Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển nghành khoa học – công nghệ nói chung nghành kỉ thuật điện – điện tử nói riêng Điện nhu cầu thiếu người Ở quốc gia nào, lượng nói chung lượng điện nói riêng luôn coi nghành công nghiệp mang tính xương sống cho phát triển kinh tế Đây hội thách thức cho nghành điện việc phát triển điện năng, phục vụ người Các phát minh, sáng chế liên tục đời thúc đẩy hàng loạt máy móc, thiết bị sản xuất chế tạo, giúp người tự động hóa Máy điện biến đổi thành điện năng, bao gồm mạch từ mạch điện liên quan đến Mạch từ gồm phận dẩn từ khe hở không khí Các mạch điện bao gồm hai hay nhiều dây quấn chuyển động tương với phận mang chúng Máy điện không đồng đóng vai trò quan trọng hệ thống điện, ổn định đòi hỏi cao Ổn định điện áp đầu cực máy phát nhờ vào ổn định điện áp máy phát Hiện động không đồng làm việc hiệu nên máy phát điện không đồng dần giá trị Chính em xin nghiên cứu, tìm hiểu “Máy phát điện không đồng bộ” nhằm cố, gia tăng thêm kiến thức nghành điện, tìm hiểu sâu loại máy điện có cấu tạo vận hành đơn giản, giá thành rẻ, sử dụng sống GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng LỜI CÁM ƠN Khoảng thời gian tháng trôi qua ngắn ngủi em học tập nhiều điều qua việc làm đồ án, với giúp đỡ nhiều người, điều giúp em cố thêm kiến thức lý thuyết máy điện, hướng dẫn tận tình bảo, động viên Thầy Phạm Tấn Hưng, xin cám ơn đến Thầy cô môn môn điện-điện lạnh tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đồ án thành công Em học tập tiếp thu nhiều điều từ Thầy cô khoa, truyền đạt kiến thức cho em, tài liệu quý báu giúp đỡ chúng em bước đường thành công sau Cuối kết học tập môn máy điện chưa cao, em dã dùng hết khả để hoàn thành đồ án cách hoàn chỉnh nhất, nhiều thiếu sót mong Thầy, cô bạn bỏ qua Xin chân thành cám ơn GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng MỤC LỤC GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỬ VIẾT TẮT DC : Một chiều P : Số đôi cực AC : Xoay chiều F : Tần số n1 : Tốc độ từ trường quay n : Tốc độ rotor MĐKĐB : Máy điện không đồng MPDKDB : Máy phát điện không đồng GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Biến đổi thông số máy biến áp 10 Hình 2.2: Các dạng máy điện 11 Hình 2.3: Minh họa chế độ máy phát điện 12 Hình 2.4: Minh họa chế độ động điện 13 Hình 3.1:Cấu tạo máy điện không đồng 19 Hình 3.2: Cấu tạo stator .20 Hình 3.3: Lá thép stator 21 Hình 3.4: Rotor lồng sóc chưa chén lõi sắt chèn lõi sắt 22 Hình 3.5: Nguyên lý làm việc máy phát điện không đống 25 Hình 3.6:Sơ đồ đồ thị máy phát điện làm việc độc lập 27 Hình 3.7: Hệ tự đồng pha .30 Hình 3.8: Hệ tự đồng pha .31 Hình 4.1: Từ trường đập mạch đôi cực (p=1) dây quấn pha 33 Hình 4.2: Từ trường đập mạch đôi cực (p=2) dây quấn pha 34 Hình 4.3: Từ trường tổng thời điểm .36 Hình 4.4: Chiều đường sức từ thời điểm 37 Hình 4.5: Từ trường máy phát thời điểm 38 Hình 4.6: Điều chỉnh tốc độ quay thay đổi số cực .37 GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng Hình 4.7: Sơ đồ nối cực 40 Hình 4.8: Sơ đồ đấu dây moment công suất không đổi 41 Hình 4.9: Đồ thị đặc tính đấu Y/YY /YY 42 Hình 4.10: Đồ thị thay đổi điện áp cấp cho stator 43 Hình 4.11: Khung dây kín quay từ trường 46 GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Lý chọn đề tài: Ngày với phát triển nghành khoa học – công nghệ nói chung nghành kỉ thuật điện – điện tử nói riêng Điện nhu cầu thiếu người Ở quốc gia nào, lượng nói chung lượng điện nói riêng luôn coi nghành công nghiệp mang tính xương sống cho phát triển kinh tế Đây hội thách thức cho nghành điện việc phát triển điện năng, phục vụ người Các phát minh, sáng chế liên tục đời thúc đẩy hàng loạt máy móc, thiết bị sản xuất chế tạo, giúp người tự động hóa Máy phát điện không đồng (MPĐKĐB) đóng vai trò quan trọng hệ thống điện, ổn định đòi hỏi cao Ổn định điện áp đầu cực máy phát nhờ vào ổn định điện áp máy phát Hiện động không đồng làm việc hiệu nên MPĐKĐB dần giá trị 1.2 Mục tiêu đề tài: Qua đề tài giúp chúng em hiểu tầm quan trọng, hiểu nguyên lý hoạt động, cấu tạo, định nghĩa, đặc tính MPĐKĐB sãn xuất đời sống 1.3 Đối tượng, phạm vi đề tài: Đối tượng: công ty, nhà máy, khu công nghiệp, sinh viên, học sinh, người có nhu cầu tìm hiểu thêm kiến thức MPDKDB Phạm vi: tìm hiểu sách vở, thư viện, thầy, cô, bạn bè internet 1.4 Phương pháp thực đề tài: