Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 10: Máy điện 1 chiều - Phạm Hùng Phi (Bản đầy đủ)

∑ n 2 k 0 U U= ∑ n 2 k 0 E E= ∑ Ik2 Biết R = 8Ω ; XL(ω) = 3 Ω; XC(ω) = 9 Ω ; u(t) 100 2.200sin( t) 2.50sin(3 t)= + ω + ω Tỡm i(t), I ? R L Cu(t) i(t) 1. Cho Uo = 100 tỏc động 2. Cho u1 tỏc động : j36 52' 1Z 8 j(3 9) 10e−= + − = o Giải VD 2 : Cho mạch điện như hỡnh vẽ j36 52'20e= o Io = 0 Coi u(t) = Uo + u1 + u3 o 1(t )i 2.20sin( t 36 52 ')=> = ω + ? 0j0 1 200eU = • '52j36- j0 1 0 0 10e 200eI = • * Trị hiệu dụng : o oi(t) 2.20sin( t 36 52') 2.5sin(3 t 36 52')= ω + + ω − XL3 = 3XL = 9; Xc3 = Xc / 3 = 3 j36 52 ' 3Z 8 j(9 3) 10e= + − = o o 3(t)i 2.5sin(3 t 36 52')=> = ω − 2 2 1 3I I I= + 3. Cho u3 tỏc dụng: 2 220 5= + = 20,6 A '52j36 '52j36 j0 3 0 0 0 5e 10e 50eI == • Chương IV. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 3 PHA 4.1 Khỏi niệm chung về mạch điện xoay chiều 3 pha 4. 2 Quan hệ giữa cỏc đại lượng dõy và pha trong mạch 3 pha đối xứng 4.3 Cụng suất mạch xoay chiều 3 pha 4.4. Cỏch giải mạch 3 pha 2. Biểu diễn nguồn 3 pha: 4.1 Khỏi niệm chung về mạch xoay chiều 3 pha a. Dạng tức thời : 1. Phương phỏp tạo nguồn 3 pha : Mỏy phỏt đồng bộ eCeA Ae 2Esin t= ω eB o Be 2Esin( t 120 )= ω − o Ce 2Esin( t 240 )= ω − 0 1 2 3 4 5 6 -1 -0.5 0 0.5 1 120o 240o 360o e t j0 AE E e • = o j120 BE Ee • − = o j240 CE E e • − = o b. Dạng số phức : c. Dạng vộc tơ : 4. Mạch 3 pha đối xứng Với nguồn 3 pha đối xứng : A B CE E E+ + = r r r A B Ce e e+ + = A B CE E E • • • + + = 0 3. Cỏch nối: Nguồn đ/x Tải đ/x Đường dõy đ/x Sao (Y) và tam giỏc (∆ - D) j120 CE E e • + = o hoặc nguồn tải Y Y Y ∆ ∆ ∆ ∆ Y AE r BE r CE r 120o 4 5. Cỏc đại lượng dõy và pha • Điện ỏp pha IA IB IC • Dũng điện dõy UAB UBC UCA • Điện ỏp dõy Id (IA, IB, IC) Ud (UAB, UBC, UCA) • Dũng điện pha Ip Up phụ thuộc cỏch nối Nguồn (nối Y - ∆) Tải (nối Y - ∆) 54. 2 Quan hệ giữa cỏc đại lượng dõy và pha trong mạch 3 pha đối xứng A B CA B C A B C E Y E Y E Y Y Y Y • • • + + + + ZC ZA ZB EA EC EB O O’ IB IA IC Uo’oUAB UCA UBC UA UC UB 1. Mạch nối sao Vỡ ZA = ZB = ZC = Z A B CY(E E E ) 3Y • • • + + = = 0 BBU E • • = CCU E • • = AAU E • • = UAB YA = YB = YC = Y 1 Z = O'OU • = 6 AU ur BU ur CU ur ABU ur BCU ur CAU ur Trong mạch nối Y: + Trị hiệu dụng : + Gúc pha : ABU r AU ur vượt trước BCU r BU ur vượt trước gúc 30o CAU r CU ur vượt trước gúc 30o AB A BU U U= − ur ur ur BC B CU U U= − r r r CA C AU U U= − r r r d fU 3U= d pI I= Vớ dụ: j0BU Ue • = o j120 CU U e • − = o ABU • = j30 BCU 3 U e • = o j90 CAU 3 U e • − = o AU U • = gúc 30o 30O j120e o j1503 U e o 72. Mạch nối tam giác UBC UAB UCA IABICA IBC B BC ABI I I= − r r r C CA BCI I I= − r r r Tại A, B, C : A AB CAI I I= − r r rABABU E= ur ur BC BCU E= r r CACAU E= ur ur Vũng AABB B A A B ZCA ZAB ZBC E AB ECA EBC IB IA IC C UAB 8 AI r BI r CI r Về trị hiệu dụng : B BC ABI I I= − r r r C CA BCI I I= − r r r A AB CAI I I= − r r r d pU U= d pI 3I= Về gúc pha : ABI r gúc 30oAI r chậm sau CI r CAI r gúc 30ochậm sau BI r BCI r chậm sau gúc 30o BCI r CAI r ABI r ϕ BCU ur ABU ur CAU ur 9Vớ dụ: j0CI 17,3e • = o 4.3 Công suất trong mạch điện xoay chiều 3 pha 1. Công suất tác dụng : PA, PB, PC Khi tải đối xứng : Tải nối Y : dp UU 3 = Ip = Id ABI • = BCI • = j30 CAI 10e • = o AI 17,3 • = j120 BI 17,3e • = o 10 j15010e oj120e− o j90e− o P = PA + PB+ PC P = 3Pp = 3Up Ip cosϕp= 3RIp2 d d pP 3U I cos= ϕ Khi tải nối ∆ : p dU U= d p II 3 = d d pP 3 U I co s= ϕ 10 Đo cụng suất mạch 3 pha : a. 1 Ỏt kế : W∗ ∗ b. 2 Ỏt kế : Pp Tải 3 pha (đối xứng hoặc khụng, nối Y hoặc ∆) W1∗ ∗ W2 ∗ ∗ P = PA + PB + PC P = 3 PpĐối xứng: Khụng đối xứng: 1 2P P P= ± W1 W2 + cựng chiều − ngược chiều 11 2. Công suất phản kháng: Q = 3Qp = 3UpIpsinϕp Tải nối Y hay ∆: d d pQ 3 U I s in= ϕ QA , QB, QC
Q = QA + QB+ QC = 3XIp2Khi tải đối xứng : 3. Công suất biểu kiến (toàn phần): 2 2 d dS P Q = 3 U I= + 12 EA EB EC O O’ IA IB IC 4.4. Giải mạch 3 pha 1. Tải nối Y ZA = ZB = ZC = Zt A B CE E E 0 • • • + + = Đường dõy đối xứng: ZdA = ZdB = ZdC = Zd Nguồn đối xứng: Zd Zt a. Đối xứng: Tải đối xứng: Thay Zd nối tiếp Zt bằng Z = Zd + Zt j0 A j( ) A j U UeI Ie Z e • • −ϕ ϕ= = = o Z BI I • = j( 120 ) CI Ie • − ϕ + = o j( 120 )e −ϕ− o Do o’o = 0 Uo’o Z Ud Chỳ ý: 1. UA = U = Up = Ud/ 3 2. IA + IB + IC = IN = 0
Cú thể bỏ dõy trung tớnh IN 13
Tớnh dũng điện trong từng pha riờng biệt A A A UI Z • • = B B B UI Z • • = C C C UI Z • • = N A B CI I I I • • • • = + + b. Không đối xứng: A B CE E E 0 • • • + + = Tải khụng ĐX : ZA ≠ ZB ≠ ZC Nguồn ĐX : 0≠ NjN NI I e • ψ = EA EB EC O O’ IA IB IC ZA ZB ZC AU ur Uo’o IN ZN A CBA B C O'O A B C N E Y E Y E Y U Y Y Y Y • • • • + + = + + + * Bỏ qua tổng trở dõy trung tớnh ZN = 0 YN = O'OU 0 • =
A B CA B CU E , U E , U E • • • • • • = = =
Điện ỏp pha đối xứng 14 O’ O'OU ur ψo * Khi ZN 0 O ' O A B CA B C A B C N E Y E Y E YU 0 Y Y Y Y • • • • + + = ≠ + + + Không ĐX O AE ur BE ur CE ur AU ur CU ur BU ur OJ o 'o oU U e ψ• = Uo’o AA O'OU E U • • • = − BB O'OU E U • • • = − CC O'OU E U • • • = − Kết luận: Điện ỏp pha khụng đối xứng EA EB EC O O’ IA IB IC ZA ZB ZC AU ur IN ZN 15 Nguồn đối xứng: Ud = 220 V ZA = 20 Ω; Z B = j 20 Ω ; ZC = -j 20 Ω A A A UI Z • • = B B B UI Z • • = C C C UI Z • • = Tìm dòng điện IA, IB, IC , IN khi k đóng (cú dõy trung tớnh, ZN = 0) và k mở (khụng cú dõy trung tớnh) Vớ dụ : Cho mạch hỡnh bờn Tải khụng đối xứng : IA IB IC ZA ZB ZC UA UB UC EA EB EC k O O’ IN Ud 16 Khi k đúng : UO’O = 0 Đồ thị vộc tơ
