực, suy ra:
1
nf

1
2.n

 
2.f



n
1
: tốc độ động cơ sơ cấp f : tần số nguồn áp
Với máy phát có 2p cực, ta có :
1
p.n
f
60

19
Từ thông sớmpha thờigianhơn sức điện động

cảm ứng 1 góc 90
o
.
Biên độ của sức điện động pha:
Sức điện động pha hiệu dụng:


AX
B.A.cos t 


AX pha dq m
eNK .sint

 
phamax pha dq m pha dq m
ENK 2.f.NK

 

phamax
pha pha dq m pha dq m
E
2
E .f.N K 4,44f.N K
22

 

pha pha dq m pha dq 1 m

p
E 4,44f.N K 4,44 .N K n
60


 


pha pha dq m E m 1
E4,44f.NK Kn
20
1
p.n
f
60

pha pha dq m E m 1
E4,44f.NK Kn

 
Tần số nguồn áp sinh ra tỉ lệ thuận tốc độ quay
của động cơ sơ cấp.
Sức điện động hiệu dụng pha tỉ lệ thuận với từ
thông kích thích và tốc độ quay của động cơ
sơ cấp.
Muốn điều chỉnh thay đổi tần số nhưng duy trì
sức điện động hiệu dụng pha không đổi cần
điều chỉnh tốc độ và từ thông kích thích tỉ lệ
nghịch với nhau.
Từ thông kích thích tỉ lệ thuận với dòng kích

thích cấp vào phần cảm
21
8.3. PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG:
Phản ứng phần ứng là tác động của dòng cảm
ứng trở lại từ thông kích thích ban đầu.
Dòng ứng sinh ra trên dây quấn phần ứng khi
máy phát mang tải. Dòng ứng cũng chính là
dòng cấp đến tải.
Từ thông kích thích sinh ra trên phần cảm. Độ
lớn từ thông tỉ lệ thuận với dòng kích thích.
Phản ứng phần ứng phụ thuộc vào độ lớn của
tổng trở tải và tính chất của tải.
22
max

max

ö

pha
E
pha
E
u
I
u
I
Từ thông ứng và từ thông kích thích vuông góc
với nhau . Phản ứng phần ứng ngang trục.
23

max

max

ö

pha
E
pha
E
u
I
u
I
Từ thông ứng và từ thông kích thích ngược hướng
với nhau . Phản ứng phần ứng khử từ dọc trục.
24
max

max

ö

pha
E
pha
E
u
I
u

I
Từ thông ứng và từ thông kích thích cùng hướng
với nhau . Phản ứng phần ứng trợ từ dọc trục.
25
X
S
: Điện kháng đồng bộ , đặc trưng cho tác dụng của
phản ứng phần ứng.
S
pha S
ZR jX
Điện kháng đồng bộ phức của 1 pha