II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Điều chỉnh Tần số/Điện áp máy phát
Frame
101
1/4
**101 Điều chỉnh Tần số/Điện áp máy phát **
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Ở phần đầu của khoá học này, chúng ta sẽ xem xét các nguyên lý cơ bản của máy phát - tua bin phát điện như
thế nào.
150
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Điều chỉnh Tần số/Điện áp máy phát
Frame
101
2/4
151
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Điều chỉnh Tần số/Điện áp máy phát
Frame
101
3/4
Ở nhà máy Thuỷ điện, Tua bin quay làm cho máy phát quay và phát ra điện.
Động năng tạo nên do dòng chảy của nước trong tua bin được chuyển đổi thành năng lượng điện bởi máy phát
điện và nó được cung cấp cho các nhà máy, hộ dân sinh dưới dạng điện năng.
152
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Điều chỉnh Tần số/Điện áp máy phát
Frame
101
4/4
Để đảm bảo cung cấp điện ổn định và chất lượng cao, tần số của điện năng phát ra phải đồng bộ với tần số của
hệ thống, và để thực hiện điều này thì tốc độ quay tua bin phải đựơc điều chỉnh.
Việc này được thực hiện bởi bộ điều tốc.
Hơn nữa, điện áp của máy phát và điện áp của hệ thống cũng phải như vậy, phải cùng pha và cũng điều chỉnh
để đạt được đòi hỏi này.
Chức năng điều chỉnh này được thực hiện bởi hệ thống kích thích.
Trước khi chúng ta xem xét cấu trúc của hệ thống kích thích, chúng ta sẽ xem các nguyên lý cơ bản của việc
phát điện.
153
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Dòng điện và Từ trường
Frame
102
1/5
**102 Dòng điện và Từ trường **
Đây là một mẫu được tạo thành bởi các mạt sắt bao xung quanh một nam châm điện.
Đây là do hiện tượng tự nhiên khi dòng điện chạy thì từ trường được tạo thành.
154
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Dòng điện và Từ trường
Frame
102
2/5
Từ trường có cả hướng và lực.
Hướng và lực được biểu diễn bởi đường sức từ trường.
155
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Dòng điện và Từ trường
Frame
102
3/5
Hướng của từ trường được biểu diễn bởi các mũi tên và cường độ của từ trường được biểu diễn bởi số đường
sức từ trường.
Có sự khác nhau số đường sức từ trường ở các vị trí khác nhau.
Càng có nhiều đường sức từ trường thì mật độ từ thông càng mạnh và ngược lại các đường sức từ trường càng
ít có nghĩa là mật độ từ thông càng yếu. Vì thế, mật độ từ thông dày hơn thì từ trường mạnh hơn.
Mật độ từ thông cũng được biết như thông lượng.
156
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Dòng điện và Từ trường
Frame
102
4/5
Điều gì xảy ra nếu chúng ta tăng dòng điện chạy trong cuộn dây của nam châm điện?
Nếu chúng ta tăng dòng điện, từ trường trở lên mạnh hơn.
157
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Dòng điện và Từ trường
Frame
102
5/5
Nam châm điện phát ra từ trường và khi dòng điện được tăng lên thì từ trường sẽ trở nên mạnh hơn.
Đây là hiện tượng tự nhiên.
Điều này có liên quan tới các nguyên lý cơ bản của việc phát điện.
158
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Định luật Lenz
Frame
103
1/2
**103 Định luật Lenz **
Chúng ta hãy dẫn tới thí nghiệm sử dụng nam châm điện.
Nếu chúng ta di chuyển nam châm điện gần cuộn dây nối tới dụng cụ đo điện …
Điều gì xảy ra sau đó?
Kim của dụng cụ đo điện dao động.
Điện đã được phát ra.
Chúng ta hãy tăng tốc độ chuyển động của nam châm điện.
Kim của dụng cụ đo điện dao động lắc lư rộng hơn trước đó.