A A A UI Z • • = B B B UI Z • • = N A B CI I I I ?= + + = r r r r AI r B CI I+ r r C C C UI Z • • = NI 4, 64 • = IA IB IC ZA ZB ZC UA UB UC EA EB EC k O O’ IN Ud j0 j0 127e 20e = o o j06,35e A= o j120127e− = o j20 j2106,35e A−= o j120127e = o -j20 j2106,35e A= o BI r 1500 CI r 1500 300 IN = 0,73.6,35 = 4,64 A NI r j180e 4,64 A= − o Số phức : 17 b. Khi k mở : 'OOU 0≠ O ' O 4, 64U 92,8 V 0, 05 • − = = − NI 4, 64 • = j180e 4,64 A= − o A B CA B C O'O A B C E Y E Y E YU Y Y Y • • • • + + = + + EA EB ECO IA IB IC ZA ZB ZC k O’ UA UB UC A A 1Y Z = 1 0,05S 20 = = B B 1Y Z = 1 j20= C C 1Y Z = 1 j0,05Sj20= =− = 0,05 Sj0,05S= − A B CY Y Y Y= + + 18 O ' OU 92,8 V • = − AA O'OU E U • • • = − BB O'OU E U • • • = − CC O'OU E U • • • = − J120127e 92,8−= + o 63,5 j110 92,8= − − + 29,3 j110 V= − J 75 5 ' CU 113,8e V • = o 127 92,8 220 V= + ≈ J 75 5 ' BU 113, 8e V • − = o J120127e 92,8= + o 63,5 j110 92,8= − + + 29, 3 j110 V= + J 0 AU 220e V • ≈ o
dũng điện trong cỏc nhỏnh O’ O'OU ur BU ur CU ur O CE ur AE ur BE ur AU ur A A A UI 11A Z • • = = B 0 B B UI 5, 69 165 5 ' A Z • • = = ∠ − C 0 C C UI 5, 69 165 5 ' A Z • • = = ∠ 19 2. Tải nối ∆ a. Đối xứng: * Khụng kể Zd ZAB = ZBC = ZCA = Zt• Tải đối xứng: AB AB t UI Z • • = j0 d j t U e e ϕ = o Z j( ) pI e −ϕ= BCI • j( 30 ) A pI 3I e • −ϕ− = o j( 120 ) pI e −ϕ− = o CAI • j( 120 ) pI e −ϕ+ = o j( 150 ) B pI 3I e • −ϕ− = o j( 90 ) C pI 3I e • −ϕ+ = o ZdA = ZdB = ZdC = Zd
Zd = 0 • Đường dõy đối xứng : IABICA IBC ZABZCA ZBC IA IB IC Ud A C B Zd Zd Zd 20 * Khi kể Zd ABI • = BCI • = CAI • = j( 120 ) B dI I e • −ϕ− = o j( 120 ) C dI I e • −ϕ+ = o Zd ≠ 0 thay Zd + ZtY = Z AI • j( ) dI e −ϕ= dI 3 j( 30 )e −ϕ+ o dI 3 j( 90 )e −ϕ− o dI 3 j( 150 )e −ϕ+ o IABICA IBC ZtZt Zt Z tYIA IB IC Ud Zd Zd Zd 21 b. Khụng đối xứng : * Khụng kể Zd IABICA IBC ZABZCA ZBC IA IB IC ZAB ≠ ZBC ≠ ZCA• Tải khụng đối xứng AB AB AB UI Z • • = BC BC BC UI Z • • = CA CA CA UI Z • • = Ud A C B A AB CAI I I • • • = − C CA BCI I I • • • = − B BC ABI I I • • • = − KĐX KĐX A B CI I I • • • + +AB BC CAI I I • • • + + = 0≠ 0 • Điện ỏp pha đối xứng 22 * Khi kể Zd BI , • CI • Zd ≠ 0 AI , • IABICA IBC ZABZCA ZBC Z tYAIA IB IC Ud Zd Zd Zd Zd + ZtYA = ZA Zd + ZtYB = ZB Zd + ZtYC = ZC Thay thế :
Giải mạch khụng đối xứng, nối Y, khụng cú dõy trung tớnh • Tớnh A B CU , U , U • • • • Tớnh • Tớnh AB BC CAU , U , U • • • AB AB AB UI Z • • = BC BC BC UI Z • • = CA CA CA UI Z • • = 23 Vớ dụ 2: Cho mạch 3 pha đ/x như hỡnh bờn Z2 = 18 – j24 Zd = 2 + j2 Ud = 380 V Ω Tỡm: - Dũng điện : I1, I2 , I3, I - P, Q, S và cosϕ toàn mạch Z2 Ud I3 I2 I1 Zd Z1 I Z1 = 12 + j16 Biết: - Vẽ đồ thị vộc tơ của A B CI , I , I r r r A B CU , U , U ur ur ur từ 24 1.Tỡm dũng điện : I1, I2 , I3, I Ud I1 Z1 I I2 Zd Z2 = 18 – j24 Zd = 2 + j2 Ud = 380 V Ω Z1 = 12 + j16 Giải f 1 1 UI = Z Z2 I3 Z 2Y Chuyển Z2 về Y : Z2Y = Thay : Zd2Y = Zd + Z2Y = f 2 d2Y UI = Z I2 = 2 3 II 3 = Tải 2: 25 Ud I1 Z1 I I2 Zd Z2 = 18 – j24 Zd = 2 + j2 Ud = 380 V Ω Z1 = 12 + j16 Z2 I3 Z 2Y 2. Tỡm P, Q, S và cosϕ toàn mạch 2 2 1 1 d2Y 2P 3(R I R I )= + = 2 2 1 1 d2Y 2Q 3(X I X I )= − = 2 2S P Q= + = Pcos = Sϕ = d SI= 3U = 26 AU ur BU ur CU ur 3. Vẽ đồ thị vộc tơ của A B CI , I , I r r r A B CU , U , U ur ur ur dựa vào AI r BI r CI r - 11O 28 ’ Vè Q = - 2904 VAr < 0 mang t/c điện dung dũng vượt trước ỏp 1 gúc ? cosϕ = 0,98 ϕ = -11o 28’ Phần II máy điện Chương VI. Khỏi niệm chung về mỏy điện Chương VII. Mỏy biến ỏp Chương VIII. Mỏy điện khụng đồng bộ Chương IX. Mỏy điện đồng bộ Chương X. Mỏy điện một chiều Chương VI. Khỏi niệm chung về mỏy điện 6.1 Định nghĩa và phân loại 6.2 Các định luật nghiên cứu máy điện 6.3 Các vật liệu chế tạo máy điện 6.4 Tính chất thuận nghịch của máy điện 6.5 Phát nóng và làm mát máy điện 1. Định nghĩa Thiết bị điện làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ 6.1 Định nghĩa và phân loại - Biến đổi f : Máy biến tần - Năng lượng khỏc điện => Điện năng : Máy phát điện - Điện năng => Cơ năng : Động cơ điện - Biến đổi U : Máy biến áp Máy điện Máy điện tĩnh Máy điện quay MĐ xoay chiều MĐ 1 chiều MĐ không đồng bộ MĐ đồng bộ Máy biến áp 2. Phân loại Máy phát Động cơ Máy biến áp (Transformers) Động cơ KĐB (Induction Motors) Máy điện 1 chiều (DC Machines) Mỏy phỏt đồng bộ (Synchronous Machines) 6.2 Các định luật nghiên cứu máy điện a. Khi có từ thông xuyên qua vòng dây biến thiên : 1. Định luật cảm ứng điện từ Khi 1 cuộn dây có W vòng : φ d e dt φ = −Độ lớn : Chiều dương : Qui tắc vặn nút chai Độ lớn s.đ.đ: e ecd cd d e W dt φ = − W φ Vòng dây A i B B ur b. Khi thanh dẫn chuyển động cắt qua từ trường 2. Định luật về lực điện từ A B v r AB = l Độ lớn : e = Chiều : Qui tắc bàn tay phải e tf uur đĐộ lớn : Chiều : fđt = Qui tắc bàn tay trái S N B urBl v? ? Bl i? 3. Định luật về mạch từ (Định luật toàn dòng điện) i2i1 Hdl urur Hdl=∫

  i1 W1 W2 i2 φ H1, l1 H2, l2 1 1 2 2H l H l+ = 1 2k n k n k k k k k 1 k 1 H l W i F = = = = = =∑ ∑Tổng quát: F φ φ = f(F) F gọi là sức từ động (stđ) 1 2i i= − 1 1 2 2W i W i− k n k k 1 i = = ∑ 6.3 Vật liệu chế tạo máy điện 1. Vật liệu dẫn điện : đồng, nhôm 2. Vật liệu dẫn từ : 3. Vật liệu cách điện φ~ thộp lỏ KTĐ φ= thộp tấm hoặc thộp khối Cấp Y A E B F H C [oC] 90 105 120 135 150 180 >180 dày (0,13 ữ 0,5) mm Khả năng cách điện cao Chịu nhiệt, dẫn nhiệt tốt Mềm, dẻo và có độ bền cơ Yêu cầu 6.4 Tính chất thuận nghịch của máy điện Máy phát (Generators) I I Động cơ (Motors) 6.5 Phát nóng và làm mát máy điện Máy điện làm việc Tổn hao công suất -Mạch từ -Mạch điện Cách điện phát nóng quá nhiệt độ cho phép Làm nguội CHƯƠNG VII Máy biến áp 7.1 Khái niệm chung 7.2 Nguyên lý làm việc của MBA 1 pha 7.3 Cấu tạo 7.4 Mô hình toán học của MBA 7.5 Quy đổi và sơ đồ thay thế 7.6 Chế độ không tải và ngắn mạch MBA 7.7 Chế độ làm việc có tải 7.8 MBA 3 pha 7.1 Khái niệm chung về máy biến áp Nguồn Tải Mỏy tăng ỏp Mỏy giảm ỏp S 3 U I=Cùng một công suất truyền tải: - Giảm sụt áp ∆Ud - Giảm tổn hao ∆Pd - Giảm tiết diện dây s Máy biến áp tăng giảm => giảm khối lượng xà, cột => giảm chi phí đầu tư Io SC TC * Cỏc đại lượng định mức (danh định) 1. Cụng suất : 2. Điện ỏp : 3. Dòng điện : I 1đm , I2đm (A, kA) Ký hiệu :U1đm/U2đm (VD: 6/0,22 kV) (VA, kVA)m 2 m 2 mS U I=đ đ đ Chú ý: Các đại lượng Uđm , Iđm trong MBA 3 pha là các đại lượng dây 4. Thụng số khỏc : + Po: Tổn hao cụng suất khụng tải +Pn:Tổn hao cụng suất ngắn mạch U1n1n n 1 m U u % 100 3 10 U + = = ữ đ o o 1 m Ii % 100 1,5 6 I + = = ữ đ m mU I≈ 1đ 1đ I1đm I2đm U1đm U2đm U1đm U2đm (V, kV) 7.2 Nguyên lý làm việc của MBA 1 pha u1~ φ biến thiên
