phÇn i: m¤ pháng c¸c thiÕt bÞ vµ hÖ thèng...

157
T¸c gi¶: Th.S TrÇn Anh Dòng, Ks v¬ng ®øc phóc HiÖu ®Ýnh: Th.s §ç V¨n a M« h×nh ho¸ hÖ thèng ®iÖn 1

Upload: others

Post on 02-Feb-2020

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

PHÇN I: M¤ PHáNG C¸C THIÕT BÞ Vµ HÖ THèNG N¡NG L¦îNG §IÖN TR£N TµU THUû

T¸c gi¶: Th.S TrÇn Anh Dòng, Ks v¬ng ®øc phóc

HiÖu ®Ýnh: Th.s §ç V¨n a

M« h×nh ho¸ hÖ thèng ®iÖn

H¶I phßng - 2007

Môc lôc

Trang

Lêi nãi ®Çu

M« h×nh ho¸ vµ m« pháng lµ nét ph¬ng ph¸p nghiªn cøu khoa häc ®Ó nghiªn cøu ®èi tîng, nã thay thÕ ®èi tîng b»ng mét m« h×nh ®Ó nh»m thu thËp c¸c th«ng tin quan träng vÒ ®èi tîng b»ng c¸ch tiÕn hµnh c¸c thùc nghiÖm trªn m« h×nh. Ngµy nay víi sù trî gióp cña c¸c m¸y tÝnh cã tãc ®é cao mµ ph¬ng ph¸p m« h×nh ho¸ ®îc ph¸t triÓn m¹nh mÏ vµ ®îc øng dông réng r·i tõ nghiªn cøu, thiÕt kÕ, chÕ t¹o, ®Õn vËn hµnh c¸c hÖ thèng trong mäi lÜnh vùc cña ®êi sèng x· héi nh: Qu©n sù, kinh tÕ, x· héi…

Ph¬ng ph¸p m« h×nh ho¸ thêng ®îc sö dông trong c¸c trêng hîp sau ®©y:

1. Khi nghiªn cøu trªn hÖ thèng thùc gÆp khã kh¨n do nhiÒu nguyªn nh©n:

· Gi¸ thµnh nghiªn cøu trªn hÖ thèng thùc qu¸ ®¾t

· Nghiªn cøu trªn hÖ thèng thùc ¶nh hëng ®Õn s¶n xuÊt hoÆc g©y nguy hiÓm cho con ngêi còng nh thiÕt bÞ

· Nghiªn cøu trªn hÖ thèng thùc ®ßi hái thêi gian qu¸ dµi

2. Ph¬ng ph¸p m« h×nh ho¸ cho phÐp ®¸nh gi¸ ®é nh¹y cña hÖ thèng khi thay ®æi tham sè hoÆc c©u tróc cña hÖ thèngcòng nh ®¸nh gi¸ ph¶n øng cña hÖ thèng khi thay ®æi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn. Nh÷ng sè kiÖn nµy dïng ®Ó thiÕt kÕ hÖ thèng còng nh vËn hµnh hÖ thèng

3. Ph¬ng ph¸p m« h×nh ho¸ cho phÐp nghiªn cøu hÖ thèng ngay c¶ khi cha cã hÖ thèng thùc: Trong trêng hîp cha cã hÖ thèng thùc th× nghiªn cøu trªn m« h×nh lµ biÖn ph¸p duy nhÊt ®Ó ®¸nh gi¸ c¸c chØ tiªu kü thuËt, lùa chän cÊu tróc vµ c¸c th«ng sè tèi u cña hÖ thèng…

XuÊt ph¸t tõ tÇm quan träng ®ã nhãm t¸c gi¶ ®· tæng hîp vµ viÕt cuèn s¸ch “ M« h×nh ho¸ hÖ thèng ®iÖn”. Cuèn s¸ch tr×nh bµy m« h×nh to¸n cña c¸c lo¹i m¸y ®iÖn,c¸c bé biÕn ®æi vµ hÖ thèng n¨ng lîng ®iÖn tõ ®ã m« phãng c¸c hÖ thèng nµy trªn m¸y tÝnh. Cã nhiÒu phÇn mÒm cho phÐp ta m« pháng vµ nghiªn cøu song phÇn mÒm dÔ sö dông vµ ®¸p øng ®îc nh÷ng yªu cÇu cña ®èi täng thùc ®ã lµ phÇn mÒm Matlab. Cuèn s¸ch lµ tµi liÖu tham kh¶o tèt cho c¸c kü s, c¸n bé kü thuËt, sinh viªn trong lÜnh vùc c«ng nghÖ.

H¶i Phßng th¸ng 2 n¨m 2007

Nhãm t¸c gi¶

PHÇN I: M¤ PHáNG C¸C THIÕT BÞ Vµ HÖ THèNG N¡NG L¦îNG §IÖN TR£N TµU THUû

Ch¬ng 1

M« h×nh to¸n häc cña m¸y ph¸t ®ång bé cã chæi than

1.1: Thµnh lËp hÖ ph¬ng tr×nh cña m¸y ph¸t ®ång bé ë hÖ trôc cè ®Þnh.

1.1.1. XÐt m¸y ph¸t ®ång bé cã cÊu t¹o nh h×nh vÏ, trong ®ã Ws: Cuén d©y 3 pha stato, Wf : Cuén d©y kÝch tõ cßn

D

W

,

Q

W

: Cuén d©y æn ®Þnh theo trôc däc vµ ngang.

d

q

a

b

c

ud

uq

u

0

H×nh 1.1

HÖ(a,b,c) hÖ cè ®Þnh g¾n liÒn víi Stator

HÖ (d,q) hÖ trôc quay g¾n liÒn víi tèc ®é quay cña Rotor.

(

)

d

a

,

=

g

: Gãc gi÷a trôc cuén d©y Stator pha A vµ trôc däc Rotor

§Ó ®a ra c¸c ph¬ng tr×nh cña m¸y ph¸t ®ång bé miªu t¶ mèi quan hÖ gi÷a c¸c ®aÞ lîng ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn vµ tõ th«ng mãc vßng cña c¸c cuén d©y Stator, kÝch tõ vµ æn ®Þnh ta sö dông ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ vµ ®Þnh luËt Khiec khèp 2.

Ta ký hiÖu c¸c ®¹i lîng nh sau:

ua, ub, uc : §iÖn ¸p tøc thêi trªn c¸c cuén d©y pha ë Stato.

ia, ib, ic : Dßng ®iÖn trªn c¸c cuén d©y pha.

(a, (b, (c : tõ th«ng cña c¸c cuén d©y pha a,b,c ë Stato.

c

b

a

r

r

r

r

=

=

=

: ®iÖn trë thuÇn cña c¸c cuén d©y stato.

uf, if, (f : §iÖn ¸p, dßng ®iÖn tõ th«ng mãc vßng cña cuén kÝch tõ

rf: §iÖn trë thuÇn cuén kÝch tõ.

Q

D

Q

D

Q

D

r

r

i

i

,

,

,

,

,

y

y

: dßng ®iÖn, tõ th«ng, ®iÖn trë thuÇn cña cuén æn ®Þnh theo

trôc däc vµ trôc ngang.

1. C¸c ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p cña c¸c cuén d©y.

Theo ®Þnh luËt kiechop 2:

r

i

e

u

a

a

a

.

-

=

(1.1)

r

i

e

u

b

b

b

.

-

=

(1.2)

r

i

e

u

c

c

c

.

-

=

(1.3)

Trong ®ã :

dt

d

e

a

a

y

-

=

;

dt

d

e

b

b

y

-

=

;

dt

d

e

c

c

y

-

=

Cuén kÝch tõ vµ cuén æn ®Þnh:

f

f

f

f

i

r

e

u

.

+

-

=

(1.4)

dt

d

e

f

f

y

-

=

(1.5)

dt

d

r

i

e

i

r

D

D

D

D

D

D

y

+

=

-

=

.

.

0

(1.6)

dt

d

r

i

Q

Q

Q

y

+

=

.

0

(1.7)

1.1.2. C¸c ph¬ng tr×nh t¬ng hç tõ cña c¸c cuén d©y.

a. §Ó viÕt ph¬ng tr×nh t¬ng hç tõ th× ta nhËn thÊy r»ng tõ th«ng mãc vßng cña mét cuén d©y kh«ng nh÷ng phô thuéc dßng ®iÖn cña cuén d©y ®ã mµ cßn phô thuéc vµo tÊt c¶ c¸c cuén d©y n»m trong m¹ch tõ cña m¸y mang dßng ®iÖn.

XÐt m¹ch tõ gåm 2 cuén d©ynh h×nh vÏ

y

H×nh 1.2

Theo ®Þnh luËt dßng ®iÖn toµn phÇn

Ta cã :

ò

S

=

I

dl

H

.

Gi¶ thiÕt r»ng tÊt c¶ c¸c ®êng tõ th«ng cña cuén d©y ®Òu ®i theo m¹ch tõ theo suèt chiÒu dµi cña m¹ch khi ®ã cêng ®é tõ trêng H=const

ò

±

=

S

=

=

Þ

2

2

1

1

.

.

.

.

w

i

w

i

i

l

H

dl

H

tb

ë ®ã:

0

0

.

w.S.

.

.

.

.

.

m

m

y

m

m

y

=

Þ

=

=

F

=

H

H

B

w

S

B

( Trong ®ã B lµ ®é tõ c¶m ®o b»ng T, S TiÕt diÖn m¹ch tõ, l chiÒu dµi m¹ch tõ)

Nh vËy ®èi víi cuén 1:

S

W

H

.

.

.

1

0

1

1

m

m

y

=

(

2

2

1

1

1

0

1

1

.