Bằng việc tăng tốc độ, lượng điện năng lớn hơn đã được sinh ra.
Bây giờ chúng ta hãy tăng dòng điện và cường độ từ trường phát ra bởi nam châm điện.
Như đã mong đợi, kim của dụng cụ đo điện dao động lắc lư rộng hơn trước đó.
Vì vậy, từ trường càng mạnh thì điện năng phát ra càng lớn.
159
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Frame
103
Định luật Lenz
2/2
Khi nam châm điện được dịch chuyển như vậy, từ trường của cuộn dây được thay đổi và điện năng được phát
ra.
Hiện tượng tự nhiên này được biểu diễn bởi phương trình: e
t
Đây là phương trình định luật Lenz.
160
II.3 Hệ thống kích thích
Title
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Sự thay đổi sức điện động (EMF) theo định luật
Frame
104
1/1
Lenz
**104 Sự thay đổi sức điện động (EMF) theo định luật Lenz **
Bây giờ, chúng ta hãy xem xét điều gì sẽ xảy ra khi tốc độ di chuyển nam châm điện được tăng lên theo
phương trình này ( e
).
t
Độ lớn của dòng điện là như nhau và độ lớn của thông lượng cũng như nhau.
Việc tăng tốc độ có thể được xem như việc dịch chuyển nam châm điện trong khoảng thời gian ngắn và như
vậy t trở lên nhỏ hơn.
Kết quả là EMF hoặc sức điện động 'e' trở lên lớn hơn.
Tiếp theo, chúng ta hãy xem xét điều gì sẽ xảy ra khi dòng điện được tăng lên và thông lượng được mạnh hơn.
Nam châm đã được di chuyển ở cùng tốc độ và vì thế t là như nhau.
Thông lượng lớn và vì thế lớn và sức điện động ‘EMF e’ cũng trở lên lớn hơn.
Vì thế, để ‘EMF e’ lớn hơn cần làm cho lớn hơn hoặc t nhỏ hơn.
161
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Frame
Chống lại sự thay đổi thông lượng bởi EMF
105
1/2
**105 Chống lại sự thay đổi thông lượng bởi EMF **
Cũng vậy, bạn nghĩ gì về ý nghĩa dấu trừ của phương trình e
này?
t
‘EMF e’được sinh ra theo hướng ngược lại với sự thay đổi thông lượng và vì thế dấu trừ được sử dụng.
Vì vậy, khi xảy ra sự thay đổi thông lượng giống như trên thì dòng điện chạy trong cuộn dây theo hướng hình
vẽ.
Khi dòng điện chạy qua cuộn dây, thông lượng được sinh ra theo hướng này.
Vì vậy, khi xảy ra thay đổi thông lượng thì dòng điện chạy trong cuộn dây chống lại sự thay đổi đó, giống như
trên.
Kết quả là thông lượng được sinh ra bởi dòng điện làm việc chống lại sự thay đổi của thông lượng trong cuộn
dây.
162
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Chống lại sự thay đổi thông lượng bởi EMF
Frame
105
2/2
Cơ chế phát điện trong máy phát tua bin nước chỉ sử dụng các nguyên lý cơ bản đã biểu diễn trong định luật
Lenz.
Vì thế, bây giờ chúng ta hãy xem xét cơ chế thực của việc phát điện sử dụng máy phát tua bin nước.
163
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Sự phát điện AC một pha
Frame
106
1/2
**106 Sự phát điện AC một pha **
Ở đây chúng ta quan sát một nam châm điện và một cuộn dây.
Trong máy phát tua bin nước, nam châm điện tương đương với Rotor và cuộn dây là Stator.
164
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Sự phát điện AC một pha
Frame
106
2/2
Dòng DC không đổi chạy tới Rotor và tạo thành từ trường giống thế này.
Khi Rotor quay theo hướng này, thông lượng theo hướng này trong Stator ở phía trên tăng lên.