e1 và e2 Giả sử φ = φm sinωt 1 1 d e W dt φ = − 2 2 d e W dt φ = − W1,W2 : số vòng dây sơ và thứ cấp 1 1 me W cos t= − φ ω ω 1 1 me 2 fW= pi φ TQ: 1 1 ee 2E sin( t )= ω + ψ E1 = 4,44fW1 φm
ψe = - 90O 1E = 1 m 2 fW 2 pi φ φ
φ móc vòng qua 2 dây quấn φr 1E ur Ztu1~ i1 sin( t 90 )ω − o W1 W2 Sơ cấp Thứ cấp e1 e2 Tương tự: và tiêu thụ trên tải E2 = 4,44fW2 φm
U1≈ E1 ; U2 ≈ E2 1 2 U U ≈

hệ số BA k < 1

Trong dõy quấn có dũng i2 Zt φKhi nối dây quấn thứ cấp với tải i2 Năng lượng điện xoay chiều lấy vào từ phía sơ cấp thông qua mạch từ chuyển sang phía thứ cấp Nếu bỏ qua tổn hao trên dây quấn 1 2 E E = 1 2 W k W = máy tăng áp k > 1
máy hạ áp i1 u2u1~ W1 W2 Sơ cấp Thứ cấp e1 e2 7.3 Cấu tạo 1. Lõi thép: Mạch từ, ghép từ các lá thép kỹ thuật điện, gồm 2 bộ phận - Gông: là phần nối liền mạch từ các trụ - Trụ: là phần lõi thép có lồng dây quấn 2. Dây quấn: Mạch điện 3. Vỏ máy - Thùng BA - Nắp máy Trụ Gông SC TC 7.4 Các phương trình cơ bản trong MBA (mô hình toán học) a. Phía sơ cấp 1. Phương trình cân bằng điện - ΦC : móc vòng qua 2 d/q - Φt1 : do i1 sinh ra chỉ móc vòng riêng với d/q sơ cấp Φt1C 1 1 d e W dt φ = − t1 t1 1 d e W dt φ = −
e1 và et1 1 1 t1 1 1u e e R i= − − + et1 e1u1 i1 R1 i2 φC Zt u2 i1 u1~ W1 W2 e1 e2 b. Phía thứ cấp : Phương trình cân bằng điện áp - Sơ đồ thay thế dạng phức: Tương tự : 1 11 1 1 1 1 1 U E I (R jX ) E I Z • • • • • = − + + = − + t1 1 1 d di di dt ψ = − Lt1 1 t1 t1 di e L dt = −
1 1 1 t1 1 1 di u e L R i dt = − + + E1U1 I1 X1R1 2 2 2 22 2 2 2U E I (R jX ) E I Z • • • • • = − + = − t1 t1 1 d e W dt φ = − t1d dt ψ = − 1 1 t1 1 1u e e R i= − − + 11R I • +11U E • • = − + 1t1j L I • ω X1 e1u1 i1 Lt1R1 I2 X2 E2 U2 R2 2. Phương trình cân bằng từ không tải : i2 = 0 có tải : i2 ≠ 0 1 2 1 21 2F F W I W I • • • • + = + 1 2 oF F F • • • => + = 1 2 o1 2 1W I W I W I • • • => + = 2 1 o 1 2 II IW W => + =    k ' 1 o 2I I I • • • => = + PT cân bằng từ E1U1 X1R1 ∆U1 Khi bỏ qua ∆U1:
Φ do Fo= W1 Io
Φ do F1 và F2 i2 φC Zt u2 i1 u1~ W1 W2 e1 e2 - I2 ’ ' 2 2 II k • • = − U1 ≈ E1 = 4,44fW1 mΦ = constmΦ U1 = const 7.5 Qui đổi và sơ đồ thay thế 1. Mục đích và điều kiện: 2. Qui đổi : - Thuận tiện cho việc nghiên cứu E2 ’ = E1 Biến đổi E2
E2’ = E1 Với 1 2 E k E =
E2’ = kE2 b. Qui đổi dòng điện Điều kiện : 22 2 2 ' ' II E E => =  Tăng s.đ.đ hay điện áp bao nhiêu phải giảm dòng bấy nhiêu Tương tự: U2’ = kU2 - Bảo toàn quá trình năng lượng E2’ I2’ = E2 I2 2 I k = a. Qui đổi sđđ Thường quy đổi dõy quấn thứ cấp về sơ cấp E1U1 I1 X1R1 I2 X2 E2 U2 R2 I2 ’ X2 ’ U2 ’ E2 ‘U1 I1 X1R1 E1 = R2 ’ c. Qui đổi tổng trở Từ PTCB đ/a phía thứ cấp: nhân 2 vế với k và I2 = kI2 ’ Zt’ = k2 Zt 2 2 22 2 2U E jX I R I • • • • = − − 2 2 2 22 2 2 ' k U k E (k R jk X ) I • • • = − + 2 22 2 2 ' ' ' ' 'U E ( R jX ) I • • • = − +PT sau khi qui đổi: Zt ’ Chú ý : Các thông số dây quấn thứ cấp được qui đổi về dây quấn sơ cấp đều có dấu phẩy Io X2 ’R2 ’U2 ’ E2 ’ Sơ đồ thay thế sau quy đổi: 1 o 2 ' I I I • • • = + I2 ’X2’ U1 X1R1 E1 R2 ’ Sơ đồ thay thế của MBA 1 othE Z I • • − = sơ cấp thứ cấp Lõi thép Io ≈ (2 ữ 6)%I1đm Có thể sử dụng sơ đồ thay thế gần đúng : U2 ’U1 I1 R2 ’ I2 ’X2’X1R1 Zt ’ Thay th th thZ (R jX )= + A B I1 Rth R2 ’ I2 ’X2’ U2 ’ U1 X1R1 Xth Zt ’ Io tải Zt ’ ABU • = 7.6 Chế độ không tải và ngắn mạch của MBA 1. Chế độ không tải a. Sơ đồ nguyên lý b. Sơ đồ thay thế U1đm U2đm Io Xth U1đm Io X1R1 Rth c. Tổng trở Zo Zo = ( R1+ Rth )+ j(X1 + Xth) Zo = Ro+ jXo Vì : R1 << Rth X1 << Xth coi Ro ≈ Rth ; Xo ≈ Xth d. Công suất không tải Po : Po = Ro Io 2 e. Hệ số công suất cosϕo : o oo o 1 m o R P cos U I ϕ = = Z đ ≈ 0.1 ữ 0,2
Không nên để MBA làm việc không tải hoặc quá non tải ≈ Rth Io 2 = ∆Pst I1 Rth R2 ’ I2 ’X2’ U2 ’ U1 X1R1 Xth Zt ’ Io 2. Chế độ ngắn mạch a. Ngắn mạch thớ nghiệm Sơ đồ thay thế I1n X2 ’ U1n X1R1 R2’ Tổng trở Zn Zn = ( R1+ R2’)+ j(X1 + X2’) Zn = Rn+ jXn Trong MBA : R1 ≈ R2’ X1 ≈ X2 ’ Rn ≈ 2R1 ; Xn ≈ 2X1 u1n I2n I1n I1 Rth R2 ’ I2 ’X2’ U2 ’ U1 X1R1 Xth Zt ’ Io b. Ngắn mạch sự cố MBA 1 m 1n n UI = đ Z 1 m 1 m n 1 m U I 100 I 100 = đ đ đZ 1 m n 1 m 1 m I 100 I 100 U = đ đ đ Z un% 1 m 1n n II 100 % => = đ u un% ≈ (3 ữ 10) => I1n ≈ (10ữ33) I1đm Thiết bị bảo vệ (Circuit Breaker) cắt MBA khỏi lưới điện khi có sự cố  Sự cố nguy hiểm: cháy, nổ U1 = U1đm 3. Xác định các tham số của MBA bằng thí nghiệm a. Thí nghiệm không tải Sơ đồ: V2 * W * V1 A U10 Đo : AI0 ở U10 ở V1 WP0 ở U20 ở V2 Xác định các tham số : 0 0 2 0 PR I = 10 0 0 U I =Z 2 2 o o oX R= −Z Rth ≈ R0 ; Xth ≈ X0 10 20 Uk U = A1I1đm ở b. Thí nghiệm ngắn mạch: Sơ đồ: Đo : U1n ở V WPn ở I2đm ở A2 Xác định các tham số : n n 2 1 m PR I = đ 1n n 1 m U I =Z đ 2 2 n n nX R= −Z U1 A2 * W * V A1Bộ điều chỉnh U ' n 1 2 RR R 2 ≈ = ' n 1 2 XX X 2 ≈ = định mức Các thành phần của điện áp ngắn mạch : n 1 m nr 1 m R I u % 100 U = đ đ n 1 m nx 1 m X I u % 100 U = đ đ 7.7 Chế độ làm việc có tải 1. Độ biến thiên điện áp thứ cấp và đặc tính ngoài của MBA a. Độ biến thiên điện áp thứ cấp m 2 m U UU% 100 U −∆ = 2đ 2đ (1) nhân tử và mẫu với k ' m 2 m U UU% 100 U −∆ = 1đ 1đ (2) U1đm U2 ’ I1 XnRn Zt ’ . . . . ' 1 11 m 2 n nU U R I jX I= + +đ I1đm U1n XnRn ' 2U ur 1njX I r 1I r ϕ2 1nR I r A BC mU ur 1đ θ Chọn '2U ur làm gốc giả sử tải mang t/c điện cảm thực tế góc θ rất nhỏ ' 1 m 2U trựng phaU ur ur đ U1đm - U2 ’ = AB AC CB= + = RnI1cosϕ2 + XnI1sinϕ2 n 1 2 n 1 2 m R I cos X I sinU% 100 U ϕ + ϕ∆ = 1đ n m n m1 2 2 m m m R I X IIU% [ 100cos 100sin ] I U U ∆ = ϕ + ϕ1đ 1đ 1đ 1đ 1đ unx%unr%β β 1
