0.4 Quá trình quá độ trong máy điện

Nội dung:

Khái niệm chung:

Quá trình quá độ trong máy điện xảy ra phức tạp hơn trong máy biến áp hay các thiết bị tĩnh khác do tính chất chuyển động của nó. Do vậy nếu kể đến tất cả các yếu tố ảnh hưởng thì việc nghiên cứu sẽ vô cùng khó khăn và phức tạp. Để đơn giản người ta đưa ra nhiều giả thiết gán cho máy điện một số tính chất “lý tưởng hóa”. Dĩ nhiên kết quả sẽ có sai số, nhưng so sánh với các số liệu thực nghiệm thường sai số nằm trong phạm vi cho phép.

 Các trục tọa độ d, q giá theo dọc trục và ngang trục của rôto.

 Thành phần dọc trục của dòng stato dương khi sức từ động do nó tạo nên cùng chiều với sức từ động của cuộn kích từ.

 Thành phần ngang trục của dòng stato dương khi sức từ động do nó tạo nên chậm 90o so với sức từ động của cuộn kích từ.

Các loại từ thông trong máy điện:

 Từ thông toàn phần của cuộn kích từ: ${\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_f}={\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_f}\text{.}{X}_f$

trong đó: Xf - điện kháng của cuộn kích từ.

- Từ thông hữu ích: ${\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_d}={\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_f}\text{.}{X}_{\text{ad}}$

trong đó: Xad - điện kháng hổ cãm giữa các cuộn dây stato và rôto, được gọi là điện kháng phản ứng phần ứng dọc trục.

- Từ thông tản: ${\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\mathrm{sf}}}={\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_f}\text{.}{X}_{\mathrm{sf}}$

trong đó: Xf - điện kháng tản của cuộn kích từ.

Như vậy: ${\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_f}={\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_d}+{\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\mathrm{sf}}}\text{va“}{X}_f=X_{\text{ad}}+X_{\mathrm{sf}}$

Hệ số tản của cuộn kích từ: $s_{{}_f}=\frac{{\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\mathrm{sf}}}}{{\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_f}}=\frac{X_{\mathrm{sf}}}{X_f}$

 Từ thông tổng hợp móc vòng với cuộn kích từ: (chỉ có theo trục dọc)

${\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\mathrm{fS}}}={\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_f}+{\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\text{ad}}}={\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_f}\text{.}{X}_f+{\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_d}\text{.}{X}_{\text{ad}}$

 Từ thông tổng hợp móc vòng với cuộn stato:

- dọc trục:

${\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\text{sd}}}={\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_d}+{\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\text{ad}}}+{\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\mathrm{sd}}}={\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_f}\text{.}{X}_{\text{ad}}+(X_{\text{ad}}+X_s)={\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_f}\text{.}{X}_{\text{ad}}+{\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_d}\text{.}{X}_d$

- ngang trục:

${\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\text{sq}}}=0+{\stackrel{\text{.}}{Y}}_{\text{aq}}+{\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\mathrm{sq}}}={\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_q}\text{.}(X_{\text{aq}}+X_s)={\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_q}\text{.}{X}_q$

 Từ thông kẻ hở không khí dọc trục:

${\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\mathrm{dd}}}={\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_d}+{\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\text{ad}}}={\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_f}\text{.}{X}_{\text{ad}}+{\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_d}\text{.}{X}_{\text{ad}}=({\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_f}+{\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_d})X_{\text{ad}}$

 Từ thông cuộn cản:

- Cuộn cản dọc:

từ thông chính: ${\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\mathrm{1d}}}={\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_{\mathrm{1d}}}\text{.}{X}_{\text{ad}}$

từ thông tản: ${\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\mathrm{s1d}}}={\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_{\mathrm{1d}}}\text{.}{X}_{\mathrm{s1d}}$

- Cuộn cản ngang:

từ thông chính: ${\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\mathrm{1q}}}={\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_{\mathrm{1q}}}\text{.}{X}_{\text{aq}}$

từ thông tản: ${\stackrel{\text{.}}{Y}}_{{}_{\mathrm{s1q}}}={\stackrel{\text{.}}{I}}_{{}_{\mathrm{1q}}}\text{.}{X}_{\mathrm{s1q}}$

Sức điện động và điện kháng quá độ:

Sức điện động và điện kháng quá độ là những tham số đặc trưng cho máy phát điện không có cuộn cản vào thời điểm đầu của quá trình ngắn mạch.

Khi ngắn mạch, từ thông ad tăng đột ngột một lượng ado+ (hình 5.3). Theo định luật Lenx, độ tăng ado+ sẽ làm cho f tăng lên một lượng fo+ sao cho tổng từ thông móc vòng là không đổi.