Tiểu luận Môn học máy điện đồng bộ

TIỂU LUẬN MÔN HỌCMÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ GVHD: ThS Nguyễn Tường Dũng TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Sv thực hiện: Nguyễn Thị Tiện Lâm Thị Mai Hương Trần Trung Sỹ I- KHÁI NIỆM MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ II- CÔNG DỤNG VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG III- CÁC THÔNG SỐ CHÍNH IV- PHÂN LOẠI V- CẤU TẠO VI- NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ I- KHÁI NIỆM Máy điện đồng bộ là máy điện xoay chiều có hai dây quấn một dây quấn nối với lưới điện có tần số 1 không đổi còn dây quấn thứ hai được kích thích bằng dòng điện một chiều (2=0) MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ I- KHÁI NIỆM Sơ đồ nguyên lý của máy điện đồng bộ 3 pha kích thích bằng dòng điện một chiều MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ II- CÔNG DỤNG & PHẠM VI SỬ DỤNG Máy đồng bộ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Hầu hết các nguồn điện xoay chiều công nghiệp và dân dụng đều được sản xuất từ máy phát điện đồng bộ Điện năng chủ yếu được sản xuất ra từ các máy phát tua bin hơi (được quay bằng các máy tua bin hơi hoặc khí) và các máy phát tua bin nước ba pha ( quay bằng các tua bin nước) MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ II- CÔNG DỤNG & PHẠM VI SỬ DỤNG Máy phát đồng bộ cũng có thể được quay bằng các kiểu động cơ khác (diezen, động cơ đốt trong, xylanh hơi nước,…) được chế tạo dùng cho các tải địa phương Máy động bộ cũng có thể dùng như động cơ, đặc biệt trong các thiết bị lớn (truyền động các máy nén xylanh, máy quạt gió, bơm thủy lực) vì khác với các động cơ không đồng bộ, chúng có khả năng phát ra chứ không tiêu thụ công suất phản kháng. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ II- CÔNG DỤNG & PHẠM VI SỬ DỤNG MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ II- CÔNG DỤNG & PHẠM VI SỬ DỤNG Thông thường các máy đồng bộ được tính toán sao cho chúng có thể phát ra công suất phản kháng gần bằng công suất tác dụng ( tương ứng khoảng 0,6 hay 0,8 công suất toàn phần). Trong một số trường hợp việc đặt các máy đồng bộ ở gần các trung tâm công nghiệp lớn chỉ để phát ra công suất phản kháng là hợp lý. Các máy đồng bộ đó được gọi là các máy bù đồng bộ. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ III- CÁC THÔNG SỐ CHÍNH Công suất định mức Hệ số công suất định mức Điện áp dây định mức. Tốc độ quay định mức. Tần số định mức. Các dòng điện stator và rotor. Sơ đồ đấu dây stator. Số pha. Cấp cách điện. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ IV- PHÂN LOẠI Theo kết cấu cực từ: Máy cực ẩn ( 2p=2) Máy cực lồi ( 2p4) Theo chức năng: Máy phát (Tua bin nước, tuabin hơi, diezen) Động cơ ( P  200kW) Máy bù đồng bộ MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ IV- PHÂN LOẠI Theo kết cấu cực từ: a/ Rotor hai cực; b/ Rotor bốn cực MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ IV- PHÂN LOẠI Theo kết cấu cực từ: Rotor của máy cực ẩn MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ IV- PHÂN LOẠI Theo kết cấu cực từ: Rotor của máy cực lồi MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ IV- PHÂN LOẠI Theo chức năng: Máy phát tua bin nước MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ IV- PHÂN LOẠI Theo chức năng: Máy phát động cơ đốt trong công suất nhỏ MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO Cấu tạo của máy điện đồng bộ gồm hai bộ phận chủ yếu: - Stator - Rotor Ngoài ra còn có vỏ máy, nắp máy và trục máy MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO STATOR (phần tĩnh): Gồm hai bộ phận chính: 1- Lõi thép 2- Dây quấn Ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO Lõi thép: Có dạng hình trụ, làm bằng lá thép kỹ thuật điện, được dập rãnh bên trong rồi ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hướng trục. Lõi thép được ép vào trong vỏ máy. Dây quấn stator: Thường được làm bằng dây đồng có bọc cách điện và đặt trong các rãnh của lõi thép. Vỏ máy: Gồm có thân và nắp, thường làm bằng gang. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO Lõi thép Dây quấn MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO Stator của máy phát thủy điện 3 pha 190MVA, 12kV, 375 vòng/phút MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO Stator của máy phát 3 pha 908MVA, 26kV, 3600 vòng/phút MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO ROTOR ( phần quay): Cấu tạo máy đồng bộ cực ẩn: Rotor được làm bằng thép hợp kim, gia công thành hình trụ và phay rãnh để bố trí dây quấn kích thích. Phần không phay rãnh tạo nên mặt cực của máy. Vì máy cực ẩn có 2p=2, n=3000vòng/phút nên để hạn chế lực ly tâm D 1,1 1,15m, để tăng công suất ta tăng chiều dài rotor l lên đến 6,5m MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO ROTOR ( phần quay): Cấu tạo máy đồng bộ cực ẩn: Dây quấn kích thích thường là dây đồng trần, tiết diện hình chữ nhật, quấn theo chiều dẹt thành từng bối. Giữa các vòng dây có một lớp cách điện bằng mica mỏng. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO ROTOR ( phần quay): Cấu tạo máy đồng bộ cực ẩn: Các bối dây được ép chặt trong các rãnh rotor sau đó miệng rãnh được làm kín bằng thanh thép không từ tính. Hai đầu ra của dây quấn kích thích được nối với hai vành trượt gắn trên trục. Máy phát kích thích thường được nối cùng trục với rotor. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO Rotor của máy phát 3 pha 908MVA, 26kV, 3600 vòng/phút MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO ROTOR ( phần quay): Cấu tạo máy cực lồi: Máy cực lồi thường quay với tốc độ thấp nên đường kính rotor có thể lớn tới 15m, trong khi đó chiều dài lại nhỏ. Thường l/D = 0,15 0,2m. Với các máy nhỏ và vừa, rotor được làm bằng thép đúc, gia công thành khối lăng trụ trên có các cực từ. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO ROTOR ( phần quay): Cấu tạo máy cực lồi: Với các máy công suất lớn, rotor được ghép từ các lá thép dày từ 1 6mm, dập định hình và ghép trên giá đỡ rotor. Cực từ đặt trên rotor ghép bằng các lá thép dày từ 11,5mm. Dây quấn kích thích được quấn định hình và lồng vào thân cực từ. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO ROTOR ( phần quay): Cấu tạo máy cực lồi: Trên bề mặt cực từ có một bộ dây quấn ngắn mạch. Với máy phát điện đây là dây quấn còn đối với động cơ là dây quấn mở máy. Dây quấn mở máy có điện trở lớn hơn dây quấn cảm. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO ROTOR ( phần quay): Cấu tạo máy cực lồi: Cực từ của máy đồng bộ cực lồi MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO ROTOR ( phần quay): Cấu tạo máy cực lồi: Dây quấn cảm hoặc dây quấn mở máy MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ V- CẤU TẠO Rotor của máy phát thủy điện 3 pha 190MVA, 12kV, 375 vòng/phút MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ VI- NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ VI- NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ VI- NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Khi ta đưa dòng điện kích thích một chiều it vào dây quấn kích thích đặt trên cực từ, dòng điện it sẽ tạo nên một từ thông t . Nếu ta quay rotor lên đến tốc độ n (vg/ph) thì từ trường kích thích t sẽ quét qua dây quấn phần ứng và cảm ứng nên trong dây quấn đó sức điện động và dòng điện phần ứng biến thiên với tần số f1=p*n/60. Trong đó p là số đôi cực của máy. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ VI- NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ VI- NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Với máy điện đồng bộ ba pha, dây quấn phần ứng nối sao (Y) hoặc nối tam giác () Khi máy làm việc, dòng điện phần ứng Iư chạy trong dây quấn 3 pha sẽ tạo nên một từ trường quay. Từ trường này quay với tốc độ n1=60.f/p Như vậy ở máy điện đồng bộ ta thấy n=n1 MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ VI- NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Hầu như tất cả các máy phát điện đồng bộ công nghiệp được chế tạo với tần số 50Hz, tốc độ quay định mức cần thiết n (vg/ph) được đảm bảo do chọn số chu kỳ tương ứng của dây quấn: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ VI- NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Số chu kỳ dây quấn đối với tốc độ quay như sau: XIN CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE! RẤT MONG NHẬN ĐƯỢC Ý KIẾN ĐÓNG GÓP