quá tải β = 1
tải định mức . . . . ' 1 11 m 2 n nU U R I jX I= + +đ có đồ thị véc tơ : hệ số tải 1 2 m m m I I S I I S β = = ≈ 1đ 2đ đ ∆U%= β(unr%cosϕ2+unx%sinϕ2) ∆U% phụ thuộc 3 yếu tố: ∆U% β R R-L R- C - Độ lớn của tải - Tính chất của tải - Thông số MBA ∆U% = f(β, ϕ2) - tải R
ϕ2 = 0 - tải R-L
0 < ϕ2 < 90o - tải R- C
- 90o < ϕ2 < 0 unr% unx% un% R XZ ϕn ∆U% = βun%(cosϕn cosϕ2 + sinϕnsinϕ2) ∆U%= βun%cos(ϕn- ϕ2 ) (β) (ϕ2) (unr%, unx%)
∆U% = βunr%
∆U%R-L> ∆U%R >90o =90o < 90o Nói chung ∆U%R-C < 0 (Rn và xn) b- Đặc tính ngoài U2 = f(I2) 2 2 m U%U (1 )U 100 ∆ = − đ U2 I2 R R-L R-C Giữ U2 không đổi: m 2 m U UU% 100 U −∆ = 2đ 2đ Thay đổi vũng dõy phớa cao ỏp? U2đm f(β,cosϕ2) U2 = f( β,cosϕ2) ∆U% β R - Tải R: thay đổi W1 hoặc W2 - Tải R - L: - Tải R - C: 2. Quá trình năng lượng và hiệu suất của MBA P1 P2P∆∑ 2 1 P P η =
hiệu suất 2 2 P P P η = + ∆∑ Các loại tổn hao: + Tổn hao đồng ∆Pđ = R1I12 + R2’ I2’2 = RnI12 221 n 1 m 1 m I( ) R I I = đ đ ∆Pđ = β2Pn + Tổn hao sắt: ∆Pst = RthI02 ≈ R0I02 ∆Pst = P0 η β + P2 = U2I2cosϕ2 2 2 m 2 m 2 2 m I U I cos I ≈ ϕđ đ đ Sđmβ P2 = βSđm cosϕ2 m 2 2 m 2 n 0 S cos S cos P P β ϕη = β ϕ + β + đ đ βk ηmax 0 k n P P β = P1 P2 ∆Pđ1 ∆Pst ∆Pđ2 Giản đồ năng lượng cosϕ22 cosϕ21 ∆Pđ = β2Pn ∆Pst = P0 2 2 P P P η = + ∆∑ 7.8 Máy biến áp 3 pha 1- Cấu tạo và nguyên lý Cỏc đại lượng định mức: - Cụng suất định mức Sđm : ba pha - Dũng, ỏp định mức Uđm, Iđm: đại lượng dõy - Tổn hao cụng suất P0, Pn : ba pha - Cỏc đại lượng khỏc: un%, i0% 2- Tổ nối dây a. Định nghĩa: Y/Y-12 Cỏch nối d/q SC cỏch nối d/q TC số (giờ) Y/∆ - 11 ABU ur abU ur 12x30o = 360o ABU ur abU ur 11x30o = 330o 3. Hệ số biến áp 1 m d m Uk U = đ 2đ 1f m 1 f m 2 U Wk U W = = đ 2fđ 4. Sự làm việc song song của MBA 3 pha a. Mục đích: - Đảm bảo tính kinh tế - Liên tục cung cấp điện b. Điều kiện: - Cùng tổ nối dây - Hệ số biến áp bằng nhau - Điện áp ngắn mạch bằng nhau (sai khỏc khụng quỏ 10%) Ví dụ : MBA 3 pha có số liệu : Sđm = 500 kVA; U1đm /U2đm = 22/0,4 kV; Po = 900 W; Pn = 3600 W; io % = 2; un% = 4; Tìm : - Các thông số sơ đồ thay thế dây quấn nối ∆/Y- 11 - ∆ U% và hiệu suất η khi MBA làm việc với β = 0,8; hệ số cosϕ2 = 0,8 tải điện cảm - Điện áp U2 khi tải định mức Giải 1. Thông số sơ đồ thay thế nf n 2 1 mf PR I = đ 1 m 1 mf II 3 = đ đSơ cấp nối ∆ 1 mI =đ 1 mfI =đ=m m S 3U đ 1đ nR = 1nf n 1 mf U I = đ Z 2 2 n n nX R= −Z 1nfU = 1nfU = 1nfn 1 mf U I = đ Z nX = ' n 1 2 RR R 2 ≈ = = ' n 1 2 XX X 2 ≈ = = 2 2 2 f X 'X k = 1f f 2f Uk U = = n 1 mf u % U 100 đ 2R = 22 f R ' k of o 2 of PR I = 1of o of U I = =Z 2 2 o o oX R= −Z ofI = = oX = th oR R≈ = th oX X≈ = oR = o 1 mf i % I 100 đ oR = =oZ th oX X 144.153≈ = Ωth oR R 12.985≈ = Ω ocos ϕ = = Chú ý : 1R 10, 45= Ω 1X 57= Ω o o R = Z o 1 m o P 3U Iđ 2. Tìm ∆ U% và hiệu suất η ∆U%= β(unr%cosϕ2+unx%sinϕ2) cosϕ2 = 0,80
sinϕ2 = 0,6 n 1 m nr 1 m R I u % 100 U = đ đ n 1 m n 1 m n I R100 U = đ đ Z Z n n n R u %= Z n nx n n X u % u %= Z ∆U% = m 2 2 m 2 n 0 S cos S cos P P β ϕη = β ϕ + β + đ đ = = 2 2 m U%U (1 )U 100 ∆ = − đ 3. Tìm U2 = 7.9 Máy biến áp đặc biệt 1. Máy biến áp tự ngẫu a. Sơ đồ nguyên lý b. Đặc điểm - hệ số BA : 1 1 2 2 U Wk U W = = 2 2 1 1 WU U W => = - Năng lượng chuyển từ SC sang TC theo 2 đường-> Kích thước nhỏ gọn U1 U2 W1 W2 A khi A thay đổi U2 thay đổi từ: 0 ữ U1đm U1 = 220 V U2 = 0ữ250 V W1 W2 A U1 U2 c. Phạm vi sử dụng - Cụng suất vừa và nhỏ - Cụng suất lớn Trờn nhón MBATN ở PTN 2 V cao 1 WU U W => = - hệ số BA : 1 1 2 2 U Wk U W = = 2. Máy biến áp đo lường a. Máy biến điện áp * Sơ đồ nguyên lý * Đặc điểm V Ucao W1 W2 - 2 đầu dq thứ cấp luôn nối với Vôn kế U2đm = 100 V Khụng tải b. Máy biến dòng điện a. Sơ đồ nguyên lý b. Đặc điểm - hệ số BD : 1 2i 2 1 A I W Ik I W I = = = lớn 1 A 2 WI I W => = lớn - 2 đầu dq thứ cấp luôn nối với A A I lớn W1 W2 1 hoặc 2 vũng - I2đm = 5A -> MBA 100/5, 200/5, 1000/5, . CHƯƠNG VIII máy điện không đồng bộ 8.1 Khái niệm chung 8.2 Cấu tạo 8.3 Từ trường quay trong ĐCKĐB 3 pha 8.4 Nguyên lý làm việc 8.5 Mụ hỡnh toỏn học của ĐCKĐB 8.6 Quy đổi và sơ đồ thay thế 8.7 Quá trình năng lượng 8.8 Mô men quay và đặc tính cơ 8.9 Các phương pháp mở máy của ĐCKĐB 3 pha 8.10 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ 8.11 Động cơ KĐB 1 pha 2. Các số liệu định mức 8.1 Khái niệm chung 1. Định nghĩa • MĐ xoay chiều • Tốc độ quay rụto n khỏc tốc độ từ trường n1 Pđm W, kW Uđm V, kV Y/∆-380/220 V Iđm A, kA nđm vg/ph Mđm Nm m m m PM = ω đ đ đ m m m PM 9550 n = đ đ đ (vg/ph) (kW) m m P9,55 n = đ đ (W) (vg/ph) η, cosϕ Chỳ ý: Uđm , Iđm: đại lượng dõy m m P 2 n 60 = pi đ đ Pđiện Pcơ Pđm 2. Rôto a. Lõi thép b. Dây quấn: có 2 loại * Rôto lồng sóc Đặc điểm: Vành ngắn mạch Thanh dẫn đồng hoặc nhụm - Kết cấu đơn giản - Khụng thay đổi được R2 3 vành trượt đồng Rf * Rôto dây quấn Đặc điểm: - Cấu tạo phức tạp, giỏ thành cao - Cú thể thay đổi R2 Dõy quấn 3 pha nối Y Khe hở không khí : δ = (0,25 ữ1) mm Chổi than Wound-rotor Motor 8.3 Từ trường quay trong ĐCKĐB 3 pha 1. Định nghĩa: Từ trường do hệ thống dũng 3 pha trong dõy quấn stato tạo ra 2. Cách tạo