.

.

.

.

.

W

i

W

i

S

W

l

H

tb

±

=

=

m

m

y

2

12

1

1

2

0

2

1

1

0

2

1

1

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

i

M

i

L

i

l

S

W

W

i

l

W

tb

tb

±

=

±

=

®

m

m

m

m

y

ë ®ã:

tb

tb

l

S

W

W

M

l

S

W

L

.

.

.

.

;

.

.

.

0

2

1

12

0

2

1

1

m

m

m

m

=

=

T¬ng tù víi cuén 2:

1

21

2

2

2

.

.

i

M

i

L

±

=

y

Ta thÊy:

21

12

M

M

=

Trong ®ã:

:

,

2

1

L

L

HÖ sè tù c¶m cña cuén d©y.

:

21

12

M

M

=

HÖ sè hç c¶m cña cuén 1 vµ cuén 2.

b. ¸p dông c«ng thøc trªn cho m¹ch tõ cña 6 cuén d©y:

Q

aQ

D

aD

f

af

c

ac

b

ab

a

a

a

i

M

i

M

i

M

i

M

i

M

i

L

.

.

.

.

.

.

+

+

+

+

+

=

y

(1.8)

Q

bQ

D

bD

f

bf

c

bc

a

ba

b

b

b

i

M

i

M

i

M

i

M

i

M

i

L

.

.

.

.

.

.

+

+

+

+

+

=

y

(1.9)

Q

cQ

D

cD

f

cf

b

cb

a

ca

c

c

c

i

M

i

M

i

M

i

M

i

M

i

L

.

.

.

.

.

.

+

+

+

+

+

=

y

(1.10)

od

fod

c

fc

b

fb

a

fa

f

f

f

i

M

i

M

i

M

i

M

i

L

.

.

.

.

.

+

+

+

+

=

y

(1.11)

Q

DQ

f

Df

D

D

D

i

M

i

M

i

L

.

.

.

+

+

=

y

(1.12)

D

QD

f

Qf

Q

Q

Q

i

M

i

M

i

L

.

.

.

+

+

=

y

(1.13)

Khi Rotor quay th× c¸c hÖ sè tù c¶m, hç c¶m cña c¸c ph¬ng tr×nh trªn

thay ®æi. Nã thay ®æi sau:

c. XÐt sù thay ®æi cña

a

L

theo gãc quay Rotor.

g

2

cos

.

Lm

Lo

La

+

=

(1.14)

y

Hinh 1.3

Khi

0

0

=

g

th×

Max

Lm

Lo

La

=

+

=

Khi

0

90

=

g

th×

Min

Lm

Lo

La

=

-

=

H×nh 1.4

T¬ng tù khi xÐt sù thay ®æi cña

Lc

Lb

,

theo gãc quay Rotor.

)

120

2

cos(

.

0

0

+

+

=

g

m

b

L

L

L

(1.15)

)

120

2

cos(

.

0

0

-

+

=

g

m

c

L

L

L

(1.16)

H×nh 1.5

d. Sù thay ®æi cña

Mab

theo gãc quay (.

Ta nhËn thÊy hÖ sè hç c¶m cña cuén d©y pha a vµ pha b lµ ©m v× gãc lÖch pha gi÷a chóng lớn hơn

0

90

.

max

Mab

khi Rotor n»m chÝnh gi÷a 2 trôc a,b

(

)

0

60

=

g

vµ ®¹t gi¸ trÞ nhá nhÊt khi Rotor quay thªm

0

90

n÷a. Mèi quan hÖ nµy thÓ hiÖn th«ng qua biÓu thøc

)

120

2

cos(

.

0

0

-

+

-

=

g

m

ab

M

M

M

(1.17)

T¬ng tù th× :

g

2

cos

.

0

m

bc

M

M

M

+

-

=

(1.18)

)

120

2

cos(

.

0

0

+

+

-

=

g

m

ac

M

M

M

(1.19)

Mèi quan hÖ nµy ®îc thÓ hiÖn

Hình 1.6

e. Quan hÖ hÖ sè hç c¶m gi÷a cuén d©y Stator vµ cuén kÝch tõ.

Sù thay ®æi cña

Maf

theo (: Ta thÊy khi

0

=

g

th× kho¶ng c¸ch cña cuén

kÝch tõ vµ cuén d©y pha a sÏ lµ gÇn nhÊt vµ lóc nµy hÖ sè hç c¶m

Maf

lµ max vµ

mang dÊu (+) .

Khi

0

90

=

g

th× trôc cña cuén kÝch tõ vµ trôc cña cuén d©y pha vu«ng gãc nªn chóng kh«ng t¬ng hç víi nhau nªn

0

=

Maf

.T¬ng tù cho sù thay ®æi cña c¸c cuén d©y pha b, c víi cuén kÝch tõ. Sù thay ®æi nµy ®îc thÓ hiÖn b»ng c«ng thøc :

y

0

180

=

g

0

90

=

g

H×nh 1.7

g

cos

.

f

af

M

M

=

(1.20)

)

120

cos(

.

0

-

=

g

f

bf

M

M

(1.21)

)

120

cos(

.

0

+

=

g

f

cf

M

M

(1.22)

f. Quan hÖ hÖ sè hç c¶m gi÷a cuén d©y Stator vµ cuén æn ®Þnh.

T¬ng tù nh lÝ luËn quan hÖ hÖ sè hç c¶m gi÷a cuén d©y Stator vµ cuén kÝch tõ ta ®îc:

g

cos

.

D

aD

M

M

=

(1.23)

)

120

cos(

.

0

-

=

g

D

bD

M

M

(1.24)

)

120

cos(

.

0

+

=

g

D

cD

M

M

(1.25)

)

90

cos(

.

0

+

=

g

Q

aQ

M

M

(1.26)

)

30

cos(

.

0

-

=

g

Q

bQ

M

M

(1.27)

)

210

cos(

.

0

+

=

g

Q

cQ

M

M

(1.28)

NhËn xÐt : V× cuén kÝch tõ vµ cuén æn ®Þnh n»m trªn vµ quay cïng víi Rotor cho nªn c¸c hÖ sè tù c¶m còng nh c¸c hÖ sè hç c¶m gi÷a chóng víi nhau lµ kh«ng ®æi vµ kh«ng phô thuéc vµo vÞ trÝ Rotor do vËy Lf = LD = La = const.

Ta nhËn ®îc hÖ ph¬ng tr×nh to¸n cña m¸y ph¸t ®ång bé

dt

d

r

i

u

a

a

a

y

-

-

=

.

(1.29)

dt

d

r

i

u

b

b

b

y

-

-

=

.

(1.30)

dt

d

r

i

u

c

c

c

y

-

-

=

.

(1.31)

dt

d

r

i

u

f

f

f

f

y

-

-

=

.

(1.32)

dt

d

r

i

oD

oD

oD

y

+

=

.

0

(1.33)

dt

d

r

i

oQ

oQ

oQ

y

+

=

.

0

(1.34)

Q

aQ

D

aD

f

af

c

ac

b

ab

a

a

a

i

M

i

M

i

M

i

M

i

M

i

L

.

.

.

.

.

.

+

+

+

+

+

=

y

(1.35)

Q

bQ

D

bD

f

bf

c

bc

a

ba

b

b

b

i

M

i

M

i

M

i

M

i

M

i

L

.

.

.

.

.

.

+

+

+

+

+

=

y

(1.36)

Q

cQ

D

cD

f

cf

b

cb

a

ca

c

c

c

i

M

i

M

i

M

i

M

i

M

i

L

.

.

.

.

.

.

+

+

+

+

+

=

y

(1.37)

od

fod

c

fc

b

fb

a

fa

f

f

f

i

M

i

M

i

M

i

M

i

L

.

.

.

.

.

+

+

+

+

=

y

(1.38)

Q

DQ

f

Df

D

D

D

i

M

i

M

i

L

.

.

.

+

+

=

y

(1.39)

D

QD

f

Qf

Q

Q

Q

i

M

i

M

i

L

.

.

.

+

+

=

y

(1.40)

g

2

cos

.

0

m

a

L

L

L

+

=

(1.41)

)

120

2

cos(

.

0

0

+

+

=

g

m

b

L

L

L

(1.42)

)

120

2

cos(

.

0

0

-

+

=

g

m

c

L

L

L

(1.43)

g

cos

.

f

af

M

M

=

(1.44)

)

120

cos(

.

0

-

=

g

f

bf

M

M

(1.45)

)

120

cos(

.

0

+

=

g

f

cf

M

M

(1.46)

g

cos

.

oD

aoD

M

M

=

(1.47)

)

120

cos(

.

0

-

=

g

oD

boD

M

M

(1.48)

)

120

cos(

.

0

+

=

g

oD

coD

M

M

(1.49)

,

const

L

f

=

,

const

L

D

=

Df

fD

M

const

M

=

=

C¸c ph¬ng tr×nh trªn lµ ph¬ng tr×nh cña m¸y ph¸t ®ång bé viÕt ë hÖ trôc (a,b,c). HÖ trôc nµy gåm 3 trôc a,b,c lÖch nhau

0

120

trªn mÆt ph¼ng vµ ®øng yªn khi Rotor quay. Tõ c¸c ph¬ng tr×nh nµy ta cã thÓ tiÕn hµnh m« pháng thu ®îc c¸c ®êng ®Æc tÝnh, gi¸ trÞ tøc thêi c¸c ®¹i lîng nh dßng ®iÖn, tõ th«ng, ®iÖn ¸p theo gãc quay. Chóng ta lu ý gãc ( lµ gãc lÖch gi÷a trôc cña cuén d©y pha a vµ trôc cuén kÝch tõ lµ gãc lÖch vÒ ®iÖn. NÕu m¸y ph¸t ®ång bé mµ cã sè ®«i cùc kh¸c 1 th×

(®iÖn =

p

hinhhoc

g

(1.50)

Khi tiÕn hµnh m« pháng th× ta ph¶i sö dông bíc tÝnh nhá v× ®iÖn ¸p h×nh sin cã tÇn sè kho¶ng (50-60)Hz.