Thông lượng theo hướng này trong Stator ở phía dưới tăng lên.
Vì vậy, dòng điện chạy như thế này để chống lại sự thay đổi trong thông lượng.
Khi Rotor quay nhiều hơn, thông lượng trong Stator thay đổi giống như vậy và dòng điện chạy để chống lại sự
thay đổi.
Khi Rotor quay hết một vòng, dòng điện này được tạo ra.
Đây là dòng điện xoay chiều (AC) một pha.
165
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Sự phát điện AC ba pha
Frame
107
1/3
**107 Sự phát điện AC ba pha **
Bây giờ chúng ta hãy xem xét dòng điện xoay chiều (AC) ba pha được hệ thống máy phát điện tua bin nước
phát ra như thế nào.
Trong phát điện xoay chiều (AC) ba pha, đối với mỗi Rotor, có 03 cặp cực với mỗi Stator,
166
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Sự phát điện AC ba pha
Frame
107
2/3
và có dòng điện xoay chiều (AC) ba pha được phát ra theo cách này.
167
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Sự phát điện AC ba pha
Frame
107
3/3
Tần số được xác định bởi số vòng quay trong một phút của Rotor.
Bộ điều tốc được dùng để đảm bảo tốc độ quay trong một phút và phù hợp hoặc đồng bộ với tần số hệ thống.
Điều gì xảy ra với điện áp của máy phát?
Hãy nhớ lại định luật Lenz một lần nữa.
Tốc độ quay trong một phút của Rotor được điều chỉnh ở tốc độ không đổi bởi bộ điều tốc và t là hằng số.
Vì vậy, để điều chỉnh điện áp của máy phát điện cần có sự thay đổi độ lớn của .
là độ lớn thông lượng của Rotor.
Vì thế, nếu dòng điện chạy ở bên trong Rotor được điều chỉnh thì độ lớn của này có thể được biến đổi.
Điều đó nói lên chức năng của máy kích thích dùng điều chỉnh điện áp máy phát là để điều chỉnh dòng điện
chạy ở bên trong Rotor - đó là dòng điện kích thích.
Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét cấu trúc hệ thống kích thích dùng để điều chỉnh điện áp máy phát điện sử dụng
dòng điện kích thích.
168
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Kiểm tra tổng hợp số - 1
Frame
108
1/4
**108 Kiểm tra tổng hợp số - 1 **
Dòng điện DC của Rotor là 10 A và tốc độ quay của Rotor là 10 vòng/phút,
và hình dạng sóng của điện áp xoay chiều (AC) một pha sinh ra như trên.
169
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Kiểm tra tổng hợp số - 1
Frame
108
2/4
Cũng vậy, nếu dòng điện DC và trị số quay vòng/phút như đã được chỉ ra ở đây, hình dáng sóng điện áp sẽ có
là loại nào?
Lựa chọn ký tự hoặc dạng sóng thích hợp nhất và đưa nó vào trong khoảng trống.
170
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Kiểm tra tổng hợp số - 1
Frame
108
3/4
<Đúng>
Vâng, điều đó là đúng.
Bạn đã hiểu bài sâu sắc.
Không, điều đó là không đúng.
Vùng màu đỏ là không đúng.
Xem lại các chỗ hiểu sai và nắm vững chúng!
171
II.3 Hệ thống kích thích
Các khái niệm cơ bản về sự kích thích
Title
Kiểm tra tổng hợp số - 1
Frame
108
4/4
Theo định luật Lenz thì sức điện động ‘EMF e’ tỷ lệ với sự thay đổi dòng điện trong Rotor và tỷ lệ nghịch
với sự thay đổi tốc độ quay Rotor (vòng/phút).
Tần số tỷ lệ với tốc độ quay (vòng/phút) của Rotor.
Vì thế, câu trả lời đúng là câu này.
Tốt hơn hết là bạn xem lại những gì đã học ở đây.
172