từ trường quay AX : iA = Imsinωt BY : iB = Imsin(ωt-120 o) CZ : iC = Imsin(ωt+120 o) * Tại ωt1 = 90 o : iA = Im > 0 ( )•qui ước iA chạy từ A => X( )⊕ iB chạy từ Y => B ( )•( )⊕ iC chạy từ Z => C ( )•( )⊕ Từ trường tổng trùng với trục dây quấn pha Atongφ r m B Ii 2 = − < 0 m C Ii 2 = − < 0 A,B,C : đầu đầu X,Y,Z : đầu cuối A Y B X C Z tongφ r + + + * Tại ωt2 = 90 o + 120o iB = Im > 0 ( )•iA chạy từ X => A( )⊕ iB chạy từ B => Y ( )•( )⊕ iC chạy từ Z => C ( )•( )⊕ trùng với trục dây quấn pha C tongφ r m A Ii 2 = − < 0 m C Ii 2 = − < 0 * Tại ωt3 = 90 o + 240o * Tại ωt4 = 90 o + 360o A Y B X C Z trùng với trục dây quấn pha A tongφ r trùng với trục dây quấn pha B tongφ r tongφ r tongφ r + + + A Y B X C Z + + + tongφ r Nhận xột : Khi cho i3pha vào dq 3 pha - Tốc độ: Khi iS biến thiờn 1 chu kỳ T 1 1 60f n p = vũng - Chiều quay từ trường: phụ thuộc thứ tự pha của dõy quấn stato
Nếu đổi thứ tự 2 trong 3 pha của dõy quấn cho nhau
Từ trường quay ngược lại n1 A B C B A C Từ trường quay + số đụi cực p = 1: 1 vũng tongφ r quay được: + p đụi cực: 1/p vũng + 1 giõy: 1 f p vũngtongφ r quay được
Phương phỏp đổi chiều quay của ĐCKĐB 3 pha + Trong 1 phỳt : tongφ r * Đặc điểm từ trường quay : m3p mp 3 2 φ = φ 1 Y tongφ r C A X Z B C m 1 2 φ = φr tong m 3 2 φ = φr A mφ =φ r B m 1 2 φ = φr - Từ trường của dây quấn 3 pha là từ trường quay tròn có biên độ không đổi : 8.4 Nguyên lý làm việc : n1 tongφ r - Đặt U~3p vào d/q 3 pha của stato 1 1 60f n p = => e2 => i2 => i2 - Tác dụng tongφ r và i2 => M => kộo rôto quay cùng chiều n1 với n < n1 => cú từ trường quay 1 1 n n s n − =Đặt => hệ số trượt sđm = 0,02 ữ 0,06 so = 0 => không tải lý tưởng + e2 • Mđt 8.5 Cỏc phương trỡnh cơ bản (mụ hỡnh toỏn học của ĐCKĐB) Dõy quấn stato ~ Sơ cấp MBA Dõy quấn rụto ~ Thứ cấp MBA Khụng tải lý tưởng của ĐC
MBA khụng tải Thời điểm mở mỏy của ĐC
MBA ngắn mạch So sỏnh ĐC KĐB 3 pha và MBA 3 pha Trục 3 d/q song song Trục 3 d/q lệch nhau 120o MBA 3 pha ĐCKĐB 3 pha Từ trường đập mạch Từ trường quay D/q TC cố định so với SC D/q TC chuyển động tương đối so với SC với n ≠ n1f2 = f1 = f f2 ≠ f1 D/q tập trung D/q rải kdq= 1 kdq< 1 2 đầu d/q TC nối với tải điện 2 đầu d/q rụto nối ngắn mạch U2 = 0U2 ≠ 0 Từ trường chớnh khộp kớn trong lừi thộp Từ trường chớnh khộp kớn 2 lần qua khe hở δIo nhỏ Io lớn E1 = 4,44f1 W1 φm E1 = 4,44f1 W1 kdq1 φ 1. Phương trình cân bằng điện d/q Stato là sơ cấp, d/q Rôto là thứ cấp Tương tự như d/q sơ cấp MBA: E1 = 4,44f1 w1 kdq1 φm kdq1 < 1: hệ số dõy quấn của dõy quấn stato a. Phía Stato b. Phía Rụto Khi R quay với tốc độ n n1 n s.đ.đ e2 và i2 có tần số f2 2 pn 60 = n2 = n1 - n n2 1 2 p(n n)f 60 − = 1 1 1 pn (n n) 60 n − = 1sf= E1U1 I1 X1R1 f2 = sf1 => có s 1 1 11 1 1U E jX I R I • • • • = − + + S.đ.đ E2 : E2s = 4,44f2 w2 kdq2 φ = s.4,44f1 w2 kdq2 φ s.đ.đ trong d/q Rôto khi Rôto đứng yên E2s = sE2 Phương trỡnh cõn bằng điện ỏp d/q rụto: f2 I2 X2S E2S R2 Trong đó : X2S = ω2L2 = 2 pi f2 L2 = s. 2 pi f1 L2 X2 X2 : điện kháng tản khi Rôto đứng yên X2S : điện kháng tản khi Rôto quay X2S = sX2 f2 = sf1 E2 E2 : 2S 2 22S 20 E jX I R I • • • = − − − 2. Phương trình cân bằng từ: không tải, φ do s.t.đ Fo : có tải, φ do tổng 2 s.t.đ : m1, m2 : số pha của dõy quấn kdq1, kdq2 : hệ số dõy quấn U1≈ E1 = 4,44f1 w1 kdq1 φm const=> φ = const 1 2 oF F F • • • => + = . . . 1 2 o1 1 dq1 2 2 dq2 1 1 dq1m w k I m w k I m w k I+ = Chia 2 vế cho m1w1 kdq1 2 1 o 1 1 dq1 2 2 dq2 II I m w k m w k • • • + = ki - I2 ’ . . . ' 1 o 2I I I= + 1 21 1 dq1 2 2 dq2m w k I m w k I • • + bỏ qua ∆ U1 với . ' . 2 2 i II k = − oF • o1 1 dq1m w k I • ∼ 1 2F F • • + ∼ 8.6 Qui đổi và sơ đồ thay thế: f2 I2 X2S E2S R2 E1U1 I1 X1R1 f1 2S 2 2 2S0 E I (R jX ) • • = − + + Phương trình cân bằng điên áp rôto dạng phức : Chia 2 vế cho s Chú ý : E2s = sE2 X2S = sX2 f1 I2 X2 E2 R2 2 1 sR s − Tần số f2 . . . 2S 2 22S 20 E jX I R I= − + + ≠ 2 2 2 2 2 1 s0 E I (R jX R ) s • • − = − + + +
Quy đổi tần số f2 ->f1 Tần số f1 Sau quy đổi: I1 X1R1 Rth R2 ’ I2 ’X2’ U1 Xth Io ' 2 1 sR s − Io = (20 ữ50)%Iđm Không tải lý tưởng: s = 0 Khi mở máy : Sơ đồ thay thế gần đúng Io ' 2 1 sR s − I1 X1R1 Rth R2 ’ I2 ’X2’ U1 Xth X1R1 ' 1 2 ' '2 22 1 1 2 UI R(R ) (X X ) s = + + + sm =1 ' 2 1 sR s − đặc trưng Pcơ 8.7 Quá trình năng lượng Công suất nhận từ lưới P1 I1 R1 R2 ’ I2 ’ Io ' 2 1 sR s − ∆Pst ∆Pđ1 ∆Pđ2 Pcơ Tổn hao đồng trên Stato ∆Pđ1 =3 R1I12 ∆Pđ2 =3 R2I22 ∆Pst =3 RthIo2 ∆Pđ1 + ∆ Pst = ∆P1 =>Tổn hao trên stato Pđt = P1 - ∆P1 ' 2 '2 2 R3 I s = Tổn hao đồng trên Rôto: Tổn hao sắt từ Công suất điện từ Công suất cơ 2 ' ' c 2 2 1 sP 3R I s − =ơ Công suất cơ hữu ích đầu trục: P2 = Pcơ - ∆Pcơ+fụ 2 1 P P η =Hiệu suất P1 Pđt ∆Pđ2 = sPđt , ,2 2 23R I= ≈ 0,7ữ 0,9 8.8 Mô men quay và đặc tính cơ 1. Biểu thức mô men M2 : Mô men của tải 2 2 r PM = ω 1 PM = ω đtMô men điện từ: ' 2 '2 t 2 RP 3 I s =đ ' 1 2 ' '2 22 1 1 2 UI R(R ) (X X ) s = + + + 1 1 2 f p p piω ω = = ' '2 22 1 1 1 2 M R2 f [(R ) (X X ) ] s = pi + + + 2 ' 1 23pU R /s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 10 20 30 40 50 60 s M Duong cong mo menM s Mmax Đặc điểm mô men quay : - M = f(s) + so = 0 Mo = 0 + sm = 1: mở máy m ' 2 ' 2 1 1 2 1 2 M 0 2 f [(R R ) (X X ) ]= ≠pi + + + 2 ' 1 23pU R dM 0 ds = ' 2 k 2 ' 2 1 1 2 R s R (X X ) ≈ + + max 2 ' 2 1 1 1 1 2 M 4 f [R (R (X X ) ] = pi + + + 2 13pU ' '2 k 2' 1 2 R s R X X ≈ ∈ + ' 2' 1 1 2 R 2 [R X X ]≈ ∉ω + + 2 13pU ' '2 22 1 1 1 2 M R2 f [(R ) (X X ) ] s = pi + + + 2 ' 1 23pU R /s Mm + s = sk, M = Mmax - M ∼ U1 2 => khi điện áp thay đổi => M thay đổi nhiều => dùng Rm (Rf ) nối tiếp mạch rôto để tăng Mm ' ' 2 f k ' 1 2 R R s X X + ≈ + max ' 1 1 2 M 2 [R X X ]≈ ω + + 2 13pU = const sk sk ’ Mmax Để Mm = Mmax : ' ' 2 f k ' 1 2 R R s X X + ≈ + = 1 - Vì R1 < ( X1 + X2 ’) f1 => Mm ’ Mm ∉- Mm R2’ 2 1 2 1 U f Mmax∼ 0 10 20 30 40 50 60 0 500 1000 1500 n M 2. Đặc tính cơ : n = f(M) s M n 0 0 n1 sk Mmax nk 1 Mm 0 AB : vùng ổn định - đoạn làm việc BC : vùng không ổn định * Vùng AB: tại k1 có Mđ/c = Mc > Mđ/cKhi M C => n => Mđ/c để M cân bằng MC * Vùng BC : > Mđ/cKhi M C => n tại k2 có Mđ/c = Mc càng < MC