(

)

.

02

,

0

017

,

0

s

T

-

=

®

1.2: HÖ PH¦¥NG TR×NH CñA M¸Y PH¸T §åNG Bé VIÕT ë HÖ TRôC QUAY

1.2.1. HÖ trôc quay:

Do tÝnh chÊt phøc t¹p m« h×nh to¸n cña m¸y ph¸t ®ång bé viÕt ë hÖ trôc cè ®Þnh g©y nhiÒu khã kh¨n cho qu¸ tr×nh m« pháng, cho nªn ta t×m c¸ch ®a m« h×nh to¸n häc cña m¸y ph¸t ®ång bé vÒ mét m« h×nh míi viÕt ë hÖ trôc vu«ng gãc( d,q) g¾n liÒn víi tõ trêng quay Rotor. HÖ nµy gåm hai trôc d vµ q vu«ng gãc víi nhau quay cïng víi tèc ®é quay rotor.

Trôc d ®Æt däc theo trôc rotor gäi lµ trôc däc.

Trôc q ®Æt ngang theo trôc rotor gäi la trôc ngang.

y

y

ï

ï

î

ï

ï

í

ì

=

-

+

=

-

+

Þ

0

.

.

dt

.

0

.

.

dt

.

Q

D

S

D

Q

Q

S

Q

D

D

S

d

i

r

S

d

i

r

w

y

y

w

y

y

y

y

y

y

y

d

q

a

b

c

ud

uq

u

0

.

.

dt

d

r

i

u

dt

d

e

r

i

e

u

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

y

y

+

=

Þ

=

+

=

ï

ï

î

ï

ï

í

ì

=

-

+

=

-

+

Þ

0

.

.

dt

.

0

.

.

dt

.

Q

D

S

D

Q

Q

S

Q

D

D

S

d

i

r

S

d

i

r

w

y

y

w

y

y

H×nh 1.8

ë hÖ trôc míi nµy ta sÏ nhËn ®îc c¸c ph¬ng tr×nh cã c¸c hÖ sè kh«ng ®æi vµ cã thÓ sö dông ngay th«ng sè cña m¸y. Cßn khi cÇn c¸c th«ng sè thùc th× ta cã thÓ sö dông c«ng thøc chuyÓn ®æi ®Ó tÝnh.

1.2.2. Mèi quan hÖ gi÷a hai hÖ trôc

a. LÊy ®¹i lîng ®iÖn ¸p ®Ó xÐt

q

b

Uq

Ub

d

U

Uc

Ud

p

Ua

0

c

a

H×nh 1.9

g

g

sin

.

cos

.

q

d

a

u

u

u

-

=

(1.51)

)

120

sin(

.

)

120

cos(

.

0

0

-

-

-

=

g

g

q

d

b

u

u

u

(1.52)

)

120

sin(

.

)

120

cos(

.

0

0

+

-

+

=

g

g

q

d

c

u

u

u

(1.53)

b. Dßng ®iÖn

g

g

sin

.

cos

.

q

d

a

i

i

i

-

=

(1.54)

)

120

sin(

.

)

120

cos(

.

0

0

-

-

-

=

g

g

q

d

b

i

i

i

(1.55)

)

120

sin(

.

)

120

cos(

.

0

0

+

-

+

=

g

g

q

d

c

i

i

i

(1.56)

c. Tõ th«ng

§èi víi tõ th«ng th× chiÒu d¬ng cña trôc ®îc chän trïng víi chiÒu d¬ng cña ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn.

Cßn chiÒu d¬ng trªn trôc d ®îc chän ngîc víi chiÒu ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn

q

u

i

d

q

d

H×nh 1.10

g

y

g

y

y

sin

.

cos

.

q

d

a

-

-

=

®

(1.57)

)

120

sin(

.

)

120

cos(

.

0

0

-

-

-

-

=

g

y

g

y

y

q

d

b

(1.58)

)

120

sin(

.

)

120

cos(

.

0

0

+

-

+

-

=

g

y

g

y

y

q

d

c

(1.59)

1.2.3. BiÕn ®æi hÖ ph¬ng tr×nh tõ hÖ (a,b,c) sang hÖ (d,q)

+ Ta cã:

.os.sin

adq

uucu

gg

=-

(1.60)

00

.os(120).sin(120)

bdq

uucu

gg

=---

(1.61)

00

.os(+120).sin(120)

cdq

uucu

gg

=-+

(1.62)

Nh©n(1.60) víi

os

c

g

(1.61) víi

0

os(120)

c

g

-

(1.62) víi

0

os(+120)

c

g

Råi céng l¹i víi nhau:

)

120

(

2

sin

.

.

2

1

)

120

(

cos

.

)

120

(

2

sin

.

.

2

1

)

120

(

cos

.

2

sin

.

.

2

1

cos

.

)

120

cos(

.

)

120

cos(

.

cos

.

0

0

2

0

0

2

2

0

0

-

-

+

+

-

-

-

+

+

-

=

+

+

-

+

g

g

g

g

g

g

g

g

g

q

d

q

d

q

d

c

b

a

u

u

u

u

u

u

u

u

u

=

+

+

-

+

)

120

cos(

.

)

120

cos(

.

cos

.

0

0

g

g

g

c

b

a

u

u

u

[

]

-

+

+

-

+

=

)

120

(

cos

)

120

(

cos

cos

.

0

2

0

2

2

g

g

g

d

u

[

]

)

120

(

2

sin

)

120

(

2

sin

2

sin

.

.

2

1

0

0

+

+

-

+

-

g

g

g

q

u

(

)

(

)

00

3

coscos120cos120

2

abcd

uuuu

ggg

+-++=

[

]

)

120

cos(

)

120

cos(

cos

3

2

0

0

+

+

-

+

=

®

g

g

g

c

b

a

d

u

u

u

u

(1.63)

T¬ng tù: nh©n (1.60) víi

sin

g

(1.61) víi

(

)

0

sin120

g

-

(1.62) víi

(

)

0

sin120

g

+

[

]

)

120

sin(

.

)

120

sin(

.

sin

3

2

0

0

+

+

-

+

-

=

®

g

g

g

c

b

a

q

u

u

u

u

(1.64)

T¬ng tù víi dßng ®iÖn vµ tõ th«ng:

[

]

)

120

cos(

.

)

120

cos(

cos

3

2

0

0

+

+

-

+

=

g

g

g

c

b

a

d

i

i

i

i

(1.65)

[

]

)

120

sin(

.

)

120

sin(

sin

3

2

0

0

+

+

-

+

-

=

g

g

g

c

b

a

q

i

i

i

i

(1.66)

[

]

)

120

cos(

.

)

120

cos(

.

cos

.

.

3

2

0

0

+

+

-

+

-

=

g

y

g

y

g

y

y

c

b

a

d

(1.67)

[

]

)

120

sin(

.

)

120

sin(

.

sin

.

.

3

2

0

0

+

+

-

+

-

=

g

y

g

y

g

y

y

c

b

a

q

(1.68)

Thùc hiÖn chuyÓn ®æi b»ng c¸ch thay c¸c c«ng thøc biÕn ®æi nµy vµo c¸c ph¬ng tr×nh cña m¸y ph¸t ®ång bé ë hÖ a, b, c.

Ta cã:

ï

ï

ï

î

ï

ï

ï

í

ì

-

-

=

-

-

=

-

-

=

dt

d

i

r

u

dt

d

i

r

u

dt

d

i

r

u

c

c

c

b

b

b

a

a

a

y

y

y

.

.

.

Nh vËy (1.63), (1.64) trë thµnh:

00

2

(.)cos(.).cos(120)(.).cos(120)

3

abc

dabc

ddd

uiririr

dtdtdt

ggg

YYY

éù

=--+---+--+

êú

ëû

{

[

]

}

ú

û

ù

ê

ë

é

+

+

-

+

-

+

+

-

+

-

=

)

120

cos(

.

)

120

cos(

.

cos

.

)

120

cos(

.

)

120

cos(

.

cos

.

.

.

3

2

0

0

0

0

g

y

g

y

g

y

g

g

g

dt

d

dt

d

dt

d

i

i

i

r

u

c

b

a

c

b

a

d

BiÓu thøc ë trong cÆp dÊu ngoÆc vu«ng thø nhÊt

d

i

.

2

3

=

(theo c«ng thøc biÕn ®æi hÖ trôc ®èi víi dßng ®iÖn)

§Ó tÝnh biÓu thøc trong dÊu ngoÆc vu«ng thø hai tríc hÕt tÝnh ®¹i lîng

dt

d

d

y

[

]

ï

þ

ï

ý

ü

ï

î

ï

í

ì

+

+

-

+

-

ú

û

ù

ê

ë

é

+

+

-

+

-

=

ú

ú

ú

ú

û

ù

ê

ê

ê

ê

ë

é

+

-

+

+

-

-

-

+

-

-

=

)

120

sin(

.

)

120

sin(

.

sin

.

.

)

120

cos(

.

)

120

cos(

.

cos

.

.

3

2

).

120

sin(

.

)

120

cos(

.

).

120

sin(

.

)

120

cos(

.

.

sin

.

cos

.

.

