Giáo trình Máy điện 1 - Chương 4: M.B.A làm việc ở tải đối xứng
1
Âai Hoc Âa Nàng - Træång Âai hoc Bach Khoa
Khoa Âiãn - Nhom Chuyãn män Âiãn Cäng Nghiãp
Giao trçnh
MAY ÂIÃN 1
Biãn soan: Bui Tán Låi
Chæång 4
M.B.A LAM VIÃC Å TAI ÂÄI XÆNG
Trong âiãu kiãn lam viãc bçnh thæång cua læåi âiãn, ta co thã phán phäi âãu
phu tai cho ba pha, luc âo m.b.a lam viãc våi âiãn ap âäi xæng va dong âiãn trong
cac pha cung âäi xæng. Ta xet sæ cán bàng nàng læång va sæ lam viãc cua mba
trong âiãu kiãn âiãn ap så cáp U1 = const, va tán sä f = const.
4.1. GÈAN ÂÄ NÀNG LÆÅNG CUA M.B.A
Trong qua trçnh truyãn tai nàng læång qua MBA, mät phán cäng suát tac
dung va phan khang bë tiãu hao trong may. Xet mba lam viãc å tai âäi xæng, sæ
cán bàng nàng læång dæa trãn så âä thay thã chênh xac hçnh 4.1.
r’2
r1
x’2
x1
&
&
P2 ± jQ2
I1
I0
'
&
− I2
Pât ± jQât
pFe ± jqm
P1 ± jQ1
rm
Z’t
&
U1
'
&
&
− E1
− U2
xm
p
cu2 ± jq2
p
cu1 ± jq1
Hçnh 4-2 Gian âä nàng læång mba
Hçnh 4-1 Så âä thay thã may biãn ap
Goi P1 la cäng suát tac dung âæa vao dáy quán så cáp mba:
P1= m1U1I1cosϕ1
(4.1)
Mät phán cäng suát nay bu vao :
• Tän hao âäng trãn âiãn trå cua dáy quán så: pcu1= m1r1I2
• Tän hao sàt trong loi thep mba : pFe = m1rmIo
1
2
Cäng suát con lai goi la cäng suát âiãn tæ chuyãn sang dáy quán thæ cáp:
Pât = P1 - (pcu1 + pFe ) = m2E2I2cosΨ2 (4.2)
2
Cäng suát å âáu ra P2 cua mba se nho hån cäng suát âiãn tæ mät læång chênh
bàng tän hao âäng trãn âiãn trå cua dáy quán thæ : pcu2= m2r2I2 =m1r’2I’2 :
2
2
P2 = Pât - pcu2 = m2U2I2cosϕ2
(4.3)
Cung tæång tæ nhæ váy, ta co cäng suát phan khang nhán vao dáy quán så cáp:
Q1= m1U1I1sinϕ1 (4.4)
Cäng suát nay træ âi cäng suát âã tao ra tæ træång tan å dáy quán så cáp q1=
2
m1x1I2 va tæ træång trong loi thep qm = m1xmIo , phán con lai la cäng suát phan
1
khang chuyãn sang dáy quán thæ cáp:
Qât = Q1 - (q1 + qm ) = m2E2I2sinΨ2
Cäng suát phan khang âæa âãn phu tai:
(4.5)
(4.6)
Q2 = Qât - q2 = m2U2I2sinϕ2
Trong âo q2= m2x2I2 âã tao ra tæ træång tan å dáy quán thæ.
2
Tai co tênh chát âiãn cam (ϕ2 > 0) thç Q2 > 0, luc âo Q1 > 0 va cäng suát phan
khang truyãn tæ dáy quán så cáp sang dáy quán thæ cáp.
Tai co tênh chát âiãn dung (ϕ2 < 0) thç Q2 < 0, nãu Q1 < 0, cäng suát phan
khang truyãn tæ dáy quán thæ sang dáy quán så hoàc Q1 > 0, toan bä cäng suát
phan khang tæ phêa thæ cáp va så cáp âãu dung âã tæ hoa MBA.
Sæ cán bàng cäng suát tac dung va phan khang trçnh bay trãn hçnh 4.2
4.2 ÂÄ THAY ÂÄI ÂIÃN AP THÆ CÁP MBA
Âä thay âäi âiãn ap thæ cáp mba ΔU la
U1dm=1
A
P H
hiãu sä sä hoc giæa trë sä âiãn ap thæ cáp luc
khäng tai U20 (âiãu kiãn U1 = U1âm) va luc co tai
U2 .
