›
›

Bài giảng Biến đổi năng lượng đại cương - Chương 6: Máy điện đồng bộ - Trịnh Hoàng Hơn

pdf 30 trang ngocly 1210
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Biến đổi năng lượng đại cương - Chương 6: Máy điện đồng bộ - Trịnh Hoàng Hơn", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_bien_doi_nang_luong_dai_cuong_chuong_6_may_dien_do.pdf

Nội dung text: Bài giảng Biến đổi năng lượng đại cương - Chương 6: Máy điện đồng bộ - Trịnh Hoàng Hơn

  1. CHƯƠNG 6 MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ Presenter: Trịnh Hoàng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com www.icalabhcmut.edu.vn 28/06/2015 9:01 CH
  2. Khái niệm * Thường: Máy phát đầu nguồn •Công suất lớn Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 2 ICA Lab
  3. Cấu tạo * 3 phần: stator, rotor, hệ thống kích từ * Rotor: cực lồi, cực ẩn Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 3 ICA Lab
  4. Rotor * Cực lồi Tốc độ chậm •Nhiều cực •Ngắn •Đường kình lớn • nơi thủy triều chậm Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 4 ICA Lab
  5. Rotor * Cực ẩn Tốc độ nhanh •Ít cực •Dài •Đường kình nhỏ • nơi có lực nước lớn –Thác cao Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 5 ICA Lab
  6. Rotor cực ẩn – dây quấn Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 6 ICA Lab
  7. Stator (phần ứng) * Giống máy KĐB Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 7 ICA Lab
  8. Stator (phần ứng) Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 8 ICA Lab
  9. Ví dụ 4.2 Máy Điện Quay H r + H S + HS Ni H ss S 2g Hr Ni H rr r 2g Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 9 ICA Lab
  10. Ví dụ 4.2  Rl L 0 0 2g s L s i s L m i r Ta có: Với: LNL 2  L i L i ss0 r m s r r 2 LNNLm  s r 0 1  Thực tế LMm  cos Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 10 ICA Lab
  11. Moment điện từ ii W',',' 12i ,0,  di  i , i ,  di m 001 1 1 2 1 2 2 11 W' L i 2 L i 2 L  i i m22 s s r r sr s r W ' dL  Te m i isr i i M sin  s rd s r Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 11 ICA Lab
  12. Mô hình toán học * Gọi J là moment quán tính d V i R s s s s dt d V i R r r r r dt dd2 JKBTT  em dt2 dt d di di d v ss L Mcosr i M sin sdt s dt dt r dt w:here d di di d v rr L Mcoss i M sin rdt r dt dt s dt Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 12 ICA Lab
  13. Sơ đồ nguyên lý * Trong trường hợp máy đồng bộ và không đồng bộ: i Icos  t s s s ir I rcos  r t e pm T m  m I s I r Mcos  s t cos  r t sin  * Gọi  mt  Biến đổi lượng giác, tính trung bình IIM sin P m s r m av 4 Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 13 ICA Lab
  14. Ni Niss Máy 2 pha rr H Hr S 2g 2g i as i br  + ibs i + ar H S H r Chú ý: do 2 pha vuông góc nên không có hỗ cảm giữa các cuộn dây stator (rotor) với nhau Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 14 ICA Lab
  15. Máy 2 pha ias Tự cảm và hỗ cảm của i  pha A (stator) br với rotor được tính theo hình bên + i ar as LMMs 0 cos sin i as  0LMM sin cos i bs s bs ar MMLcos sinr 0 i ar br MMLsin cos 0 r i br Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 15 ICA Lab
  16. Đồng năng lượng và moment * Đồng năng lượng (công thức ) Từ từ thông liên kết ta tính được '1 2 1 2 1 2 1 2 Wm Li sas Li s bs Li r ar Li r br Mii as ar cos 2 2 2 2 Mibs iarsin Mi as i br sin  Mi bs i br cos  Moment điện từ được tính W ' T e m M i i i i cos  i i i i sin    ar bs as br as ar br bs e pm T m  m I r I s Msin  m  s  r t  mIIM r s sin m  s  r Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 16 ICA Lab