3

2

0

0

0

0

0

0

0

0

g

y

g

y

g

y

w

g

y

g

y

g

y

g

g

y

g

y

g

g

y

g

y

g

g

y

g

y

y

c

b

a

c

b

a

c

c

b

b

a

a

d

dt

d

dt

d

dt

d

dt

d

dt

d

dt

d

dt

d

dt

d

dt

d

dt

d

q

d

c

b

a

dt

d

dt

d

dt

d

dt

d

y

w

y

g

y

g

y

g

y

.

)

120

cos(

.

)

120

cos(

.

cos

.

.

3

2

0

0

+

=

+

+

-

+

-

Þ

Nh vËy :

q

d

d

q

d

d

d

dt

d

i

r

dt

d

i

r

u

y

w

y

y

w

y

.

.

.

.

2

3

.

.

3

2

+

+

-

=

+

+

-

=

(1.69)

T¬ng tù ta nhËn ®îc:

d

q

q

q

dt

d

i

r

u

y

w

y

.

.

+

-

-

=

(1.70)

+ C¸c ph¬ng tr×nh do ®iÖn ¸p cña cuén æn ®Þnh vµ cuén kÝch tõ:

- Ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p cña cuén kÝch tõ :

V× cuén kÝch tõ n»m trªn rotor vµ quay cïng rotor vµ trôc cña nã n»m trïng víi trôc cña rotor nªn ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p cña cuén kÝch tõ khi viÕt ë hÖ trôc (d,q) vÉn kh«ng ®æi:

dt

d

i

r

u

f

f

f

f

y

+

=

.

(1.71)

- Ph¬ng tr×nh c©n b»ng cña cuén æn ®Þnh:

0

0.

oD

DoD

d

ri

dt

Y

=+

(1.72)

MÆc dï cuén æn ®Þnh g¾n liÒn víi rotor, quay cïng rotor nhng trôc cña nã kh«ng trïng víi trôc cña rotor do vËy khi viÕt ë hÖ trôc d,q nã vÉn cã hai thµnh phÇn theo trôc däc vµ trôc ngang.

Gäi:

)

,

(

)

,

(

oD

oD

d

i

d

y

b

a

=

=

(1.72) trë thµnh:

1

0..

osos

DD

oD

id

r

ccdt

ab

Y

=+

os

0..

os

D

DoD

cd

ir

cdt

b

a

Y

=+

dt

d

i

r

D

D

D

y

+

=

.

0

(1.73)

ë ®ã:

os

.

cos

DoD

c

rr

b

a

=

®iÖn trë thuÇn cña cuén æn ®Þnh theo trôc däc

HoÆc (1.72):

1

0..

sinsin

QQ

oD

id

r

dt

ab

Y

=+

sin

0..

sin

Q

oDQ

d

ri

dt

a

b

Y

=+

dt

d

i

r

Q

Q

Q

y

+

=

.

0

(1.74)

sin

.

sin

QoD

rr

b

a

=

: ®iÖn trë thuÇn cña cuén æn ®Þnh theo thµnh phÇn trôc ngang.

+ C¸c ph¬ng tr×nh t¬ng hç viÕt ë hÖ (d,q):

§Ó chuyÓn ®æi c¸c ph¬ng tr×nh t¬ng hç gi÷a c¸c cuén d©y tõ hÖ trôc a,b,c sang hÖ trôc (d,q) ngêi ta ®a ra mét m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé gi¶ tëng gåm c¸c cuén d©y gi¶ tëng g¾n liÒn víi hÖ trôc (d,q).

d : cuén stator gi¶ tëng theo trôc däc

q : cuén stator gi¶ tëng theo trôc ngang

f : cuén kÝch tõ gi¶ tëng

D : cuén æn ®Þnh gi¶ tëng theo trôc däc

Q : cuén æn ®Þnh gi¶ tëng theo trôc ngang

,,,,

dsfsDsqsQs

YYYYY

, lµ c¸c tõ th«ng t¶n cña c¸c cuén d©y t¬ng øng.

,

adaq

YY

: tõ th«ng t¬ng hç gi÷a c¸c cuén d©y

H×nh 1.11

· Gi¶ thiÕt r»ng c¸c cuén d©y trªn cïng mét trôc th× cã chung tõ th«ng t¬ng hç , cßn c¸c cuén d©y n»m kh¸c nhau th× kh«ng t¬ng hç víi nhau v× hai trôc vu«ng gãc nhau

· Gi¶ thiÕt r»ng tõ th«ng mãc vßng cña mçi cuén d©y sÏ lµ tõ th«ng tæng cña tõ th«ng t¶n cña mçi cuén d©y ®ã víi cuén d©y t¬ng hç

ad

ds

d

y

y

y

+

=

aq

qs

q

y

y

y

+

=

ad

fs

f

y

y

y

+

=

ad

Ds

D

y

y

y

+

=

aq

Qs

Q

y

y

y

+

=

V× c¶m kh¸ng tû lÖ víi tõ th«ng do vËy mµ :

ad

ds

d

X

X

X

+

=

aq

qs

q

X

X

X

+

=

ad

fs

f

X

X

X

+

=

ad

Ds

D

X

X

X

+

=

aq

Qs

Q

X

X

X

+

=

Ta nhËn thÊy tõ th«ng t¶n cña cuén stator theo trôc däc vµ trôc ngang lµ gÇn b»ng nhau nªn ta cã thÓ coi:

dsqssdsqss

XXX

Y=Y=YÞ==

· Trë kh¸ng gåm hai thµnh phÇn:

S

qS

dS

X

X

X

=

=

· C¸c ph¬ng tr×nh tÝnh tõ th«ng tæng c¸c cuén d©y ®îc tÝnh theo nhËn ®Þnh trªn:

Ta cã:

00

bc

2

os+os(120)os(120)

3

da

ccc

ggg

éù

Y=-YY-+Y+

ëû

(1.75)

00

bc

2

os+os(120)os(120)

3

qa

ccc

ggg

éù

Y=-YY-+Y+

ëû

(1.76)

Thay:

Q

aQ

D

aD

f

af

c

ac

b

ab

a

a

a

i

M

i

M

i

M

i

M

i

M

i

L

.

.

.

.

.

.

+

+

+

+

+

=

y

Q

bQ

D

bD

f

bf

c

bc

a

ba

b

b

b

i

M

i

M

i

M

i

M

i

M

i

L

.

.

.

.

.

.

+

+

+

+

+

=

y

Q

cQ

D

cD

f

cf

c

ca

b

cb

c

c

c

i

M

i

M

i

M

i

M

i

M

i

L

.

.

.

.

.

.

+

+

+

+

+

=

y

g

g

sin

.

cos

.

q

d

a

i

i

i

-

=

)

120

sin(

.

)

120

cos(

.

0

0

-

-

-

=

g

g

q

d

a

i

i

i

)

120

sin(

.

)

120

cos(

.

0

0

+

-

+

=

g

g

q

d

b

i

i

i

g

2

cos

.

0

m

a

L

L

L

+

=

)

120

2

cos(

.

0

0

-

+

-

=

g

m

ab

M

M

M

g

cos

.

f

af

M

M

=

g

cos

.

oD

aoD

M

M

=

g

cos

D

oD

i

i

=

g

sin

D

DQ

i

i

=

f

df

D

dD

d

d

d

i

M

i

M

i

L

.

.

.

+

+

-

=

y

Q

dQ

q

q

q

i

M

i

L

.

.

+

=

y

:

d

L

HÖ sè tù c¶m cña cuén stator theo trôc däc

:

dD

M

HÖ sè hç c¶m cña cuén stator víi cuén æn ®Þnh

:

df

M

HÖ sè hç c¶m cña cuén stator víi cuén kÝch tõ

:

dQ

M

HÖ sè hç c¶m cña cuén stator víi cuén æn ®Þnh theo trôc ngang

TÊt c¶ c¸c hÖ sè nµy ®Òu lµ c¸c hÖ sè kh«ng ®îc tÝnh trªn c¬ së c¸c phÐp tÝnh, biÕn ®æi. Nã phô thuéc vµo c¸c hÖ sè :Lo, Mo, Lm, Mm, Mf, MoD nhng

kh«ng phô thuéc vµo gãc quay cña roto

g

nªn nã lµ c¸c hÖ sè kh«ng ®æi.

Ch¼ng h¹n:

m

q

m

d

L

M

L

L

L

M

L

L

.

2

3

.

2

3

0

0

0

0

-

+

=

+

+

=

B»ng c¸c phÐp biÕn ®æi t¬ng tù ngêi ta ®a ra ph¬ng tr×nh tõ th«ng tæng cuén æn ®Þnh vµ cuén kÝch tõ theo tõng trôc d vµ q nh sau:

...

fffdfffDD

LiMiMi

Y=-+

(1.77)

Dd

...

DDDdDff

LiMiMi

Y=-+

(1.78)

Qq

..

QQQq

LiMi

Y=+

(1.79)

Theo gi¶ thiÕt tÊt c¶ c¸c hÖ sè hç c¶m theo cïng mét trôc th× b»ng nhau vµ c¸c cuén d©y trªn cïng mét trôc th× cã cïng mét hÖ sè hç c¶m :

DdfDDf

dffD

qQQq

MMMMM

MM

====

ì

ï

í

=

ï

î

Suy ra c¸c ph¬ng tr×nh cña m¸y ph¸t ®ång bé viÕt ë hÖ (d,q):

q

d

d

d

dt

d

i

r

u

y

w

y

.

.

+

+

-

=

(1.80)

d

q

q

q

dt

d

i

r

u

y

w

y

.

.

+

+

-

=

(1.81)

dt

d

i

r

u

f

f

f

y

+

=

.