βUnx*
βUrn*
K
U20 − U2 U'20 − U'2
ΔU =
ΔU =
=
U'20
U20
U2*
U1âm − U'2;
U'2
U1âm
I2
=1−
=1− U'2* (4.7)
U1âm
Xac âënh ΔU bàng phæång phap giai têch.
ϕ2
I2
I2âm
I'2
Goi β =
=
: hã sä tai cua mba.
I'2âm
cosϕ2: hã sä cäng suát cua mba.
rnI'2
rnI'2âm I'2
U1âm
Hçnh 4-3 Xac âënh ΔU cua mba
Ta co: BC =
=
= βUnr*
U1' âm
I'2âm
3
xnI'2 xnI'2âm I'2
U1âm
AB =
=
= βUnx*
I'2âm
U1âm
Tæ A ha âæång thàng goc AP xuäng 0U’2* va goi AP = n va CP = m, ta co:
U'2* = 1− n2 − m
n2
2
U'2* ≈ 1−
− m
n2
2
ΔU* = 1− U'2* = m +
(4.7)
Tênh m va n, ta âæåc :
m = CK+KB = β(Unr*cosϕ2+Unx*sinϕ2)
n = AH-HP = β(Unx*cosϕ2-Unr*sinϕ2)
Váy ΔU*= β(Unr*cosϕ2+Unx*sinϕ2) + β2 (Unx*cosϕ2-Unr*sinϕ2)2/2
Sä hang sau rát nho co thã bo qua nãn:
ΔU*= β(Unr*cosϕ2 + Unx*sinϕ2)
Tênh ΔU* theo %, ta viãt lai biãu thæc trãn:
ΔU*% = β(unr%cosϕ2 + unx%sinϕ2)
(4.8)
(4.9)
(4.10)
hoàc
ΔU*% = βun%(cosϕn.cosϕ2 + sinϕn.sinϕ2)
cosϕ2=0.8
cosϕ2=1
Δ
β=1
ϕ2> 0
ϕ2< 0
unx%
0 cosϕ2
unr%
β
-unx%
1
cosϕ2=0.8
(a)
(b)
Hçnh 4-4
a.Quan hã ΔU=f(β) ⎢cos
ϕ
2 = const
b. Quan hã ΔU= f(cosϕ2) ⎢β
= const
Hçnh 4.4 cho biãt cac quan hã ΔU = f(β) khi cosϕ2 = Cte va ΔU = f(cosϕ2)
khi β = Cte.
4
4.3 CAC PHÆÅNG PHAP ÂIÃU CHÈNH ÂIÃN AP CUA M.B.A.
Ta tháy ΔU=f(β,cosϕ2) nhæ váy U2 phu thuäc vao β va cosϕ2, âã giæ cho U2 =
const khi tàng tai thç tè sä biãn ap k phai thay âäi, nghéa la ta phai thay âäi sä vong
dáy N.
Mät cuän dáy co hai âáu ra, å giæa hoàc cuäi cuän dáy ta âæa ra mät sä âáu
dáy æng våi cac vong dáy khac nhau âã thay âäi âiãn ap.
4.3.1. Thay âäi sä vong dáy khi may ngæng lam viãc:
Dung cho cac may biãn ap ha ap khi âiãn ap thæ cáp thay âäi hoàc khi âiãu
chènh âiãn ap theo âä thë phu tai hang nàm.
Âäi våi mba cäng suát nho : mät pha co 3 âáu phán nhanh : ± 5%Uâm.
Âäi våi mba cäng suát lån : mät pha co 5 âáu phán nhanh: ±2x 2.5%Uâm
Viãc thæc hiãn âäi näi khi may ngæng lam viãc, nãn thiãt bë âäi näi âån gian,
re tiãn, âàt trong thung dáu va tay quay âàt trãn nàp thung.
Cac âáu phán ap âæa ra cuäi cuän dáy thç viãc cach âiãn chung dã dang hån
(hçnh 4.5a).
Cac âáu phán ap âæa ra giæa cuän dáy thç læc âiãn tæ âäi xæng va tæ træång
tan phán bä se âãu (hçnh 4.5b).
(a)
(b)
Hçnh 4-5 Cac kiãu âiãu chènh âiãn ap cua mba
4.4.1.Thay âäi sä vong dáy khi may âang lam viãc (âiãu ap dæåi tai)
Trong hã thäng âiãn læc cäng suát lån, nhiãu khi cán phai âiãu chènh âiãn ap
khi may biãn ap âang lam viãc âã phán phäi lai cäng suát tac dung va phan khang
giæa cac phán âoan cua hã thäng. Cac MBA nay co tãn goi la MBA âiãu chènh
dæåi tai. Âiãn ap thæång âæåc âiãu chènh tæng 1% trong pham vi ± 10%Uâm.
