Bài giảng môn Kỹ thuật điện – Chương 8: Máy điện đồng bộ

ng

.c
om

Chng 8 : MY IN NG B
Pđiện
8.1 Khái niệm chung
PđmF
C
1. Định nghĩa:
MF
2. Các số liệu định mức

Pđm
Pcơ

cu

u

du
o

ng

th

an

co

8.2 Cu to
1. Stato: Giống ĐC KĐB (Phần ứng)
2. Roto: Tạo ra Φc (Phần cảm, kích từ)
b. Roto cực lồi
a. Roto cực ẩn
δq
Stato
δd
Dây
quấn
kích từ

Roto
CuuDuongThanCong.com

/>

8.3 Nguyên lý làm việc của máy phát đồng bộ 3 pha
Eo = 4,44 f Wkdqφo

th
ng

φo
N

cu

u

8.4 Từ trường và phản ứng phần ứng
TT chính do phần cảm:

φo

TT do phần ứng (khi có tải)

φư

CuuDuongThanCong.com

Eo
S

du
o

n = n1

I

an

60f
n1 =
p
=>

CD

.c
om
co

ng

pn
Với f =
60
Từ trường quay

Lưới nối
với tải

U=

n
Φư tác dụng lên Φo:
Phản ứng phần ứng

/>

1. Tải thuần trở

pha

E

φ−

o

.c
om

I≡

Eo

Phản ứng ngang trục

I

ng

φo

S

n

th

an

co

N

Eo

Eo

1 góc 90o

u

chậm sau

cu

I

du
o

ng

2. Tải thuần cảm

Phản ứng dọc trục khử từ

φ−

φo
N

CuuDuongThanCong.com

n

/>
I

S


3. Tải thuần dung
vượt trước E o

1 góc 90o

φo

φ−q

Id = Isinψ

φ−d

u

du
o

Iq = Icosψ

Phản ứng vừa ngang trục
vừa dọc trục khử từ

CuuDuongThanCong.com

co

n

I

Eo

th

ng

1 góc ψ

chậm sau E o

cu

I

S

an

4. Tải hỗn hợp
a. Tải mang tính chất điện cảm

φ−

N

ng

Phản ứng dọc trục trợ từ

.c
om

I

Eo

Iq

φo

N

φ−q

ψ

I
S

n φ Id
−d

b. Tải mang tính chất điện dung
Phản ứng vừa ngang trục
vừa dọc trục trợ từ
/>

t

d

do Id

q

do Iq

t

đo I

o

Eo

t

an

ng

th

chỉ móc vòng riêng với stato
Phơng trình cân bằng điện áp

du
o

ã

ã

E ud = jId X ud
ã
ã
E uq = − jIq X uq

•

•

•

E t = − jI X t

CuuDuongThanCong.com

•

•

•

•

•

U = E o + E ud + E uq + E t − R u I

u

φq

Mãc vßng tõ stato qua roto

cu

φd

ng

do Ikt

co

φo

δd

.c
om

8.5 Phương trình cân bằng điện áp và đồ thị véc tơ
1. Chế độ máy phát
δq
a. M¸y cùc låi

•

•

•

•

•

•

U = E o − jId X ud − jIq X uq − jI X t − R u I

/>

•

•

•

•

•

•

•

•

•

U = E o − jId (X ud + X t ) − jIq (X uq + X t ) − R u I

I = Id + Iq
•

•

•

•

•

U = E o − jId X d − jIq X q − R u I

.c
om

- Tải mang t/c điện cảm

jIdXd

ng

an

jIqXq

th
ng
du
o

U

co

Eo

u

ã

jIqXq

jIdXd

- Tải mang t/c điện dung

cu

ã

U = E o jId X d jIq X q

* Đồ thị véc tơ

= eo- ψi
ϕ = ψu - ψi
θ = ψeo - ψu

•

θ

θ

U

ϕ

Iq

Eo

I

I

ψ

ϕ
Iq
ψ

Id

Id

( ⊙)
CuuDuongThanCong.com

/>

b. Máy cực ẩn
Vì có d = q =
ã

ã

.c
om

ã

Xd = Xq = Xđb

ã

co

ng

U = E o j(Id + Iq )X db
•

•

U = E o − jI X db

E o jIXdb

ng

th

Eo

an

ã

jIX db

du
o

* Đồ thị véc tơ

U



cu

u

- Tải mang t/c điện cảm

U

- Tải mang t/c điện dung
- Nhận xét




I

I




+ VỊ U vµ Eo
+ VỊ gãc θ
CuuDuongThanCong.com

/>

•

•

•

•

U = E o + jId X d + jIq X q
ã

ã

ã

U = E o + jI X db

ng

* Đồ thị véc tơ

an

co

+jIqXq

ng

I

Iq



cu

u



Eo

jI X db

du
o

Eo



máy cực ẩn

U

th

+jIdXd

U

máy cực lồi

.c
om

2. Chế động cơ

I

- Nhận xét về góc

Id

CuuDuongThanCong.com

/>

8.6 Đặc tính góc
1. Đặc tính góc công suất tác dơng

−jIdXd

P = f(θ)