(1.82)

dt

d

i

r

D

D

D

y

+

=

.

0

(1.83)

dt

d

i

r

Q

Q

Q

y

+

=

.

0

(1.84)

f

df

D

dD

d

d

d

i

M

i

M

i

L

.

.

.

+

+

-

=

y

(1.85)

Q

dQ

q

q

q

i

M

i

L

.

.

+

=

y

(1.86)

d

fd

D

fD

f

f

f

i

M

i

M

i

L

.

.

.

-

+

=

y

(1.87)

f

fD

d

dD

D

D

D

i

M

i

M

i

L

.

.

.

-

-

=

y

(1.88)

q

Qq

Q

Q

Q

i

M

i

L

.

.

+

=

y

(1.89)

1.2.4. HÖ ph¬ng tr×nh m¸y ph¸t ®ång bé viÕt ë hÖ trôc (d,q) vµ gi¸ trÞ t¬ng ®èi.

- Khi m« pháng th«ng thêng ngêi ta nghiªn cøu c¸c ®¹i lîng ë gi¸ trÞ t¬ng ®èi ®Ó kh¶o s¸t m¸y ®iÖn vÒ mÆt ®Þnh tÝnh. NÕu muèn ®Þnh lîng th×

ngêi ta tÝnh gi¸ trÞ t¬ng ®èi nh©n víi gi¸ trÞ so s¸nh c¬ b¶n.

a) Chän c¸c ®¹i lîng so s¸nh c¬ b¶n:

- §iÖn ¸p Stato:

2

.

3

n

b

U

U

=

: Biªn ®é ®iÖn ¸p pha ®Þnh møc.

· Dßng ®iÖn Stato:

2

.

n

b

I

I

=

· VËn tèc quay:

n

n

b

f

p

w

w

2

=

=

· Dßng kÝch tõ:

kt

I

I

f

fb

=

: (Dßng kÝch tõ khi m¸y ph¸t kh«ng t¶i vµ ®iÖn ¸p m¸y ph¸t lµ ®Þnh møc)

· Tõ th«ng mãc vßng cuén kÝch tõ:

fb

f

fKT

fb

I

L

.

=

=

y

y

· Tõ th«ng mãc vßng cuén Stato:

b

y

: Chän lµ tõ th«ng khi m¸y ph¸t kh«ng t¶i vµ ®iÖn ¸p lµ ®Þnh møc

q

d

d

d

dt

d

i

r

u

y

w

y

.

.

+

+

-

=

d

q

q

q

dt

d

i

r

u

y

w

y

.

.

+

-

-

=

Khi kh«ng t¶i th×

0

=

=

q

d

i

i

Þ

0

=

=

dt

d

dt

d

q

d

y

y

Þ

ï

î

ï

í

ì

=

=

d

q

q

d

u

u

y

w

y

w

.

.

2

2

2

2

.

q

d

q

d

u

u

u

y

y

w

+

=

+

=

b

b

u

y

w

.

=

Þ

hay

b

b

b

b

b

i

L

u

.

=

=

w

y

Lb : Gi¸ trÞ c¬ b¶n cña hÖ sè tù c¶m cuén Stator khi kh«ng t¶i

fb

df

b

f

df

d

Q

q

q

q

q

f

df

D

d

f

df

d

d

d

i

M

i

M

i

M

i

L

i

M

i

M

i

M

i

L

.

.

0

.

.

.

.

.

.

Q

D

=

Þ

=

=

®

=

+

-

=

=

+

+

-

=

y

y

y

y

y

· §iÖn trë cuén Stator:

b

b

b

b

b

L

I

U

Z

.

w

=

=

· Dßng ®iÖn æn ®Þnh theo trôc däc:

D

d

b

Db

M

I

y

=

· Tõ th«ng mãc vßng cuén æn ®Þnh theo trôc däc:

Db

b

I

L

.

Db

=

y

· Dßng ®iÖn, tõ th«ng mãc vßng cuén æn ®Þnh theo trôc ngang:

;

qQ

b

Qb

M

i

y

=

Qb

Q

Qb

I

L

.

=

y

· Tõ th«ng tæng cuén æn ®Þnh theo trôc däc:

Db

D

Db

i

L

.

=

y

b) ChuyÓn ®æi hÖ ph¬ng tr×nh vÒ gi¸ trÞ t¬ng ®èi.

- Ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p cuén stator theo trôc däc:

Ta cã:

q

d

d

d

dt

d

i

r

u

y

w

y

.

.

+

+

-

=

b

q

d

b

b

d

b

d

U

dt

d

U

U

i

r

U

u

y

w

y

.

.

1

.

+

+

-

=

Û

b

b

q

d

b

b

b

b

d

b

d

dt

d

I

Z

i

r

U

u

y

w

y

w

y

y

w

.

.

.

.

1

.

.

+

+

-

=

Û

*

*

*

*

*

*

.

.

1

.

q

d

b

d

d

dt

d

i

r

u

y

w

y

w

+

+

-

=

Û

(1.90)

Ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p cuén stator theo trôc ngang:

d

q

q

q

dt

d

i

r

u

y

w

y

.

.

+

+

-

=

b

d

q

b

b

q

b

q

U

dt

d

U

U

i

r

U

u

y

w

y

.

.

1

.

+

+

-

=

Û

b

b

d

q

b

b

b

b

q

b

q

dt

d

I

Z

i

r

U

u

y

w

y

w

y

y

w

.

.

.

.

1

.

.

+

+

-

=

Û

*

*

*

*

*

*

.

.

1

.

d

q

b

q

q

dt

d

i

r

u

y

w

y

w

+

+

-

=

Û

(1.91)

· Ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p cuén kÝch tõ:

dt

d

i

r

u

f

f

f

f

y

+

=

.

dt

d

U

U

i

r

U

u

f

fb

fb

f

f

fb

f

y

.

1

.

+

-

=

Û

dt

d

r

I

r

i

r

U

u

f

fb

f

fb

f

f

f

fb

f

y

y

.

.

1

.

.

+

-

=

Û

dt

d

T

i

u

f

f

f

f

*

*

*

.

y

+

=

Û

(1.92)

f

f

f

r

L

T

=

: H»ng sè thêi gian cña cuén kÝch tõ

· Ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p cuén æn ®Þnh theo trôc däc:

dt

.

.

1

.

.

0

dt

.

0

D

D

y

y

d

i

r

I

r

i

r

d

i

r

Db

D

Db

D

D

D

D

D

+

=

Û

+

=

dt

.

.

0

D

*

y

y

d

r

L

i

Db

D

D

D

+

=

Û

dt

.

0

*

*

D

D

D

d

T

i

y

+

=

Û

(1.93)

ë ®ã :

D

D

D

r

L

T

=

: H»ng sè thêi gian cña cuén æn ®Þnh theo trôc däc

- Ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p cuén æn ®Þnh theo trôc ngang:

dt

.

0

Q

y

d

i

r

Q

Q

+

=

Û

dt

.

.

1

.

.

0

Q

y

d

i

r

I

r

i

r

Qb

Q

Qb

Q

Q

Q

+

=

Û

dt

.

.

0

Q

*

y

d

i

r

L

i

Qb

Q

Q

Q

+

=

Û

dt

.

0

*

*

Q

Q

Q

d

T

i

y

+

=

Û

(1.94)

ë ®ã :

Q

Q

Q

r

L

T

=

: H»ng sè thêi gian cña cuén æn ®Þnh theo trôc ngang

- Ph¬ng tr×nh tÝnh tõ th«ng tængcña cuén stator theo trôc däc:

b

b

D

d

b

b

f

df

b

b

d

d

d

b

D

d

b

f

df

b

d

d

b

d

D

d

f

df

d

d

d

I

L

i

M

I

L

i

M

I

L

i

L

i

M

i

M

i

L

i

M

i

M

i

L

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

D

*

D

D

+

+

-

=

Û

+

+

-

=

Û

+

+

-

=

y

y

y

y

y

y

y

b

D

d

b

f

df

d

b

d

d

i

M

i

M

i

L

L

y

y

y

.

.

.

D

*

*

+

+

-

=

Û

(1.95)

Ta cã:

D

d

f

df

d

d

d

i

M

i

M

i

L

.

.

.

D

+

+

-

=

y

Khi kh«ng t¶i th×:

d

Q

qQ

q

q

q

f

df

d

i

M

i

L

i

M

y

y

y

y

=

Þ

=

+

=

=

0

.

.

.

Db

d

fb

df

db

b

I

M

I

M

.

.

D

=

=

=

Û

y

y

Nh vËy (1.95) trë thµnh:

Db

d

D

d

fb

df

f

df

d

b

d

d

I

M

i

M

I

M

i

M

i

L

L

.

.

.

.

.

D

D

*

*

+

+

=

y

*

*

*

*

.

.

.

D

f

d

b

b

d

b

d

i

i

i

L

L

+

+

-

=

Û

w

w

y

*

*

*

*

*

.

D

f

d

d

d

i

i

i

X

+

+

-

=

Û

y

(1.96)

· Ph¬ng tr×nh tÝnh tõ th«ng tængcña cuén Stator theo trôc ngang:

Q

qQ

q

q

q

i

M

i

L

.

.

+

=

y

b

Q

qQ

b

q

q

b

q

i

M

i

L

y

y

y

y

.

.

+

=

Û

Do:

b

b

b

I

L

.

=

y

Qb

qQ

b

I

M

.

=

y

b

Q

b

q

b

b

q

b

q

I

i

I

i

L

L

+

=

Þ

.

.

.

*

w

w

y

*

*

*

*

.