n sẽ giảm về 0 A B C MC’MC k1 n = (1-s)n1 1 1 n n s n − = => Mđ/c MC ’ k2 MC 8.9 Các phương pháp mở máy của ĐCKĐB 3 pha 1. Tại sao phải mở mỏy? + Điều kiện: Mm > MC + Yêu cầu: C dM M J dt ω − = J : mô men quán tính Im X2 ’ U1 X1R1 R2’ 1 m ' '2 2 1 2 1 2 UI (R R ) (X X ) = + + + = (5 ữ7) Iđm Khi nhiều đ/c cùng mở máy: Itổng từ lưới vào sẽ rất lớn
∆U Uđ/c
Mm tm Aptomat tác động
gây mất điện
Biện pháp mở máy: giảm Im • Mm lớn • Im nhỏ • Thiết bị đơn giản • ∆Pm nhỏ 2. Điều kiện và yêu cầu Mở mỏy: n = 0, s = 1 3. Phương pháp mở máy động cơ lồng sóc a. Mở máy trực tiếp - Im lớn - Cụng suất động cơ Pđm ˂˂ Slưới CD Direct starter CD1 CD2 CK b. Mở máy bằng giảm U1 * Cuộn kháng khởi động Do cú ∆UCK
Uđc giảm Uđc = 1k U , k 1< l c Uk= đZ Imđc = c c U đ đZ Im Imđc = mkI
Mmck = 2 mk MVỡ M ∼ U2 Im, Mm là dũng và mụ men mở mỏy trực tiếp với Uđm ∆ UCK CD2 CD1 * Biến ỏp tự ngẫu I1 = Iml I2 = Imđc U1 = Ul U2 = Uđc Trong MBA : 1 2 BA 2 1 U I k U I = = l 2 ba UU k =

m m ba II k =đc (**) Từ (*) và (**) (*) m 2 ba I k = m ml 2 ba II k = m mBA 2 ba MM k = Iml m ba I k = đc U1 U2 Iml Imđc * Đổi nối Y
∆ Mở mỏy trực tiếp ∆: md mI I ∆= Mở mỏy bằng nối Y: md mp mYI I I= = m m YI 3I∆ = m mY II 3 = m mY MM 3 = mp3I= p c U 3= đZ d c U3= Z đ p c U = đZ d c U = Z đ3 CD1 CD2 A B C X Y Z Y ∆ Star- Delta starter 4. Động cơ dõy quấn Rm (Rf ) nối tiếp mạch rụto CD Rf 1 mf ' ' '2 2 1 2 f 1 2 UI (R R R ) (X X ) = + + + + ' ' f m ' ' 2 ' 2 1 2 f 1 2 R )M [(R R R ) (X X ) ] + = ω + + + + 2 ' 1 23pU (R sk sk ’ Mmax Ưu điểm động cơ dõy quấn 8.10 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ n = ( 1-s)n1 160fn (1 s) p => = − 1. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi p: p =1 => n1 = 3000 vg/ph p =2 => n1 = 1500 vg/ph p =3 => n1 = 1000 vg/ph Điều chỉnh nhảy cấp Mục tiờu : Điều chỉnh trơn, phạm vi điều chỉnh rộng - Để thay đổi p
a. Thay đổi cỏch nối dq stato: p = 2 p = 1 - Khi p thay đổi thỡ n sẽ thay đổi S/2N S NS/2 N S 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 n M
Phương pháp này chỉ dùng cho đckđb lồng sóc p=1 p=2 Đặc tính cơ khi thay đổi p, công suất Pcơ khụng đổi a. Động cơ KĐB cú 2 dõy quấn stato với số đụi cực khỏc nhau 0 5 10 15 20 25 30 35 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 2. Điều chỉnh tốc độ bằng thay tần số 160fn (1 s) p = − - Khi thay đổi f1 mong muốn giữ Mmax = const
thay đổi f1 phải kết hợp với điều chỉnh (giảm) U1 50 Hz = f1> f1’ > f1’’ • Điều chỉnh trơn, phạm vi điều chỉnh rộng • Phải cú bộ biến tần n1 ’’ n1 ’ n1 f1 ’’ f1 ’ f1 MC f1 < fcb = 50 Hz 2 1 2 1 U f Vỡ : Mmax∼ Đặc điểm Điều chỉnh tốc độ hệ thống HVAC 50Hz 25Hz 0Hz 50Hz 25Hz 0Hz Thớ dụ: Mỏy nộn (với ỏp suất đặt 80 psi)
Tiết kiệm tới 35% điện năng Giảm hao mũn cơ khớ do khởi động nhiều lần 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 3. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi hệ số trượt s 160fn (1 s) p = −a. Giảm điện ỏp U1 Khi giảm U1 : M = f(s) giảm vỡ M ∼ U12 mỏy núng, tổn hao tăng
giảm η sk Uđm U1< UđmNếu Mc = const Mđ/c = CmφI2 = const U (0,12 ữ0,2) phạm vi hẹp ' 2 k ' 1 2 R s X X ≈ + = const MC tải quạt gió s1 s2 MC 160fn (1 s) p = −b. Rf nối tiếp mạch rụto s2s1 MC Đặc điểm : • Điều chỉnh trơn, phạm vi điều chỉnh tương đối rộng • Dũng rụto lớn
∆P tăng Khi cú Rf ' ' 2 f k ' 1 2 R R s X X + ≈ + Mmax = const max ' 1 1 2 M 2 [R X X ]≈ ω + + 2 13pU Giảm η 8.11: Động cơ KĐB 1 pha a- Cấu tạo: dõy quấn stato là dõy quấn một pha b- Nguyờn lý làm việc U ~1pha => => φA & φB φ TT đập mạch φ φA i2A MAφA & i 2A φB i2B Aφ r Bφ r φr 1ω 1ω Aφ r Bφ r φr e2A = f(sA) m mA mB 2 φφ = φ = 1A 1B 1ω = ω = ω 1 A 1 n n s s n − = =f2A = sA f1 e2B có f2B = sB f1 1 B 1 n n s n + = 1 A 1 B 1 n (1 s )n s n + − = = 2 – sA = 2 - s n φAφB n1n1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 s M M = MA + MB Nhận xột: Tại s = 1 => M = 0
Động cơ một pha khụng cú mụ men mở mỏy MA MB M φB & i 2B MB s= sA 0 1 2 sB 2 1 0 * Dây quấn phụ c. Phương pháp mở máy k Z lệch pha WC Wf R, L or C Zlf = R U ur CI r fI r β Uur CI r fI r β Zlf = L Zlf = C U ur CI r fI r β WC Wf k β << 90o WA WB WA WB k Cmm Clv Động cơ điện dung làm việc Động cơ điện dung vừa cú tụ làm việc vừa cú tụ mở mỏy * Vũng ngắn mạch trờn mặt cực ⊕ • ⊕ • N S vũng ngắn mạch dq chớnh φC φf Cφ r C 'φ r nE ur nI r nφ r fφ r β Vớ dụ: ĐCKĐB 3 pha cú : Pđm = 15 kW, nđm = 1420 vg/ph; Ký hiệu dq nối Y/∆ - 380/220 V ; Ud = 380 V; Mco = 0,45 Mđm 1 – Tỡm Iđm; Mđm ; P, Q của đc tiờu thụ 3 – Để mở mỏy: - Dựng cuộn khỏng giảm 30% điện ỏp - Dựng BATN với kBA = 1,4 2 – Tỡm Im ; Mm ; Mmax - Dựng đổi nối Y - ∆ Phương phỏp nào sử dụng được? Tại sao? = m đm M 1,5 M = max đm M 2,2 M = m đm I 6 I η = 0,88; cosϕ = 0,89; Giải 1 – Tỡm Iđm; Mđm ; P, Q của đc tiờu thụ = η ϕ đm đm đm P I 3U cos = = đm đm đm P M 9550 n = 15 9550 1420 = η đm đm P P = 15 0,88 = ϕQ P.tg cosϕ = 0,89 => tg ϕ = (kW) (N.m) (kVAr) = 1,5 .. 2- Mở mỏy = 6.. => Uđ/c = 0,7 Uđm => Mmck = (0,7)2 Mm = 0,49.. - Đổi nối Y - ∆ : =m đmI 6I =m đmM 1,5M = 2,2.. . =max đmM 2,2M - Cuộn khỏng giảm 30% điện ỏp Imck = 0,7 Im = 0,7 .. - BATN với kba = 1,4 = m mBA 2 ba M M k = m 2 M 1,4
nối Y