  17. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3 PHA Presenter: Trịnh Hoàng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com www.icalabhcmut.edu.vn 28/06/2015 9:01 CH
  18. Cấu tạo Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 18 ICA Lab
  19. Phân tích định tính * Động cơ Cấp điện 3 pha đối xứng vào stator 60 f •Tạo ra từ trường quay (clip từ trường quay) n p •Cấp điện một chiều vào rotor •Từ trường stator kéo rotor quay theo * Máy phát Cấp điện một chiều vào rotor Dùng động cơ sơ cấp kéo rotor quay Cảm ứng sang ba pha stator điện áp xoay chiều Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 19 ICA Lab
  20. Phân tích định lượng – (1) * Tương tự máy 1 pha và 2 pha Tính từ thông liên kết Tính đồng năng lượng Tính moment điện từ W ' dM dM dM T e m i i ar i i br i i cr  a r d b r d c r d 0 0 iair M sin  ibir M sin  120 icir M sin  120 Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 20 ICA Lab
  21. Phân tích định lượng – (2) * Trong trường hợp đối xứng ia I msin  s t 0 ib I msin  s t 120 0 ia I msin  s t 120 irr I=cons t I I M3sin   t I I M 3sin  t   t T e m r s m r m s 22  mt  e 3 TIIM ar sin  2 sm Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 21 ICA Lab
  22. Phương trình cân bằng điện áp * Bỏ qua điện trở dây quấn stator da va dt 3 MIr j Va j L0 s I a j s e jx s I a E ar * Một hình vật lý 2 2 jxs PT Pm Elec. Mech. Ia Va jx I Va Ear s a  d Ear Ia Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 22 ICA Lab
  23. Tính công suất bằng điện áp V * Lấy V làm chuẩn a a jxsIa VE EE d ar ar ar Ia  jxs d Ear Ia * PPEIT 3 a 3Re ar a EVEEEV 3Re jjar a ar ar 3ar a sind XXXs s s Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 23 ICA Lab
  24. Chế độ động cơ EVar a PT 3 sind X s PT 0 d 0 jxs PT Pm I a Elec. Mech. Va Ear Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 24 ICA Lab
  25. Chế độ máy phát EV I ar a Ear Va jx s I a a jxs 0 VEVEa0 ar  dd 3 a ar sin PT 3Re jxss x PT 00 d Chú ý: PT>0 trong trường hợp máy phát là do ta chọn chiều dòng điện ngược lại với chiều của động cơ jx s Ear Ia jx I d s a V E a ar  Va Ia Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 25 ICA Lab
  26. VD 6.1 * Một máy điện đồng bộ ba pha, nối Y, 60 Hz, 2 cực, có điện kháng đồng bộ xs = 5 W/pha. Khi hoạt động ở chế độ động cơ, máy tiêu thụ 30 A tại điện áp e pha 254 V và PF là 0.8 sớm pha. Tìm Ear và T . Nếu máy có tổng tổn hao cơ và tổn hao sắt là 400 W, tính moment ra đầu trục? Hiệu suất? jxs Ia  Ia d V V E a a ar jxsIa Ear Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 26 ICA Lab
  27. Giải * Chọn Va làm vector tham chiếu 0 Va 254  0 0 Ia 30  36.87 0 Ear 364.3  19.23 VE ar 0 PWT 3 sin 19.23 18286 X s P Te T 48.5 Nm m 18286 400 17886  0.978 18286 18286 Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 27 ICA Lab
  28. VD 6.3 * Điều chỉnh dòng kích từ sao cho động cơ có hệ số công suất PF=1, công suất và điện áp không đổi. Tìm dòng điện và Ear? 0 PVIAT 3 a a cos I a 24 I a 24  0 0 0 0 Ejar 254  0 5 24  0 280.9  25.28 Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 28 ICA Lab
  29. Cải thiện hệ số công suất * Động cơ đồng bộ PF sớm hoặc trễ cải thiện hệ số công suất * Nếu vận hành không tải (tải nhỏ cố định)  Ea*sind=const V Giản đồ vector a I’a jx I s a jxsI’a * Góc pha giữa Ia V và I thay đổi Ear E’ar Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 29 ICA Lab
  30. Tính giá trị đồng năng lượng e * Chọn các giá trị đầu: ii=0, để lực f i=0: i W',' 1  i ,0, ,0, x , x , , x di mM 0 1 1 1 2 1 i 2  i, i,' ,0, ,0, x , x , , x di (4.111) 0 2 1 2 1 2M 2 i N  i, i , , i , i'' , x , x , , x di 0 NNNMN 1 2 1 1 2 Trịnh Hoàng Hơn 28/06/2015 9:01 CH 30 ICA Lab