Q

q

q

q

i

i

X

+

=

Û

y

(1.97)

q

b

q

L

X

.

w

=

: Trë kh¸ng ®ång bé cuén stator theo trôc ngang.

q

L

: HÖ sè tù c¶m cña cuén stator theo trôc ngang.

· Ph¬ng tr×nh tÝnh tõ th«ng tæng cña cuén kÝch tõ:

fb

D

fD

fb

d

fd

fb

f

f

fb

f

D

fD

d

fd

f

f

f

i

M

i

M

i

L

i

M

i

M

i

L

y

y

y

y

y

y

.

.

.

.

.

.

+

-

=

Û

+

-

=

Do:

ï

ï

ï

î

ï

ï

ï

í

ì

=

=

=

=

=

=

df

b

b

f

df

b

f

fb

f

fb

Db

dD

b

fb

df

b

b

b

b

M

I

L

L

M

L

I

L

I

M

I

M

I

L

.

.

.

.

.

.

.

y

y

y

y

y

*

D

*

*

*

D

*

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

D

d

f

df

fD

d

b

f

df

fd

f

f

Db

df

d

f

D

fD

b

df

b

f

d

fd

fb

f

f

f

f

i

M

L

M

M

i

L

L

M

M

i

I

M

M

L

i

M

I

M

L

L

i

M

I

L

i

L

+

-

=

Û

+

-

=

Þ

y

y

Ta cã:

*

d

b

d

X

L

L

=

;

÷

÷

ø

ö

ç

ç

è

æ

=

=

*

.

.

d

b

d

b

d

X

X

X

L

L

w

w

*

d

d

b

X

L

L

=

Þ

*

*

*

*

*

.

.

.

.

.

.

.

D

dD

f

df

fD

d

d

d

f

df

fd

f

f

i

M

L

M

M

i

X

L

L

M

M

i

+

-

=

Þ

y

(1.98)

§Æt:

d

f

f

f

L

L

Md

d

M

.

: hÖ sè t¬ng quan cuén kÝch tõ vµ cuén stato theo trôc däc.

Do gi¶ thiÕt r»ng c¸c cuén d©y gi¶ tëng cña m¸y ph¸t ®ång bé n»m trªn trôc cïng mét trôc cã chung tõ th«ng hç c¶m lµ

ad

y

®èi víi trôc d,

aq

Y

®èi víi trôc q

- C¸c hÖ sè hç c¶m cña c¸c cuén d©y n»m trªn cïng trôc ph¶i b»ng nhau.

Cho nªn:

ï

î

ï

í

ì

=

=

=

=

=

=

Qq

qQ

Df

fD

Dd

d

fd

df

M

M

M

M

M

M

M

M

D

d

X

,

f

X

,

D

X

: trë kh¸ng tù c¶m cña c¸c cuén d©y d, f, D

q

X

,

Q

X

: Trë kh¸ng tù c¶m cña c¸c cuén d©y q, Q

ad

X

: Trë kh¸ng hç c¶m chung cho c¸c cuén n»m trªn trôc däc

aq

X

: trë kh¸ng hç trî chung cho c¸c cuén n»m trªn trôc ngang

dS

X

,

fS

X

,

DS

X

:Trë kh¸ng khuÕch t¸n (t¶n) cña c¸c cuén d,f,D

qS

X

,

QS

X

: Trë kh¸ng khuÕch t¸n c¸c cuén q,Q

Ta cã:

dS

X

=

qS

X

=

S

X

: Trë kh¸ng khuÕch t¸n cuén stato thêng cã trong hå s¬ tµi liÖu m¸y.

ad

S

d

X

X

X

+

=

ad

fS

f

X

X

X

+

=

ad

DS

D

X

X

X

+

=

aq

S

q

X

X

X

+

=

aq

QS

Q

X

X

X

+

=

Tõ nh÷ng nhËn ®Þnh trªn ta cã:

f

d

ad

d

f

ad

ad

d

X

X

X

X

X

X

X

.

.

.

2

=

=

m

D

1

.

d

f

df

fD

M

L

M

M

g

=

: HÖ sè t¬ng quan cuén d©y kÝch tõ vµ cuén stator theo trôc däc

*

1

*

*

*

*

.

.

.

D

d

d

d

f

f

i

g

i

X

i

+

-

=

Þ

m

y

(1.99)

- Ph¬ng tr×nh tÝnh tõ th«ng tæng cña cuén æn ®Þnh:

+)

f

Df

d

Dd

D

D

D

i

M

i

M

i

L

.

.

.

+

-

=

y

Db

f

Df

Db

d

Dd

Db

D

D

Db

D

i

M

i

M

i

L

y

y

y

y

y

.

.

.

+

-

=

Û

Ta cã:

Db

dD

b

fb

df

b

b

b

b

Db

D

Db

I

M

I

M

I

L

I

L

.

.

.

.

=

=

=

=

y

y

y

y

b

d

b

D

d

b

D

Db

D

I

M

L

L

M

L

I

L

.

.

.

.

D

D

Db

=

=

=

Þ

y

y

fb

d

df

D

d

b

D

Db

D

I

M

M

L

M

L

I

L

.

.

.

.

D

D

Db

=

=

=

y

y

fb

d

df

D

f

Df

b

d

b

D

d

Db

Db

D

D

D

D

I

M

M

L

i

M

I

M

L

L

i

M

I

L

i

L

.

.

.

.

.

.

.

.

D

D

*

*

+

-

=

Þ

y

*

D

*

D

*

*

.

.

.

.

.

.

f

df

D

d

Df

d

b

D

d

Dd

D

D

i

M

L

M

M

i

L

L

M

M

i

+

-

=

y

Ta l¹i cã:

*

d

d

b

X

L

L

=

;

÷

÷

÷

÷

ø

ö

ç

ç

ç

ç

è

æ

=

=

=

*

.

.

d

d

b

d

d

b

b

X

L

X

X

L

X

L

w

w

w

*

D

*

*

D

*

*

.

.

.

.

.

.

.

f

df

D

d

Df

d

d

d

D

d

Dd

D

D

i

M

L

M

M

i

X

L

L

M

M

i

+

-

=

Þ

y

§Æt:

d

D

d

Dd

d

L

L

M

M

.

.

D

'

=

m

: HÖ sè t¬ng quan cuén æn ®Þnh vµ cuén stator theo trôc däc

df

D

d

Df

M

L

M

M

g

.

.

D

2

=

: HÖ sè t¬ng quan cuén æn ®Þnh vµ cuén kÝch tõ theo trôc däc

*

2

*

*

'

*

*

.

.

.

f

d

d

d

D

D

i

g

i

X

i

+

-

=

m

y

(1.100)

+) Theo trôc ngang:

q

Qq

Q

Q

Q

i

M

i

L

.

.

+

=

y

Qb

q

Qq

Qb

Q

Q

Qb

Q

i

M

i

L

y

y

y

y

.

.

+

=

Û

Ta cã:

Qb

qQ

b

b

b

b

Qb

Q

Qb

I

M

I

L

I

L

.

.

.

=

=

=

y

y

y

b

b

Q

b

Q

Qb

Q

I

M

L

L

M

L

I

L

.

.

.

.

qQ

qQ

Qb

=

=

=

Þ

y

y

qQ

b

b

Q

q

Qq

Qb

Q

Q

Q

Qb

Q

M

I

L

L

i

M

I

L

i

L

.

.

.

.

.

+

=

y

y

*

2

*

.

.

q

b

Q

Qq

Q

Qb

Q

i

L

L

M

i

+

=

Û

y

y

Ta l¹i cã:

*

*

2

*

*

*

.

.

.

.

.

.

q

q

q

Q

Qq

Q

Q

q

q

b

q

q

b

b

i

X

L

L

M

i

X

L

X

L

L

X

L

+

=

Þ

=

=

=

y

w

w

w

w

§Æt

q

Q

Qq

q

Q

Qq

q

X

X

X

L

L

M

.

.

2

2

=

=

m

*

*

*

*

.

.

q

q

d

Q

Q

i

X

i

m

y

+

=

Þ

(1.111)

Nh vËy ta nhËn ®îc hÖ ph¬ng tr×nh sau:

*

*

*

*

*

*

.

.

1

.

q

d

b

d

d

dt

d

i

r

u

y

w

y

w

+

+

-

=

(1.112)

*

*

*

*

*

*

.

.

1

.

d

q

b

q

q

dt

d

i

r

u

y

w

y

w

+

+

-

=

(1.113)

dt

d

T

i

u

f

f

f

f

*

*

*

.

y

+

=

(1.114)

dt

d

T

i

D

D

D

*

*

.

0

y

+

=

(1.115)

dt

.

0

*

*

Q

Q

Q

d

T

i

y

+

=

(1.116)

*

*

*

*

*

.

D

f

d

d

d

i

i

i

X

+

+

-

=

y

(1.117)

*

*

*

*

.

Q

q

q

q

i

i

X

+

=

y

(1.118)

*

1

*

*

*

*

.

.

.

D

d

d

d

f

f

i

g

i

X

i

+

-

=

m

y

(1.119)

*

2

*

*

'

*

*

.

.

.

f

d

d

d

D

D

i

g

i

X

i

+

-

=

m

y

(1.120)

*

*

*

*

.

.

q

q

d

Q

Q

i

X

i

m

y

+

=

(1.121)

Trong ®ã:

f

d

ad

d

f

ad

ad

d

X

X

X

X

X

X

X

.

.

.

2

=

=

m

d

D

ad

d

D

d

Dd

d

X

X

X

L

L

M

M

.

.

.

2

D

'

=

=

m

f

ad

d

f

df

fD

X

X

M

L

M

M

g

=

=

D

1

.