5
X1
T1
T2
C1
C2
X1
X2
C1
T1
X1
C1
C2
T1
K
K
K
C2
T2
T2
X2
X2
(a)
(b)
(c)
Hçnh 4-6 Thiãt bë âäi näi va qua trçnh âiãu chènh âiãn ap cua mba âiãu chènh dæåi tai
Viãc âäi näi cac âáu phán ap trong MBA âiãu chènh dæåi tai phæc tap hån va
phai co cuän khang K (hçnh 4.6) âã han chã dong âiãn ngàn mach cua bä phán dáy
quán bë näi ngàn mach khi thao tac âäi näi. Hçnh 4.6 cung trçnh bay qua trçnh thao
tac âäi näi tæ âáu nhanh X1 sang âáu nhanh X2, trong âo T1, T2 la cac tiãp xuc
træåc; C, C2 la cäng-tàc-tå. Å vë trê (a va c) dong qua cuän khang K theo hai chiãu
ngæåc nhau, nãn tæ thäng trong loi thep gán bàng khäng, âiãn khang X cua cuän
khang rát be. Trong vë trê trung gian (b) dong ngàn mach chay qua K cung chiãu
nãn co tæ thäng φ va X lån, lam giam dong ngàn mach In.
Cäng-tàc-tå C1, C2 âàt riãng trong thung dáu phu gàn vao vach thung dáu, vç
qua trçnh âong càt cäng-tàc-tå lam bán âáu.
Trãn hçnh 4.7 trçnh bay så âä nguyãn ly cua bä âiãu ap dæåi tai dung âiãn trå
R. Âiãn trå R lam chæc nàng han chã dong âiãn ngàn mach. Con hinh 4.8 cho ta
tháy viãc bä trê bä âiãu ap dæåi tai trong thung mba.
A
X
R
Hçnh 4-7 Nguyãn ly âiãu ap dæåi tai dung âiãn trå R
4.4. HIÃU SUÁT CUA M.B.A
Hiãu suát cua mba la tè sä giæa cäng suát âáu ra P2 va cäng suát âáu vao P1:
P
η% = 2 100
(4.11)
P
1
6
Hçnh 4-8 Vë trê bä âiãu ap dæåi tai trong thung MBA
Hiãu suát mba nho hån 1 vç qua trçnh truyãn tai cäng suát qua mba co tän hao
âäng va tän hao sàt. Ngoai ra con kã âãn tän hao do dong âiãn xoay trãn vach
thung dáu va bu läng làp ghep.
Nhæ váy biãu thæc (4.11), co thã viãt lai :
p
∑
η% = (1−
)100
(4.12)
P +
p
∑
2
våi ∑p = pcu1 + pcu2 + pFe
Ta âa co phán træåc:
pFe = P0
I'2
I'2dm
pcu1 + pcu2 = r1I12 + r2' I'22 = rn I'22 = rn I'22dm
(
)2 = Pnβ2
I2
I2âm
≈ U2âm 2âm
I
cosϕ2 = βSâm cosϕ2
P2 = U2I2 cosϕ2
Thã vao (4.12), ta co :
7
P0 + β2Pn
(4.13)
η% = (1−
)100
βSâm cosϕ2 + P0 + β2Pn
Thæång thç cac tän hao rát nho so våi cäng suát truyãn tai nãn hiãu suát η mba
rát cao. Âäi våi mba dung læång lån, hiãu suát âat tåi trãn 99%.
Ta tháy η = f(β,cosϕ2), cho cosϕ2 =
const, ta tçm hiãu suát cæc âai ηmax
:
η
cosϕ2=1
cosϕ2=0.8
dη
dβ
= 0 → β2maxPn = P0
1
P0
→ βmax
=
(4.14)
Pn
.95
Hiãu suát m.b.a âat gia trë cæc âai
khi tän hao khäng âäi bàng tän hao biãn
âäi hay tän hao sàt bàng tän hao âäng.
β
.9
0
0.5
1
P0
Pn
= 0,2 → 0.25
Hçnh 4-9 Quan hã η=f(β)⏐
cosϕ2=const
⇒ βmax = 0.45 → 0.5
Trãn hçnh 4.9 trçnh bay quan hã hiãu suát η = f(β) khi cosϕ2 = const.
