Chương 26 Động cơ và máy bù đồng bộ

26-1. Động cơ điện đồng bộ Các động cơ điện xoay chiều dùng nhiều trong sản xuất thường là những động cơ điện không đồng bộ, vì loại động cơ điện này có những đặc điểm như cấu tạo đơn giản, làm việc chắc chắn, bảo quản dễ dàng và giá thành hạ. Tuy nhiên các động cơ điện đồng bộ do có những ưu điểm nhất định nên trong thời gian gần đây đã được sử dụng rộng rãi hơn và có thể so sánh được với động cơ không đồng bộ trong lĩnh vực truyền động điện....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 26 Động cơ và máy bù đồng bộ Ch¬ng 26 §éng c¬ vµ m¸y bï ®ång bé 26-1. §éng c¬ ®iÖn ®ång bé C¸c ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu dïng nhiÒu trong s¶n xuÊt thêng lµ nh÷ng ®éng c¬®iÖn kh«ng ®ång bé, v× lo¹i ®éng c¬ ®iÖn nµy cã nh÷ng ®Æc ®iÓm nh cÊu t¹o ®¬n gi¶n,lµm viÖc ch¾c ch¾n, b¶o qu¶n dÔ dµng vµ gi¸ thµnh h¹. Tuy nhiªn c¸c ®éng c¬ ®iÖn®ång bé do cã nh÷ng u ®iÓm nhÊt ®Þnh nªn trong thêi gian gÇn ®©y ®· ®îc sö dôngréng r·i h¬n vµ cã thÓ so s¸nh ®îc víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé trong lÜnh vùc truyÒn®éng ®iÖn. VÒ u ®iÓm, tríc hÕt ph¶i nãi lµ ®éng c¬ ®iÖn ®ång bé do ®îc kÝch thÝchb»ng dßng ®iÖn mét chiÒu nªn cã thÓ lµm viÖc víi cosϕ = 1 vµ kh«ng cÇn lÊy c«ng suÊtph¶n kh¸ng tõ líi ®iÖn, kÕt qu¶ lµ hÖ sè c«ng suÊt cña líi ®iÖn ®îc n©ng cao, lµmgi¶m ®îc ®iÖn ¸p r¬i vµ tæn hao c«ng suÊt trªn ®êng d©y. Ngoµi u ®iÓm chÝnh ®ã,®éng c¬ ®iÖn ®ång bé cßn Ýt chÞu ¶nh hëng ®èi víi sù thay ®æi ®iÖn ¸p cña líi ®iÖndo m«men cña ®éng c¬ ®iÖn ®ång bé chØ tû lÖ víi U trong khi m«men cña ®éng c¬kh«ng ®ång bé tû lÖ víi U2.V× vËy khi ®iÖn ¸p cña líi sôt thÊp do sù cè, kh¶ n¨ng gi÷t¶i cña ®éng c¬ ®iÖn ®ång bé lín h¬n, trong trêng hîp ®ã nÕu t¨ng kÝch thÝch, ®éng c¬®iÖn ®ång bé cã thÓ lµm viÖc an toµn vµ c¶i thiÖn ®îc ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña c¶ líi®iÖn. Còng ph¶i nãi thªm r»ng, hiÖu suÊt ®éng c¬ ®iÖn ®ång bé thêng cao h¬n hiÖusuÊt cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé v× ®éng c¬ ®ång bé cã khe hë t¬ng ®èi lín,khiÕn cho tæn hao s¾t phô nhá h¬n. Nhîc ®iÓm cña ®éng c¬ ®ång bé so víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ë chç cÊu t¹ophøc t¹p, ®ßi hái ph¶i cã m¸y kÝch tõ hoÆc nguån cung cÊp dßng ®iÖn mét chiÒu khiÕncho gi¸ thµnh cao. H¬n n÷a, viÖc më m¸y ®éng c¬ ®ång bé còng phøc t¹p h¬n vµ viÖc®iÒu chØnh tèc ®é cña nã chØ cã thÓ thùc hiÖn ®îc b»ng c¸ch thay ®æi tÇn sè cña nguån®iÖn. ViÖc so s¸nh ®éng c¬ ®ång bé víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé cã phèi hîp víi tô ®iÖnc¶i thiÖn cosϕ vÒ gi¸ thµnh vµ tæn hao n¨ng lîng dÉn ®Õn kÕt luËn lµ khi P®m > 200 ÷300kW, nªn dïng ®éng c¬ ®ång bé ë nh÷ng n¬i nµo kh«ng cÇn thêng xuyªn më m¸yvµ ®iÒu chØnh tèc ®é. Khi P®m > 300kW dïng ®éng c¬ ®ång bé víi cosϕ®m = 0,9 vµ khiP®m > 1000kW dïng ®éng c¬ ®ång bé víi cosϕ®m = 0,8 lµ cã lîi h¬n dïng ®éng c¬kh«ng ®ång bé. C¸c quan hÖ ®iÖn tõ chÝnh nh ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p, ®å thÞ vÐct¬, c«ngsuÊt vµ m«men ®iÖn tõ cña ®éng c¬ ®iÖn ®ång bé ®· ®îc xÐt ë ch¬ng 22. ë ®©y chØ®Ò cËp ®Õn c¸c vÊn ®Ò nh më m¸y ®éng c¬ ®iÖn ®ång bé, c¸c ®Æc tÝnh vµ chÕ ®é lµmviÖc cña nã. 26.1.1. C¸c ph¬ng ph¸p më m¸y ®éng c¬ ®iÖn ®ång bé 1. Më m¸y theo ph¬ng ph¸p kh«ng ®ång bé C¸c ®éng c¬ ®iÖn ®ång bé phÇn lín ®Òu më m¸y theo ph¬ng ph¸p kh«ng ®ång bé.Th«ng thêng c¸c ®éng c¬ ®iªn ®ång bé cùc låi ®Òu cã ®Æt d©y quÊn më m¸y. D©yquÊn më m¸y cã cÊu t¹o kiÓu lång sãc ®Æt trong c¸c r·nh ë mÆt cùc, hai ®Çu nèi víi haivµnh ng¾n m¹ch (h×nh 20-8) vµ ®îc tÝnh to¸n ®Ó më m¸y trùc tiÕp víi ®iÖn ¸p cña líi®iÖn. 160Nguyễn Văn Đô - ĐHĐL Trong mét sè ®éng c¬, c¸c mÆt cùc b»ng thÐp nguyªn khèi vµ ®îc nèi víi nhau ëhai ®Çu b»ng hai vßng ng¾n m¹ch ë hai ®Çu r«to còng cã thÓ thay thÕ cho d©y quÊnng¾n m¹ch dïng trong viÖc më m¸y. ë c¸c líi ®iÖn lín cã thÓ cho phÐp më m¸y trùctiÕp víi ®iÖn ¸p cña líi c¸c ®éng c¬ ®ång bé c«ng suÊt vµi tr¨m cã khi tíi hµng ngh×nkil«oat. §èi víi c¸c ®éng c¬ ®ång bé cùc Èn, viÖc më m¸y theo ph¬ng ph¸p kh«ng®ång bé cã khã kh¨n h¬n, v× dßng ®iÖn c¶m øng ë líp máng ë mÆt ngoµi cña r«tonguyªn khèi sÏ g©y nãng côc bé ®¸ng kÓ. Trong trêng hîp ®ã, ®Ó më m¸y ®îc dÔdµng, cÇn h¹ ®iÖn ¸p cña m¸y b»ng biÕn ¸p tù ngÉu hoÆc cuén kh¸ng. Qu¸ tr×nh më m¸y ®éng c¬ ®ång bé b»ng ph¬ng ph¸p kh«ng ®ång bé cã thÓ chiathµnh hai giai ®o¹n. Lóc ®Çu viÖc më m¸y ®îc thùc hiÖn víi it = 0, d©y quÊn kÝchthÝch ®îc nèi t¾t qua ®iÖn trë RT nh trªn h×nh 26-1a. Sau khi ®ãng cÇu dao nèi d©yquÊn stato víi nguån ®iÖn, do t¸c dông cña m«men kh«ng ®ång bé r«to sÏ quay vµ t¨ngtèc ®é ®Õn gÇn tèc ®é ®ång bé n1 cña tõ trêng quay. Trong giai ®o¹n nµy, d©y quÊnkÝch thÝch ®îc nèi víi ®iÖn trë RT cã trÞ sè b»ng 10 ÷ 12 lÇn ®iÖn trë rt cña b¶n th©nd©y quÊn kÝch tõ. NÕu ®Ó d©y quÊn kÝch tõ hë m¹ch sÏ cã ®iÖn ¸p cao, lµm háng c¸ch®iÖn cña d©y quÊn, do lóc b¾t ®Çu më m¸y tõ trêng quay cña stato quÐt nã víi tèc ®é®ång bé. NÕu ®em nèi ng¾n m¹ch d©y quÊn kÝch thÝch th× sÏ t¹o thµnh m¹ch mét phacã ®iÖn trë nhá ë r«to vµ sinh ra m«men c¶n lín khiÕn cho tèc ®é quay cña r«to kh«ngthÓ vît qua tèc ®é b»ng mét nöa tèc ®é ®ång bé. HiÖn tîng nµy cã thÓ gi¶i thÝch nhsau. Dßng ®iÖn cã tÇn sè f2 = sf1 trong d©y quÊn kÝch thÝch bÞ nèi ng¾n m¹ch sÏ sinh ratõ trêng ®Ëp m¹nh. Tõ trêng nµy cã thÓ ph©n tÝch thµnh hai tõ trêng quay thuËn vµngîc víi chiÒu quay cña r«to víi tèc ®é t¬ng ®èi so víi r«to n1 - n, trong ®ã n1 lµ tèc®é tõ trêng quay cña stato vµ n lµ tèc ®é quay cña r«to. U U 3 4 4 3 2 1 1 2 it it RT a) b) H×nh 26-1. S¬ ®å m¹ch kÝch thÝch cña ®éng c¬ ®ång bé lóc më m¸y víi d©y quÊn kÝch thÝch nối tắt qua ®iÖn trë RT (a) vµ nèi th¼ng vµo m¸y kÝch thÝch (b). 1 vµ 3 lµ phÇn øng vµ d©y quÊn cña ®éng c¬ ®ång bé, 2 vµ 4 lµ phÇn øng vµ d©y quÊn cña m¸y kÝch thÝch. Tõ trêng quay thuËn cã tèc ®é so víi d©y quÊn phÇn tÜnh lµ: nth = n + (n1 - n) = n1nghÜa lµ quay ®ång ...