Tìm kiếm tổng hợp tài liệu Lắng nghe tiếp thu ý kiến Nghiên cứu công trình có sẳn Tiếp xúc quan sát để thực đề tài GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng 1.5 Ý nghĩa chọn đề tài: Trong trình hội nhập quốc tế, nước ta chưa bắt kịp với nước phát triển, qua đề tài, hiểu nguyên lý, cấu tạo MPĐKĐB, tài liệu tổng hợp tìm hiểu, giúp cho người nghiên cứu, góp phần lớn nghiệp phát triển đất nước Đề tài nguồn thông tin hữu ích giúp bạn học sinh, sinh viên am hiểu điện tử có hội tìm hiểu, phát huy tính sáng tạo, ham học hỏi 1.6 Tóm tắt: Đề tài cho ta hiểu biết thêm kiến thức máy điện, cấu tạo, nguyên lý, hoạt động đặc tính MPĐKĐB Máy điện không đồng (MĐKĐB) loại máy điện có phần quay, làm việc với điện xoay chiều, theo nguyên lí cảm ứng điện từ, có tốc độ quay rotor khác với tốc độ quay từ trường MĐKĐB có tính thuận nghịch, làm việc chế độ động điện máy phát điện MPDKDB có đặc tính làm việc không tốt nên dùng GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng Chương : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu chung máy điện: Máy điện thiết bị điện hoạt động dựa nguyên lý thuyết cảm ứng điện từ Về cấu tạo máy điện gồm mạch từ (lõi thép) mạch điện (dây quấn) dùng để biến đổi dạng lượng khác thành điện (máy phát điện) điện thành (động điện) dùng để biến đổi thông số điện điện áp, dòng điện, tần số pha… Máy điện có nhiều loại phân loại theo nhiều cách khác nhau: phân loại theo công suất, theo cấu tạo, theo chức năng, theo dòng điện, theo nguyên lý làm việc…….ở ta phân loại theo nguyên lý biến đổi lượng 2.1.1 Máy điện tỉnh: Máy điện tĩnh thường gặp loại máy biến áp Máy điện tĩnh làm việc dựa tượng cảm ứng điện từ biến thiện từ thông cuộn dây chuyển động tương Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thông số điện Do tính chất thuận nghịch quy luật cảm ứng điện từ, trình biến đổi có tính chất thuận nghịch Ví dụ: máy biến áp biến đổi điện có thông số U1, I1, F1 thành điện có thông số U2, I2, F2 ngược lại MBA ~ ~ U1 , I1 , f1 U2 , I2 , f2 Hình 2.1: Biến đổi thông số máy biến áp GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng 2.1.2 Máy điện có phần động (quay chuyển động thẳng): Nguyên lý làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ từ trường dòng điện cuộn dây có chuyển động tương gây Loại máy điện thường dùng để biến đổi lượng Ví dụ: Biến điện thành ( động điện) biến thành điện ( máy phát điện).Trong trình biến đổi có tính thuận nghịch nghĩa máy điện làm việc chế độ máy phát động điện Máy điện Máy điện tĩnh Máy điện có phần quay Máy điện xoay chiều Máy điện không đồng Máy biến áp Động không đồng Máy phát không đồng Máy điện chiều Máy điện đồng Động đồng Máy phát đồng Động chiều Máy phát chiều Hình 2.2:Các dạng máy điện GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang 10 Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng Hình 4.2: Từ trường đập mạch đôi cực (p=2) dây quấn pha Trường hợp đấu dây quấn hình 4.1 ta từ trường đập mạch hai đôi cực Chú ý hình 4.2 dây quấn chia làm hai nhóm nối song song, hình 4.2 dây quấn mắc nối tiếp Như cuộn dây pha tạo máy điện từ trường đập mạch Với cách đấu nối cuộn dây ta tạo số lượng cặp cực khác 4.2 Từ trường dây quấn ba pha: 4.2.1 Sự tạo thành từ trường quay: Ta xét máy điện đơn giản gồm rảnh đặt dây quấn đối xứng AX, BY, CZ stator, ba dây quấn đặt lệch không gian góc 120 o điện Trong dây quấn có dòng điện ba pha đối xứng có đồ thị: GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang 33 Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng iA = IMax sinWt iB = IMax sin(Wt-1200) iC = IMax sin(Wt-2400) iA chạy vào cuộn dây AX, iB chạy vào cuộn BY, iC chạy vào cuộn CZ Nếu iA > dòng vào A X, iA[...]