−jIqXq

Eo

.c
om

P = mUIcosϕ

co

an

P = mU[ Icosψcosθ+ Isinψsinθ]

U

ϕ

Iq

I

ψ

th

Iq

θ

ng

ϕ=ψ-θ

a. M¸y cùc låi

ng

Id

cu

u

du
o

Usinθ
Iq =
Xq

E o − Ucosθ
Id =
Xd

CuuDuongThanCong.com

Id

U sin θ
E o − Ucosθ
P = mU[
cos θ +
sin θ]
Xq
Xd
mUE o
mU 2  1
1 
P=
sin θ +
−

 sin 2θ
Xd
2  Xq Xd 

/>

P

P = Pe+ Pu
1.5

1

ĐC Pcơ

0.5

-0 . 5

an

th

-0 . 0 0 8 -0 . 0 0 6 -0 . 0 0 4 -0 . 0 0 2

0

0.002

0.004

0.006

b. M¸y cùc Èn

du
o

ng

-1 . 5
-0 . 0 1

Pu

MF

-1

θlv = 20o ÷ 30o, để điều
chỉnh P, điều chỉnh θ

θ

θlv

ng

 1
1 
−

 sin 2θ
 Xq Xd 

0

co

mU
Pu =
2

2

Pe

P

.c
om

mUE o
Pe =
sin θ
Xd

cu

u

V× cã δd = δq = δ
P = Pe

CuuDuongThanCong.com

Xd = Xq = X®b
mUE o
=
sin θ
X db

/>
0.008

0.01


2. Đặc tính góc công suất phản kháng

Q = f()

=-

Q

.c
om

Q = mUIsinϕ

5

Q = mU[ Isinψcosθ- Icosψsinθ]

0

-5

an

E o − Ucosθ
Id =
Xd

co

Id

th

Usinθ
Iq =
Xq

Iq

ng

-10

θ

-15
-20

-30
-35

MF

§C

-25

-3

-2

-1

0

1

du
o

ng

 E o − Ucosθ

U sin θ
Q = mU 
cos θ −
sin θ 


X
X
d
q



cu

u

mUEo
mU2  1
1 
mU2  1
1 
Q=
cos θ +
−  cos2θ −
+




Xd
2  Xq Xd 
2  Xq Xd 
mUEo
mU2
* Víi m¸y cùc Èn Q =
cos θ −
Xdb
Xdb
CuuDuongThanCong.com

/>

2

3


8.7 Đặc tính làm việc
U=f(I)

2. Đặc tính điều chỉnh

Ikt

co

R- C

an

Iktđm

R

R- C

du
o

ng

R-L

R-L

th

R

u

Iđm

cu

Uđm

ng

U

Ikt=f(I)

.c
om

1. Đặc tính ngoài

CuuDuongThanCong.com

I

I
Iđm

/>

8.8 Máy điện đồng bộ làm việc song song

co

ng

.c
om

1. Mục đích:
- Liên tục cung cấp điện
- Sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên
- Nâng cao công suất nguồn
2. Điều kiện đóng 1 MFĐB làm việc song song với lới (hoà ®ång bé)

th

an

- UMF = UL

ng

- fMF = fL

du
o

- Thø tù pha cđa MF gièng thø tù cđa lưíi

cu

u

Thời điểm đóng hòa lưới phải thỏa mãn cả 3 điều kiện
nhằm tránh dòng điện lớn trong MF gây sự cố

CuuDuongThanCong.com

/>

8.9 Động cơ đồng bộ



1. Mở máy

x

.c
om

Khi t u~3pha vo 3 dq stato

F®t

F®t

co

*

th

an

Fđt lên dq stato do tác
dụng giữa i trong dq
và nam châm roto

ng

i xc trong dq

cu

u

du
o

ng

Với f = 50Hz; T= 0,02 s
Sau 0,01 s is ®ỉi chiỊu

F®t ®ỉi chiều ngc lại

C B khụng m mỏy c

dq mở máy
dạng lång sãc

Mở máy ĐC ĐB bằng phương
pháp KĐB

CuuDuongThanCong.com

/>

2. Điều chỉnh hệ số cos
ã

ĐK : P = const

ã

ã

.c
om

U = E o + jI X db

= const
P = mUIcosϕ = const

= const

ng

n

Khi đc Ikt

du
o

cu

const
Quỹ đạo của

A

u

mUE o
P=
sin θ
X db

ng

th

= const

an

Quỹ đạo của I trên đường n

co

I3

Eo

m
trên đường m
đc E0
CuuDuongThanCong.com

đc cosφ

jI3 X db

I2
ϕ

B

UD

θ

jI 2 X db

Eo

C

E o2

jI X db

E o3

I
ThiÕu kÝch tõ

/>
Qu¸ kÝch tõ