khụng dựng đượcY/∆ - 380/220 V ; Ud = 380 V CHƯƠNG IX : máy điện đồng bộ 9.1 Khái niệm chung 9.2 Cấu tạo 9.3 Nguyờn lý làm việc của mỏy phỏt đồng bộ 3 pha 9.4 Từ trường và phản ứng phần ứng 9.5 Phương trỡnh cõn bằng điện ỏp và đồ thị vộc tơ 9.6 Đặc tính góc 9.7 Đặc tính làm việc 9.9 Động cơ đồng bộ 2. Các số liệu định mức: Pđm, Uđm, Iđm, nđm 9.1 Khái niệm chung 1. Định nghĩa: Mỏy điện xoay chiều, tốc độ rụto n = n1 (đồng bộ) 9.2 Cấu tạo - Stato (Phần ứng): như stato ĐCKĐB - Rụto (Phần cảm): NCĐ một chiều Stato Rụto Dõy quấn kớch từ * Đặc điểm: D nhỏ, L lớn, n cao D lớn, L nhỏ, n thấp a. Rụto cực ẩn b. Rụto cực lồi 9.3 Nguyờn lý làm việc của mỏy phỏt đồng bộ 3 pha U= S N φo Eo Eo = 4,44 f Wkdqφo f = pn 60 CD II3pha
Từ trường quay 1 60f n p =
n = n1 n 9.4 Từ trường và phản ứng phần ứng Khi khụng tải: φo Khi cú tải: φư + φ0
φ0 thay đổi: Phản ứng phần ứng Lưới nối với tải 1. Tải thuần trở 0I pha E≡ r uur oE ur oφ r N Sn I r φr − Phản ứng phần ứng ngang trục q
giảm φ0 khi bóo hũa 2. Tải thuần cảm I r chậm sau oE ur 1 gúc 90o oE ur oφ r nN S I rφ r − Phản ứng dọc trục d
giảm φ0 : khử từ 3. Tải thuần dung oE ur oφ r n N S I r φr − I r vượt trước oE ur 1 gúc 90o Phản ứng dọc trục trợ từ 4. Tải hỗn hợp Giả sử tải cú tớnh chất điện cảm I r chậm sau oE ur 1 gúc ψ oφ r n N S oE ur I r I r d I r q φr −q φr−dPhản ứng vừa ngang trục vừa dọc trục khử từ ψ Id = Isinψ Iq = Icosψ φ r −d φ r −q 9.5 Phương trỡnh cõn bằng điện ỏp và đồ thị vộc tơ 1. Chế độ mỏy phỏt φo φưd do Ikt a. Máy cực lồi do Id φưq do Iq Móc vòng stato
rôto φt do I
móc vòng riêng với stato δdδq φt φo φưd ud d udE jI X • • = − φưq uq q uqE jI X • • = − o ud uq t uU E E E E R I • • • • • • = + + + − Phương trình cân bằng điện áp: o d qud uq t uU E jI X jI X jI X R I • • • • • • = − − − − φt t tE jI X • • = − 0E • Xud: điện khỏng phản ứng phần ứng dọc trục Xuq: điện khỏng phản ứng phần ứng ngang trục d qI I I • • • = + o d qud t uq t uU E jI (X X ) jI (X X ) R I • • • • • = − + − + − o d qd q uU E jI X jI X R I • • • • • = − − − o d qd qU E jI X jI X • • • • = − − qI r dI r ψ I r oE ur ϕ θ q qjI X− r d djI X− r U ur * Đồ thị véc tơ - Tải mang t/c điện cảm - Tải mang t/c điện dung ψ I r oE ur qI r dI r d djI X− r q qjI X− r U ur ϕ θ θ = ψeo - ψu ψ = ψeo- ψi ϕ = ψu - ψi Xd = Xud + Xt: điện khỏng đồng bộ dọc trục Xq = Xuq + Xt: điện khỏng đồng bộ ngang trục o dbU E jI X • • • = − b. Máy cực ẩn Vì δd = δq = δ Xd = Xq = Xđb: điện khỏng đồng bộ o d q dbU E j(I I )X • • • • = − + * Đồ thị véc tơ ψ I r oE ur ϕ θ U ur ψ I r oE ur U ur θ Tải mang t/c điện cảm Tải mang t/c điện dung dbjIX− r dbjIX− r ϕ- Nhận xét + θ >0 : E0 vượt trước U + gúc Eo và U 2. Chế độ động cơ o dbU E jI X • • • = + * Đồ thị véc tơ ψ θ I r U ur ϕ oE ur dbjI X− r - Nhận xét về góc θ: Máy cực ẩn U vượt trước E0 9.6 Đặc tính góc 1. Đặc tính góc công suất tác dụng: P = f(θ) qI r dI r ψ I r oE ur ϕ θ q qjI X− r d djI X− r U ur P = mUIcosϕ ϕ = ψ - θ P = mU[ Icosψcosθ+ Isinψsinθ] Iq Id q q UsinI X θ = a. Máy cực lồi o d d E UcosI X − θ = o q d E UcosUsinP mU[ cos sin ] X X − θθ = θ + θ o d mUEP sin X = θ 2mU 2 + q d 1 1( )sin 2 X X − θ -0 .0 1 -0 .0 0 8 -0 .0 0 6 -0 .0 0 4 -0 .0 0 2 0 0 .0 0 2 0 .0 0 4 0 .0 0 6 0 .0 0 8 0 .0 1 -1 .5 -1 -0 .5 0 0 .5 1 1 .5 θ P P = Pe+ Pu o e d mUEP sin X = θ 2 u q d mU 1 1P [ ]sin 2 2 X X = − θ Pe Pu P MF ĐC Pcơ θlv θlv = 20o ữ 30o b. Máy cực ẩn Vì δd = δq = δ Xd = Xq = Xđb P = Pe o db mUE sin X = θ 2. Đặc tính góc công suất phản kháng: Q = f(θ) Nếu bỏ qua ∆P1 => P = Pđt 2 o dt d q d mUE mU 1 1M sin [ ]sin 2 X 2 X X = θ + − θ ω ω Q = mUIsinϕ ϕ = ψ - θ Q = mU[ Isinψcosθ- Icosψsinθ] * Với máy cực ẩn 2 o db db mUE mUQ cos X X = θ− o db mUQ (E cos U) X = θ− > 0 < 0 = 0 ∈ kích từ 9.7 Đặc tính làm việc 1. Đặc tính ngoài U = f(I) I U Iđm Uđm R R-L I Ikt Iđm Iktđm R- C R R- C 2. Đặc tính điều chỉnh Ikt = f(I) R-L 9.8 Động cơ đồng bộ 2. Mở máy φΣ n1 FđtFđt f = 50Hz, T = 0,02 s Sau 0,01 s
Từ trường quay được 1800
Fđt đổi chiều ngược lại Fđt Fđt
Động cơ không mở máy được N S u~3pha TT quay tốc độ n1 U1chiều Dũng, lực điện từ 1. Nguyên lý làm việc - Phương pháp không đồng bộ dq mở máy dạng lồng sóc - Phương pháp đồng bộ + Động cơ phụ trợ + Biến tần 1 1 2 2 RT * Phương phỏp mở mỏy RT = (10 ữ 15)rkt dây quấn kích từ Mục đích : Bảo vệ dây quấn kích từ 3. Điều chỉnh hệ số cosφ ĐK : P = const do Pcơ = const o dbU E jI X • • • = + P = mUIcosϕ = const I r n chạy trên n o db mUEP sin X = θ = const const oE ur chạy trên m m θ I r U ur ϕ oE ur dbjI X r A B C D = const = const n m θ I r U ur ϕ oE ur dbjIX r O d 1. Thiếu kích từ: chậm sau ϕ > 0, Q = Ptgϕ >0 Động cơ nhận Q từ lưới điện
tính chất điện cảm I r U ur 2. Q = 0:
tính chất điện trở 2I r U ur trùng pha ϕ = 0 Q = Ptgϕ = 0 Động cơ khụng nhận Q từ lưới điện 2 dbjI X r o3E ur o2E ur ktI r 2I r 3.Quá kích từ : ktI r 3 dbjI X r 3I r ϕ < 0 Q = Ptgϕ < 0
tính chất điện dung: phát Q về lưới điện Thiếu kích từ Quá kích từ 2I r U ur sớm pha o2E ur
o3E ur