... n gần bằng tốc độ từ trường quay (bộ đồng bộ) n1 3.4 Máy phát điện không đồng bộ làm việc độc lập với máy điện: GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang 25 Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng bộ Hình 3.6: Sơ đồ và đồ thị của máy phát điện không đồng bộ làm việc độc lập MPĐKĐB có thể làm việc độc lập với lưới điện Việc xác lập điện áp khi máy phát điện làm việc độc lập cần có một... xuất, điện khí hoá và tự động hoá, phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ có phần bị hạn chế MĐKĐB có thể dùng làm máy phát điện nhưng đặc tính không tốt lắm so với máy phát điện đồng bộ nên chỉ trong một vài trường hợp đặc biệt nào đó (như trong quá trình GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang 23 Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng bộ điện khí hoá nông thôn) cần nguồn điện. .. liệu dẫn điện: Vật liệu dẫn điện dùng để chế tạo các bộ phận dẫn điện Vật liệu đẫn điện dùng trong máy tốt nhất là đồng vì giá thành không đắt lắm và có điện trở suất nhỏ Ngoài ra còn dùng nhôm và các hợp kim khác như đồng thau… Để chế tạo dây quấn ta thường GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang 13 Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng bộ dùng đồng đôi khi dùng nhôm Dây đồng và... do điện kháng của tải và điện kháng tản từ của stator nên phải tăng thêm điện dung để đảm bảo giữ cho điện áp không đổi Điện dung cần thiết bù vào điện kháng tản từ của dây quấn stator và vào khoảng 25% C 0 và theo công thức sau: C1 = Q 10 6 µF 2πf1U 12 GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang 27 Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng bộ Từ đó ta thấy muốn giữ điện áp và tần số máy. .. đổi thành công suất điện nghĩa là cơ năng đã được biến đổi thành điện năng N B I Fđt FC R S Hình 2.3: Minh họa chế độ máy phát điện GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang 11 Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng bộ 2.2.2 Chế độ động cơ điện: Cung cấp điện cho máy điện, điện áp U của nguồn điện sẽ gây ra dòng I trong thanh dẫn Dưới tác dụng của từ trường sẽ có lực điện từ Fđt = BIL... Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng bộ MĐKĐB có 2 dây quấn: dây quấn stator (sơ cấp), với lưới điện tần số không đổi f1, dây quấn rotor (thứ cấp) được n1 tắt lại hoặc khép kín trên điện trở Dòng điện trong dây quấn rotor được sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng có tần số phụ f 2 phụ thuộc vào rotor; nghĩa là phụ thuộc vào tải ở trên trục của máy Từ trường stator và từ trường rotor quay đồng bộ (không. .. Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang 17 Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng bộ 3.2.2 Kết cấu: Giống như những máy quay khác, MĐKĐB gồm các bộ phận chính là phần quay (rotor) và phần không quay (stator),dây quấn stator được nối với lưới điện còn rotor được nối với tải có khớp nối trục cơ Nếu không kể tới trục quay và vỏ máy thì stator và rotor của máy điện giống như hai khối trụ rỗng đồng tâm Mỗi khối trụ này... rotor cách nhau một khoảng không gian gọi là khe hở không khí có rảnh để đặt dây quấn Hình 3.1: Cấu tạo máy phát điện không đồng bộ GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang 18 Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng bộ 3.2.2.1 Stator: Hình 3.2: Cấu tạo stator Lõi thép: được ép trong vỏ máy làm nhiệm vụ dẫn từ Lõi thép stator hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh bên trong... xenxin một pha không vành trượt Hệ từ động đồng bộ được áp dụng rộng rãi trong ngành tự động hóa và điều khiển Chương 4 : Từ Trường Của Máy Điện Không Đồng Bộ 4.1 Từ trường đập mạch của dây quấn một pha: GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang 31 Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng bộ Từ trường của dây quấn một pha là từ trường có phương không đổi song có trị số và chiều biến đổi... dư sinh ra mà trong điện dung C GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang 26 Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng bộ có dòng điện điện dung làm tăng cường từ thông Một điều kiện nữa để xác lập điện áp là có đủ điện dung để cho đường đặc tính điện dung và đường từ hóa của máy phát điện giao nhau ở điểm làm việc định mức như hình 3.6 Đường thẳng tiếp tuyến với đoạn không bão hòa của đường ... động điện Máy điện Máy điện tĩnh Máy điện có phần quay Máy điện xoay chiều Máy điện không đồng Máy biến áp Động không đồng Máy phát không đồng Máy điện chiều Máy điện đồng Động đồng Máy phát đồng. .. (bộ đồng bộ) n1 3.4 Máy phát điện không đồng làm việc độc lập với máy điện: GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang 25 Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng Hình 3.6: Sơ đồ. .. : Tốc độ rotor MĐKĐB : Máy điện không đồng MPDKDB : Máy phát điện không đồng GVHD: Ths Phạm Tấn Hưng SVTH: Nguyễn Trần Tuấn Thi Trang Đồ án máy điện Máy phát điện không đồng DANH MỤC HÌNH ẢNH