D

ad

df

D

d

Df

X

X

M

L

M

M

g

=

=

.

.

D

2

q

Q

Qq

q

Q

Qq

q

X

X

X

L

L

M

.

.

2

2

=

=

m

Khi sö dông hÖ ph¬ng tr×nh cña m¸y ph¸t ®ång bé ë hÖ t¬ng ®èi ta quy íc bá dÊu (*), nhng ngÇm ®Þnh c¸c ®¹i lîng ®Òu ®o ë gi¸ trÞ t¬ng ®èi. Trõ mét sè ®¹i lîng ®Æc biÖt.

1.3: TÝNH TO¸N C¸C TH¤NG Sè M¸Y PH¸T §åNG Bé

1.3.1. Lý thuyÕt:

Trong c¸c hå s¬, tµi liÖu cña m¸y ®iÖn cã thÓ biÕt ®îc mét sè th«ng sè cã

trong hÖ ph¬ng tr×nh cña m¸y ph¸t ®ång bé viÖt ë hÖ ph¬ng tr×nh t¬ng ®èi,

cßn mét sè kh¸c nh hÖ sè t¬ng quan, h»ng sè thêi gian cña cuén æn ®Þnh th×

kh«ng tra cøu ngay ®îc mµ ph¶i tÝnh to¸n tõ c¸c th«ng sè kh¸c thêng trong hå

s¬ cã c¸c th«ng sè sau :

n

P

,

n

U

,

n

I

,

n

f

:

Nh÷ng th«ng sè ®Þnh møc .

r : §iÖn trë thuÇn cuén stator (( ).

f

r

: §iÖn trë cuén kÝch tõ (( ).

Xd : Trë kh¸ng theo trôc d .

Xq : Trë kh¸ng theo trôc q.

Xs : Trë kh¸ng t¶n cña cuén stato chung cho c¶ 2 trôc d vµ q

( cho ë gÝa trÞ t¬ng ®èi ) .

'

d

X

: Trë kh¸ng qu¸ ®é theo trôc d .

"

d

X

: Trë kh¸ng siªu qu¸ ®é theo trôc d .

"

q

X

: Trë kh¸ng siªu qu¸ ®é theo truc q .

d

T

: H»ng sè thêi gian cña cuén kÝch tõ .

"

d

T

: H»ng sè thêi gian siªu qu¸ ®é cña cuén stato theo trôc däc .

"

q

T

: H»ng sè thêi gian siªu qu¸ ®é cña cuén stato theo trôc ngang .

Nh vËy ®Ó viÕt hÖ ph¬ng tr×nh cña m¸y ph¸t ®ång bé cÇn ph¶i tÝnh to¸n c¸c th«ng sè :

.

,

,

,

,

,

,

2

1

'

Q

D

d

q

d

T

T

g

g

m

m

m

Trë kh¸ng siªu qu¸ ®é ®îc x¸c ®Þnh b»ng tû sè gi÷a gia sè cña tõ th«ng t¨ng víi gia sè dßng ®iÖn

øng víi tõng trôc .

q

q

q

d

d

d

i

X

i

X

D

D

-

=

D

D

-

=

y

y

"

"

;

.

Cßn trë kh¸ng qu¸ ®é còng ®îc ®Þnh nghÜa nh trë kh¸ng siªu qu¸ ®é nhng kh«ng tÝnh cuén æn

®Þnh .

q

q

X

X

=

'

.

T×m c«ng thøc tÝnh

"

d

X

"

q

X

:

D

f

d

d

d

D

f

d

d

d

i

i

i

X

i

i

i

X

D

+

D

+

D

-

=

D

®

+

+

-

=

.

.

y

y

Ta cã :

D

d

d

d

f

f

i

g

i

X

i

.

.

.

1

+

-

=

m

y

.

f

d

d

d

D

D

i

g

i

X

i

.

.

.

2

'

+

-

=

m

y

.

(

0

.

.

.

1

=

D

+

D

-

D

=

D

D

d

d

d

f

f

i

g

i

X

i

m

y

.

(

0

.

.

.

2

'

=

D

+

D

-

D

=

D

f

d

d

d

D

D

i

g

i

X

i

m

y

.

Do ®Æc thï trong cÊu tróc cña m¸y ph¸t ®ång bé lµ qu¸n tÝnh c¸c cuén d©y ®Æt trªn roto lín h¬n

nhiÒu qu¸n tÝnh cña cuén d©y stato.

( cã thÓ gi¶ thiÕt r»ng

0

=

D

=

D

D

f

y

y

nÕu so s¸nh chóng víi

d

y

D

.

Khi ®ã ta tÝnh ®îc

D

f

i

i

D

D

,

theo

d

i

D

:

d

d

d

d

f

i

g

g

g

X

i

D

-

-

=

D

.

.

1

.

.

2

1

1

'

m

m

.

d

d

d

d

d

i

g

g

g

X

i

D

-

-

=

D

.

.

1

.

.

2

1

2

'

m

m

.

Thay c¸c biÓu thøc tÝnh

D

i

D

f

i

D

vµo ph¬ng tr×nh

d

y

D

ta sÏ cã:

(

)

(

)

d

d

d

d

d

i

g

g

g

g

X

D

ú

û

ù

ê

ë

é

-

-

+

-

-

-

=

D

2

1

1

'

2

.

1

1

.

1

.

1

.

m

m

y

.

(

(

)

(

)

d

d

d

d

d

d

X

g

g

g

g

i

X

.

.

1

1

.

1

.

1

2

1

1

'

2

"

÷

÷

ø

ö

ç

ç

è

æ

-

-

+

-

-

=

D

D

-

=

m

m

y

.

MÆt kh¸c :

D

ad

f

ad

q

Q

aq

q

d

D

ad

d

d

f

ad

d

X

X

g

X

X

g

X

X

X

X

X

X

X

X

X

=

=

=

=

=

2

1

2

2

'

2

;

;

.

;

.

;

.

m

m

m

.

Trong ®ã :

ad

S

D

ad

S

f

ad

S

d

X

X

X

X

X

X

X

X

X

+

=

+

=

+

=

Sau khi biÕn ®æi ta thu ®îc biÓu thøc tÝnh

"

d

X

:

DS

fS

ad

S

d

X

X

X

X

X

1

1

1

1

"

+

+

+

=

(1.122(

§¹i lîng trë kh¸ng qu¸ ®é cña cuén stato theo trôc däc

'

d

X

®îc ®Þnh nghÜa t¬ng tù nh ®¹i lîng trë kh¸ng siªu qu¸ ®é nhng bá qua cuén æn ®Þnh.

fS

ad

S

d

X

X

X

X

1

1

1

'

+

+

=

(1.123 (

B»ng phÐp biÕn ®æi t¬ng tù nh trªn ta nhËn ®îc c«ng thøc tÝnh

"

q

X

:

QS

aq

S

q

X

X

X

X

1

1

1

"

+

+

=

(1.124(

Tõ (1.122), (1.123), (1.124) ngêi ta ®a ra s¬ ®å thay thÕ cña m¸y ph¸t ®ång bé nh sau:

"

d

X

S

X

ad

X

fS

X

DS

X

'

d

X

S

X

ad

X

fS

X

"

q

X

S

X

aq

X

QS

X

H×nh 1.12

Tõ c¸c c«ng thøc thu ®îc, ngêi ta ®a ra ph¬ng ph¸p tÝnh c¸c hÖ sè trong hÖ ph¬ng tr×nh cña

m¸y ph¸t ®ång bé nh sau:

;

.

2

d

f

ad

d

X

X

X

=

m

d

D

ad

d

X

X

X

.

2

'

=

m

;

;

1

f

ad

X

X

g

=

D

ad

X

X

g

=

2

;

;

.

2

q

Q

aq

q

X

X

X

=

m

* TÝnh

d

m

:

ad

S

d

X

X

X

+

=

S

d

ad

X

X

X

-

=

Þ

;

ad

fS

f

X

X

X

+

=

fS

ad

S

d

X

X

X

X

1

1

1

'

+

+

=

;

1

1

1

'

ad

S

d

fS

X

X

X

X

-

-

=

®

d

f

ad

d

X

X

X

.

2

=

m

* TÝnh

D

T

:

H»ng sè thêi gian siªu qu¸ ®é cuén stator vµ cuén æn ®Þnh cã thÓ coi b»ng nhau:

"

"

D

d

T

T

»

Ta cã :

D

b

D

D

D

D

r

X

r

L

T

.

w

=

=

D

b

D

D

r

X

T

.

"

"

w

=

Û

"

"

D

D

D

D

X

X

T

T

=

÷

÷

ø

ö

ç

ç

è

æ

=

"

"

D

D

d

D

X

X

T

T

hay

"

"

.

D

D

d

D

X

X

T

T

=

Þ

fS

S

ad

DS

D

DS

fS

ad

S

d

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

1

1

1

1

1

1

1

1

"

"

+

+

+

=

+

+

+

=

T¬ng tù ta nhËn ®îc:

"

"

"

"

"

"

"

"

"

.

.

.

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

b

Q

Q

Q

Q

Q

b

Q

Q

Q

Q

Q

q

X

X

T

T

X

X

T

T

r

X

r

L

T

r

X

r

L

T

T

T

=

Þ

=

=

=

=

=

=

w

w

"

"

.

Q

Q

q

Q

X

X

T

T

=

Û

Ta cã:

QS

aq

S

q

X

X

X

X

1

1

1

"

+

+

=

Nªn:

S

aq

QS

Q

X

X

X

X

1

1

1

"

+

+

=

NÕu trong m¸y chØ cho biÕt

"

d

T

1.3.2-Bµi tËp :

Cho m¸y ph¸t ®ång bé MCC 92-4, c«ng suÊt lµ 100kW. Trong hå s¬ tµi liÖu cho:

Un = 400V, In = 181A,

Hz

f

n

50

=

, r = 0.032

)

(

W

, Xd = 2 (t®), Xq = 0.83 (t®), XS = 0.065,

25

.