4. Máy bù đồng bộ * Ưu nhược điểm của động cơ đồng bộ • Cụng suất lớn • Tốc độ khụng đổi, khụng phụ thuộc tải • Điều chỉnh cosφ, phỏt cụng suất phản khỏng • Cấu tạo phức tạp • Giỏ thành cao • Cụng suất tỏc dụng P = 0 • Phỏt cụng suất phản khỏng Q vào lưới: Tụ bự ba pha 1ChƯơng X. máy điện 1 chiều 10.1. Nguyờn lý làm việc 10.2. Cấu tạo 10.3. Sức điện động phần ứng và mụ men điện từ 10.4. Tia lửa điện và biện phỏp khắc phục 10.5. Phõn loại 10.6. Mỏy phỏt điện một chiều 10.7. Động cơ điện một chiều 2 3Chiều: theo qui tắc bàn tay phải Độ lớn: tde B l v= N Sa b c d +- tde tde d c b a +- a b c d + - d c n b a + - d c n b a + - Φ a b c d +- 10.1 Nguyờn lý làm việc Mỏy phỏt 4 10.2 Cấu tạo 1. Stato ( phần cảm) 56 78 2. Rụto ( phần ứng ) 910 Các đại lượng định mức • Pđm : Công suất đầu ra, W, kW - Mỏy phỏt : Cụng suất điện - Động cơ : Cụng suất cơ • Uđm : V, kV • Iđm : A, kA • Tốc độ quay nđm, hiệu suất, 11 ⊕ • ⊕ • N S n 10.3 Sức điện động phần ứng và mụ men điện từ 1- Sức điện động phần ứng e ư = Blv + B: Từ cảm trung bỡnh dưới mặt cực + l : Chiều dài tỏc dụng thanh dẫn + v : Vận tốc dài của thanh dẫn Dn v 60 pi = Dn e lD 60l 2p φ pi = pi− p e n 30 φ =− + N: Tổng số thanh dẫn phần ứng + 2a : số nhỏnh song song 2a N 2a Eư eư NE = e 2a− − pNE = n 60a φ− ke : khụng đổi eE = k nφ− Iư iư v v D B l φ = τ B urD 2p pi τ = 12 fđt = Bliư 2- Mụ men điện từ Ii 2a = − − If lD 2al 2p φ = pi − đt Ip D a φ = pi − pNF Nf I Da = = φ pi đt đt − DM F 2 =đt đt 3- Cụng suất điện từ Pđt = Mđt ω t mM = k Iφđ − pN I 2 a = φ pi − pN nI 60a = φ − tP E I=đ − − Fđt Fđt DMđt 2 n 60 pi pNM I 2 a = φ pi đt − 13 10.4 Tia lửa điện trờn vành gúp - biện phỏp khắc phục 1. Nguyờn nhõn : a. Cơ khớ b. Đổi chiều 14 nđcnF ⊕ • ⊕ • ⊕⊕⊕⊕ • •• • 2. Biện phỏp khắc phục • Cực từ phụ • Dõy quấn bự • Dịch chuyển chổi điện Φư D/q bựD/q cực từ phụ Φf NfSf N⊕ • S⊕ • 15 10.5 Phõn loại 1. Mỏy điện một chiều kớch từ độc lập Phương trỡnh: • Mỏy phỏt U IưF Eư IFIđc Iưđc Ukt Ikt U = Eư – Rư Iư Iư = I Uđm = Eưđm – Rư Iưđm Ở chế độ định mức : Iưđm = Iđm P U = đm đm Phương trỡnh: U = Eư + Rư Iư Iư = I Uđm = Eưđm + Rư Iưđm Iưđm = Iđm P U = η đm đm đm • Động cơ: Ở chế độ định mức : 16 U Rđ/c Ikt 2. Mỏy điện một chiều kớch từ song song Phương trỡnh: • Mỏy phỏt IưF Eư IFIđc Iưđc U = Eư – Rư Iư Iư = I + Ikt Uđm = Eưđm – Rư IưđmỞ chế độ định mức : Iưđm = Iđm + Ikt kt P I U = +đm đm Phương trỡnh: U = Eư + Rư Iư Iư = I - Ikt Uđm = Eưđm + Rư Iưđm Iưđm = Iđm -Ikt kt P I U = − η đm đm đm • Động cơ: Ở chế độ định mức : 3. Mỏy điện một chiều kớch từ nối tiếp 4. Mỏy điện một chiều kớch từ hỗn hợp 17 U Rđ/c Ikt n Edư => Ikt1 => φkt EdưEư Ikt Eư = f(Ikt ) U = f(Ikt ) = Rkt Ikt α αth Edư φkt cựng chiều φdư => Ikt2 > Ikt1. . ĐK thành lập điện ỏp - Tồn tại φdư - φkt cựng chiều φdư - α < αth - nđc sơ cấp đủ lớn tg α = Rkt = Rđ/c + rkt => Rđ/c < Rth => φ tổng => Eư 10.6 Mỏy phỏt điện một chiều 1. Quỏ trỡnh thành lập điện ỏp 18 2. Đặc tớnh ngoài: Quan hệ U = f(I) n = const Rkt = const a- Kớch từ độc lập U = Eư – Rư Iư Khi I - RưIư - Phản ứng phần ứng
U giảm => từ thụng φ tổng giảm U In 0 Điều kiện 19 b. Kớch từ song song U = Eư – Rư Iư Khi I U In 0
U giảm
φ giảm
Eư giảm
U KT // In// KT ĐL Rt U Rđ/c Ikt Iư Eư I - RưIư - Phản ứng phần ứng
φ tổng
Ikt Iư = I + Ikt 20 3. Đặc tớnh điều chỉnh Ikt I0 Quan hệ Ikt = f (I) n = const U = const Đ/k Iđm Iktđm KT // KT ĐL 10.7 Động cơ điện một chiều 1. Mở mỏy n = 0 => Eưm = keφn = 0 Uđm = Eưm + Rư Iưm => UI R = đm −m − Rất nhỏ
Rất lớn Tia lửa mạnh Phải giảm Iưm 21 Uđm Rđ/c Ikt Eư = 0 Rf(m) Im Iưm Phương phỏp mở mỏy a. Nối tiếp Rf với Rư f UI R R = + đm −m − Rf = ? để Im ≤ (2 ữ 2,5 ) Iđm Im = Iưm • KT độc lập: • KT song song: Im = Iưm + Ikt b. Giảm điện ỏp phần ứng  Nối nối tiếp cỏc rụ to  Bộ điều chỉnh điện ỏp 22 2. Đặc tớnh cơ: n = f(M) U = Eư + Rư Iư Eư = U - Rư Iư Eư = ke φ n e e U R I n k k = −φ φ đm − − => M = kmφ Iư * Động cơ kớch từ song song và độc lập 2 e e m U R n M k k k = −φ φ đm − => n M nđm Mđm no Khi U và φ = const o e U = const = n k φ đm 2 e m R const b k k = =φ − n = no- bM Kớch từ song song và độc lập 23 2 e e m U R n M k k k = −φ φ đm −3. Điều chỉnh tốc độ a. Thay đổi Rf nối tiếp mạch phần ứng cú Rf độ dốc f2 e m R Rb k k + = φ − o e U n k = φ đm = const n M no 1 Mđm 2 3 Rf3 > Rf2 > Rf1 = 0 * Đặc điểm Đặc tớnh tự nhiờn - Điều chỉnh trơn - Phạm vi tương đối rộng - Vựng nđc < nđm : dưới định mức - Độ cứng đặc tớnh cơ giảm - Tổn hao trờn Rf U Rđ/c Ikt Rf(m) Im Iưm 24 2 e e m U R n M k k k = −φ φ đm −b. Giảm điện ỏp phần ứng U giảm U độ dốc 2 e m Rb k k = φ − o e U n k = φ = const n M no 1 Mđm U3 < U2 < U1 = Uđm * Đặc điểm Đặc tớnh tự nhiờn - Điều chỉnh trơn - Dải điều chỉnh rộng - Vựng nđc < nđm - Độ cứng đặc tớnh cơ khụng thay đổi - Cần nguồn 1 chiều thay đổi được U 2 3 • Tổ MF – ĐC • Bộ chỉnh lưu cú điều khiển
Được sử dụng rộng rói nhất 25 2 e e m U R n M k k k = −φ φ đm −c. Thay đổi φ giảm φ độ dốc 2 e m Rb k k = φ − o e U n k = φ no 1 Mđm φ 3 < φ 2 < φ 1 = φ đm * Đặc điểm - Điều chỉnh trơn - Phạm vi tương đối rộng - Vựng nđc > nđm - Độ cứng đặc tớnh cơ cú thay đổi - Tổn hao ớt, hiệu suất cao (Pkt << Pđc) 3 2 n M Đặc tớnh tự nhiờn Khi Mc = Mđm = const Mđ/c = km φ Iư = const => Tia lửa mạnh hạn chế /cn 2 n ≤đ đm Rung, hỏng trục động cơ => n Khi φ 26 So sỏnh ĐC 1 chiều và ĐC KĐB : - Ưu điểm: khả năng điều chỉnh tốc độ tốt - Nhược điểm: cấu tạo phức tạp, giỏ cao, chi phớ vận hành và bảo dưỡng lớn, nguồn 1 chiều Vớ dụ : Động cơ 1 chiều KT// cú : Pđm = 15 kW; Uđm = 220 V; Rư = 0,35 Ω ; Rkt =100 Ω; ηđm = 0,88; nđm= 1300 vg/ph 1. Tỡm Rf nối tiếp mạch Roto để Im ≤ 2,5 Idm 2. Cho đ/c làm việc ở chế độ mỏy phỏt với Pđm = 16 kW; Uđm = 230V; biết Ikt = const. Tỡm nđm ở chế độ mỏy phỏt 27 f 220 220 2,5.77,5 0,35 R 100 + ≤ + PI U = ηđm đm đm đm 315.10 0,88.220 = = => f 220R 0,35 2,5.77,5 2, 2 ≥ − − 77,5 A = 0,8 Ω Giải : 1. Tỡm Rf nối tiếp mạch Roto để Im ≤ 2,5 Idm m f kt U UI 2,5I R R R = + ≤ + đm đm đm − Im= Iưm + I kt => Từ Eư = ke φ n => 2. Tỡm nđm ở chế độ mỏy phỏt =>e e E k n E k n φ = φ − đmF đmF đmF −đm đm đmĐ Đ Đ E n n E = −đmF đmF đm đm Đ Đ PI U = đmF đmF đmF 316.10 230 = EưđmF = UđmF+ RưIưđmF IưđmF = IđmF + Ikt = 69,6 +2,2 = 71,8 A = 69,6 A EưđmF = 230 + 0,35.71,8 = 255,13 V n 1300 193,6 =đmF 255,13 = 1713 vg/ph EưđmĐ = UđmĐ - RưIưđmĐ = 220 - 0,35.(77,5-2,2) = 193,6 IưđmF = IđmF + Ikt