4.5 MAY BIÃN AP LAM VIÃC SONG SONG
• Ly do näi mba lam viãc song song:
1. Cung cáp âiãn liãn tuc cho cac phu tai
2. Ván hanh cac mba mät cach kinh tã nhát.
3. May qua lån thç viãc chã tao va ván chuyãn se kho khàn.
• Thã nao la lam viãc song song ?
Dáy quán så cáp cac mba näi chung vao mät læåi âiãn va dáy quán thæ cáp
cung cung cáp cho mät phu tai.
• Âiãu kiãn âã näi mba lam viãc song song:
1. Cung tè sä biãn ap.
2. Cung tä näi dáy.
3. Cung âiãn ap ngàn mach.
4.5.1. Âiãu kiãn cung tä näi dáy :
Cung tä näi dáy âiãn ap thæ cáp se trung pha nhau. Khac tä näi dáy â/ap thæ
cáp se lãch pha nhau, va sæ lãch pha náy phu thuäc vao tä näi dáy.
8
VÊDU 4.1
Näi hai mba: May thæ nhát I näi Y/Δ-11 va may thæ hai II näi Y/Y-12 lam
viãc song song. Váy âiãn ap thæ cáp hai may se lãc pha nhau mät goc 300, trong
mach näi liãn dáy quán thæ se xuát hiãn mät sââ:
ΔE = 2Esin150 = 0.518E
Khi may khäng tai, trong âáy quán se co dong âiãn cán bàng :
ΔE
ZnI + ZnII
Icb =
(4.15)
0.518
Gia thæ ZnI=ZnII =0.05, Icb
=
= 5.18 lán Iâm
0.05 + 0.05
Nhæ váy âong âiãn Icb = 5,18Iâm se lam hong may biãn ap.
U1
IcbII
I
a
ΔE
A
X
X
x
x
IcbI
U2
II
E2I
E2II
A
a
ΔE
Hçnh 4-11. Âä thë vectå âiãn ap va
dong âiãn cua cac mba co tä näi dáy
khac nhau lam viãc song song
Hçnh 4-10. Så âä ghep song song mba
4.5.2. Âiãu kiãn cung tè sä biãn âäi âiãn ap:
Nãu tè sä biãn âäi âiãn ap cua hai may khac nhau ma hai âiãu kiãn con lai thoa
man thç khi mba lam viãc song song, âiãn ap thæ cáp khäng tai se bàng nhau (E2I =
E2II ), trong mach näi liãn dáy quán thæ cua mba se khäng co dong âiãn chay qua.
Gia thæ kI ≠ kII thç E2I ≠ E2II va khi khäng tai, trong mach näi liãn quán thæ cua
mba se co dong âiãn Icb chay qua âæåc sinh ra båi âiãn ap :
ΔE = E1I − E2II
(4.16)
(4.17)
ΔE
⇒ Icb =
ZnI + ZnII
9
Dong âiãn náy se chay trong dáy quán mba theo hai chiãu ngæåc nhau va chám
pha mät goc 900 vç r << x. Luc náy âiãn ap råi trãn dáy quán se bu træ våi sââ, kãt
qua la trãn mach thæ co âiãn ap thäng nhát U2.
E2I
U2
ItI
I2I
ItII
U2
I2II
E2II
IcbI
IcbI
IcbII
IcbII
Hçnh 4-11. Âä thë vectå va sæ phán phäi tai cua cac mba lam
viãc song song våi K khac nhau. a/ Khi khäng tai. b/ Khi co tai
Kãt qua khi mba mang tai, dong âiãn tai It se cäng våi dong cán bàng lam cho
âiãu kiãn lam viãc cua may se xáu âi, nghéa la dong trong may khäng tè lã våi
cäng suát cua chung, anh hæång tåi sæ låi dung cäng suát cua chung.
Chu y : Cho phep K ≤ khac nhau 0.5% so våi trë sä trung bçnh cua no.
4.5.3. Âiãu kiãn âiãn ap ngàn mach bàng nhau:
Trë sä ngàn mach cua cac may bàng
'
&
− II
&
Zn1
II
nhau thç phu tai se phán bä tè lã våi cäng
suát cua chung. Thát váy, xet ba mba lam
viãc song song co âiãn ap ngàn mach unI,
unII, unIII.Nãu bo qua dong âiãn tæ hoa thç
mach âiãn co dang nhæ hçnh 4- 12.