0

'

=

d

X

,

17

.

0

"

=

d

X

,

19

.

0

"

=

q

X

,

)

(

64

.

1

s

T

f

=

,

)

(

018

.

0

"

s

T

d

=

TÝnh to¸n c¸c th«ng sè vµ viÕt ph¬ng tr×nh cña m¸y ph¸t ®ång bé ë hÖ trôc (d, q( theo gi¸ trÞ t¬ng ®èi.

Gi¶i .

)

(

3

2

.

400

2

.

3

V

U

U

n

b

=

=

(

)

A

I

I

n

b

2

.

181

2

.

=

=

(

)

W

=

=

=

Þ

27

,

1

181

.

3

400

b

b

b

I

U

Z

(

)

s

rad

f

n

n

b

/

314

50

.

2

.

2

=

=

=

=

p

p

w

w

Ta cã:

89

,

0

177

,

2

935

,

1

86

,

0

2

.

177

,

2

935

,

1

.

177

,

2

935

,

1

242

,

0

242

,

0

205

,

0

1

935

,

1

1

065

,

0

17

,

0

1

1

1

1

1

1

904

,

0

14

,

2

935

,

1

875

,

0

2

.

14

,

2

935

,

1

.

14

,

2

935

,

1

205

,

0

205

,

0

935

,

1

1

065

,

0

25

,

0

1

1

1

1

1

935

,

1

065

,

0

2

025

,

0

27

,

1

032

,

0

2

2

'

"

1

2

2

'

*

=

=

=

=

=

=

=

+

=

+

=

=

-

-

-

=

-

-

-

=

=

=

=

=

=

=

=

+

=

+

=

=

-

-

=

-

-

=

=

-

=

-

=

=

=

=

D

ad

d

D

ad

d

ad

DS

D

fS

ad

S

d

DS

f

ad

d

f

ad

d

ad

fS

f

ad

S

d

fS

S

d

ad

b

X

X

g

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

g

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Z

r

r

m

m

TÝnh :

aq

X

914

,

0

765

,

0

149

,

0

149

,

0

765

,

0

1

065

,

0

19

,

0

1

1

1

1

1

765

,

0

065

,

0

83

,

0

'

=

+

=

+

=

=

-

-

=

-

-

=

Þ

+

=

=

-

=

-

=

aq

QS

Q

aq

S

q

QS

aq

QS

Q

S

q

aq

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

(

)

s

X

X

T

T

X

X

X

D

D

d

D

q

Q

aq

q

135

,

0

29

,

0

177

,

2

.

018

,

0

.

77

,

0

83

,

0

.

914

,

0

765

,

0

.

"

"

2

2

=

=

=

=

=

=

m

V×:

29

,

0

205

,

0

1

065

,

0

1

935

,

1

1

1

242

,

0

1

1

1

1

"

=

+

+

+

=

+

+

+

=

fS

S

ad

DS

D

X

X

X

X

X

21

,

0

065

,

0

1

765

,

0

1

1

149

,

0

1

1

1

"

=

+

+

=

+

+

=

S

qS

QS

Q

X

X

X

X

(

)

s

X

X

T

X

X

T

T

Q

Q

d

Q

Q

q

Q

078

,

0

21

,

0

914

,

0

.

018

,

0

.

.

"

"

"

"

=

=

=

=

VËy hÖ ph¬ng tr×nh cña m¸y ph¸t ®ång bé ®· cho viÕt ë hÖ (d,q( vµ gi¸ trÞ t¬ng ®èi nh sau :

q

d

d

d

dt

d

i

u

y

w

y

.

.

0032

,

0

.

025

,

0

+

+

-

=

d

q

q

q

dt

d

i

u

y

w

y

.

.

0032

,

0

.

025

,

0

+

-

-

=

dt

d

i

u

f

f

f

y

.

64

,

1

+

=

dt

d

i

D

D

y

.

135

,

0

0

+

=

dt

d

i

Q

Q

y

.

078

,

0

0

+

=

D

d

f

d

i

i

i

+

-

=

.

2

y

Q

q

q

i

i

+

=

.

83

,

0

y

D

d

f

f

i

i

i

.

904

,

0

.

2

.

875

,

0

+

-

=

y

f

d

D

D

i

i

i

.

89

,

0

.

2

.

86

,

0

+

-

=

y

q

Q

Q

i

i

.

83

,

0

.

77

,

0

+

=

y

1.4: §¥N GI¶N HO¸ HÖ PH¦¥NG TR×NH M¸Y PH¸T §åNG Bé

§Ó ®¬n gi¶n ho¸ viÖc m« pháng m¸y ph¸t ®ång bé nh»m ®¬n gi¶n ho¸ qu¸ tr×nh x©y dùng m« h×nh

m« pháng nã th× ta cã thÓ lîc bá ®i 1 sè ®¹i lîng vµ thµnh phÇn kh«ng ¶nh hëng ®Õn tÝnh æn ®Þnh

cña m¸y . Tuy nhiªn khi lîc bá ®i th× kÕt qu¶ m« pháng thu ®îc sÏ cã ®é chÝnh x¸c thÊp , ¶nh hëng

®Õn c¶ qu¸ tr×nh tÜnh vµ ®éng. MÆc dï vËy nã vÉn tho¶ m·n ®îc 1 sè yªu cÇu c¬ b¶n cña bµi to¸n ®Ò ra.

§Ó ®¬n gi¶n ho¸ m¸y ph¸t ®ång bé ta nhËn nh÷ng gi¶ thiÕt sau :

· Bá qua cuén æn ®Þnh th× nh÷ng ph¬ng tr×nh nµo liªn quan ®Õn cuén æn ®Þnh sÏ ®îc bá ®i.

· Bá qua ®iÖn trë thuÇn cña cuén stator .

· Bá ®i thµnh phÇn kh«ng tuÇn hoµn cña cuén stator tøc lµ :

0

=

=

dt

d

dt

d

q

d

y

y

· Coi tèc ®é quay cña ®éng c¬ lai m¸y ph¸t lu«n kh«ng ®æi vµ b»ng tèc ®é ®Þnh møc th× ( ( ( (

(

)

*

w

w

=

.

Ta cã hÖ sau:

(1.80) (

q

d

u

y

=

(1.125)

(1.81) (

d

q

u

y

=

(1.126)

(1.82) (

dt

d

T

i

u

f

f

f

f

y

.

+

=

(1.127)

(1.83), (1.84), (1.88), (1.89) ( bá qua

(1.85) (

f

d

d

d

i

i

X

+

-

=

.

y

(1.128)

(1.86) (

q

q

q

i

X

.

=

y

(1.129)

(1.87)(

d

d

d

f

f

i

X

i

.

.

m

y

-

=

(1.130)

d

q

d

i

X

u

.

=

(1.131)

f

q

d

q

i

i

X

u

+

-

=

.

(1.132)

d

d

d

f

f

i

X

i

.

.

m

y

-

=

(1.133)

dt

d

T

i

u

f

f

f

f

y

.

+

=

(1.134)

KÕt luËn: Nh vËy hÖ ph¬ng tr×nh cña m¸y ph¸t ®ång bé ®· ®¬n gi¶n ®i rÊt nhiÒu vµ trong qu¸ tr×nh m« pháng chØ sö dông ®Õn 4 th«ng sè ®ã lµ :

.

,

,

,

d

Tf

Xq

Xd

m

Ch¬ng 2

M« h×nh to¸n häc cña t¶i ®èi xøng

H×nh 2.1

T¶i ®îc nèi h×nh sao cã:

c

b

a

R

R

R

,

,

: §iÖn trë thuÇn c¸c pha

c

b

a

L

L

L

,

,

: §iÖn c¶m ë c¸c pha

c

b

a

i

i

i

,

,

: Dßng ®iÖn ch¹y trong c¸c pha

V× t¶i lµ ®èi xøng nªn:

n

c

b

a

n

c

b

a

L

L

L

L

R

R

R

R

=

=

=

=

=

=

V× t¶i ®èi xøng nªn cã thÓ coi ®iÖn thÕ ®iÓm o’ cña t¶i vµ ®iÖn thÕ ®iÓm o cña m¸y ph¸t lµ b»ng nhau.

2.1. M« h×nh to¸n häc cña t¶i ®èi xøng ë hÖ trôc ®øng yªn (a,b,c)

dt

di

L

i

R

u

a

a

a

a

a

.

.

+

=

(2.1)

dt

di

L

i

R

u

b

b

b

b

b

.

.

+

=

(2.2)

dt

di

L

i

R

u

c

c

c

c

c

.

.

+

=

(2.3)

2.1. 2. M« h×nh to¸n häc viÕt ë hÖ d,q

+) §Ó liªn kÕt hÖ ph¬ng tr×nh cña t¶i víi hÖ ph¬ng tr×nh cña m¸y ph¸t ®ång bé viÕt ë hÖ trôc quay (d,q) ta biÕn ®æi ph¬ng tr×nh cña t¶i.

+) Ta ®· biÕt khi biÕn ®æi tõ (a,b,c) ( (d,q)

[

]

)

120

cos(

.

)

120

cos(

.

cos

.

.

3

2

0

0

+

+

-

+

=

g

g

g

c

b

a

d

u

u

u

u

(2.4)

[

]

)

120

sin(

.

)

120

sin(

.

sin

.

.

3