'
&
&
I1
− I2
ZnII
ZnIII
ΔU
III
IIII
'
&
-U2
&
U1
Täng trå tæång âæång mach âiãn :
1
1
1
Z =
=
1
1
1
Hçnh 4-12 Mach âiãn thay thã
cua mba lam viãc song song
+
+
∑
ZnI ZnII ZnIII
Zni
Âiãn ap råi trãn mach tæång âæång:
'
&
&
&
&
ΔU = U1 − U2 = Z.I
(4.18)
'
&
& &
trong âo I = I1 = I2 dong âiãn täng cac mba, do âo dong âiãn tai cua mäi mba :
10
&
&
Z.I
I
&
(4.19a)
(4.19b)
(4.19c)
I2I =
=
1
ZnI
ZnI
∑
Zni
&
&
I
Z.I
ZnII
&
I2II
;
=
=
1
ZnII
∑
Zni
&
I
&
Z.I
ZnIII
&
I2III
=
=
1
ZnIII
∑
Zni
Thæång thç ϕnI ≈ ϕnII ≈ ϕnII nãn chuyãn tênh tæ sä phæc sang tênh mäâun:
Ta co :
Uâm
Iâm
zn = un
Tæ dong mba I, ta co :
I2I =
I
,
(4.20)
unI
IâmI
Uâm
Iâmi
uni
∑
Uâm
nhán hai vã cho
=
, ta co hã sä tai cua cac may :
Sâm UâmIâm
S
βI =
(4.21a)
(4.21b)
(4.21c)
Sâmi
uni
unI
∑
S
βII =
Sâmi
uni
unII
∑
S
βIII
=
Sâmi
uni
unIII
∑
Nhæ váy, tæ (4.21a,b va c) ta tháy hã sä tai cua cac MBA lam viãc song song tè lã
nghëch våi âiãn ap ngàn mach cua chung :
1
1
1
βI : βII : βIII =
:
:
(4.22)
unI unII unIII
Nhæ váy, cac mba lam viãc song song, co âiãn ap ngàn mach un bàng nhau,
tai se phán bä tè lã våi cäng suát cua may. Nãu un khac nhau MBA nao co un lån, β
nho con un nho, β lån. Khi may co un nho lam viãc å âënh mæc thç MBA co un lån
se hut tai, kãt qua la khäng tán dung hãt cäng suát thiãt kã cua mäi may.
Chu y : Cho phep un khac nhau 10% va cäng suát MBA co tè lã: 3:1
11
VÊ DU 4.2
Cho ba MBA co cung tä näi dáy quán va tè sä biãn âäi våi cac sä liãu sau : SâmI
=
180kVA, SâmII = 240kVA, SâmIII = 320kVA; unI% = 5,4, unII% = 6,0, unIII% = 6,6.
Hay xac âënh tai cua mäi MBA khi tai chung cua cac MBA bàng täng cäng suát
cua chung va tênh xem tai täi âa cua cac MBA âã khäng MBA nao bë qua tai ?
Giai
Täng cäng suát cua ba may :
S = 180 + 240 + 320 = 740 kVA
Hã sä tai cua cac may :
S
740
βI =
=
=1,125
=1,01
Sâmi
uni
180 240 320
5,4 (
+
+
)
unI
∑
∑
5,4
6
6,6
S
740
βII =
βIII =
=
Sâmi
uni
S
180 240 320
6 (
∑
+
+
)
unII
∑
5,4
6
6,6
740
=
= 0,92
Sâmi
uni
180 240 320
5,4
6,6×
(
+
+
)
unIII
∑
∑
6
6,6
Cäng suát tai cua cac may :
SI = βI.SâmI = 1,125 x 180 = 202,5 kVA
SII = βII.SâmII = 1,01 x 240 = 243 kVA
SIII = βIII.SâmIII = 0,92 x 320 = 294,5 kVA
Ta tháy MBA I co un nho nhát bë qua tai nhiãu, trong khi âo MBA III co un lån bë
hut tai. Tai täng täi âa âã khäng MBA nao bë qua tai æng βI = 1. Luc âo ta co :
S
S
βI =
=
=1
Sâmi
uni
180 240 320
5,4×
(
+
+
)
unI
∑
∑
5,4
6
6,6
⇒ S = 657,72 kVA
Ro rang la phán cäng suát âàt cua cac MBA khäng âæåc låi dung se bàng :
740 - 658 = 82 kVA.
] R
R ^
11 trang
20320
Free
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Máy điện 1 - Chương 4: M.B.A làm việc ở tải đối xứng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_may_dien_1_chuong_4_m_b_a_lam_viec_o_tai_doi_xung.pdf
