0.4 Quá trình quá độ trong máy điện  (Page 4/6)

Đối với các máy điện không có cuộn cản, bản thân rôto cũng có tác dụng như cuộn cản nên có thể xem: xd’’ = (0,750,9) xd’

Quá trình quá độ trong máy điện không cuộn cản:

Để đơn giản trước tiên ta khảo sát các máy điện không có thiết bị TĐK. Giả thiết ngắn mạch tại đầu cực của máy điện, mạch điện xem như thuần kháng, dòng ngắn mạch chỉ có theo trục dọc.

Khi xảy ra ngắn mạch, thành phần chu kỳ của dòng ngắn mạch sẽ thay đổi đột biến. Độ tăng là:

${\mathrm{DI}}_d=I_{\text{do}+}^{\text{'}}-I_{\text{do}}=\frac{E_{\text{qo}+}^{\text{'}}}{x_d^{\text{'}}}-I_{\text{do}}$

trong đó: Ido - dòng làm việc trước ngắn mạch.

I‘do+ - dòng quá độ tại thời điểm đầu ngắn mạch.

Để từ thông móc vòng không đổi, dòng kích từ If cần phải tăng một lượng:

${\mathrm{DI}}_f={\mathrm{DI}}_d\frac{X_{\text{ad}}}{X_{\text{ad}}+X_{\mathrm{sf}}}$

Do cuộn kích từ có điện trở rf nên trị số này sẽ suy giảm theo hằng số thời gian Td’ của cuộn kích từ và If chính là trị số ban đầu của thành phần tự do không chu kỳ iftd của dòng kích từ (hình 5.7):

$i_{\text{ftd}}=i_{\text{ftdo}+}\text{.}{e}^{-\frac{t}{T_d\text{'}}}={\mathrm{DI}}_f\text{.}{e}^{-\frac{t}{T_d\text{'}}}$

Dòng iftd tạo nên sức điện động Eq trong cuộn dây stato và làm xuất hiện thành phần tự do chu kỳ i’ck trong dòng stato với trị hiệu dụng ban đầu là:

${\mathrm{DI}}_{\text{ck}}^{\text{'}}={\mathrm{DI}}_d^{\text{'}}=I_{\text{do}+}^{\text{'}}-I_{d\yen }$

Id = IN : dòng ngắn mạch xác lập ứng với sức điện động đồng bộ ngang trục Eq do dòng kích từ cưỡng bức Ifo = If tạo ra.

Như vậy, thành phần chu kỳ cơ bản của dòng ngắn mạch gồm 2 thành phần:

 tự do chu kỳ i’ck do dòng tự do của cuộn kích từ iftd sinh ra và do đó cũng tắt dần theo hằng số thời gian Td’.

 chu kỳ cưỡng bức ick do dòng kích từ cưỡng bức Ifo = If tạo ra.

i’ck = ick + i’ck gọi là dòng ngắn mạch quá độ và có trị hiệu dụng ban đầu là I‘do+.

Do dòng chu kỳ tăng so với trước khi ngắn mạch nên trong cuộn dây stato xuất hiện thành phần tự do không chu kỳ itd sao cho dòng ngắn mạch toàn phần ở thời điểm đầu ngắn mạch là không đột biến. Dòng này tắt dần theo hằng số thời gian Ta của mạch stato:

$i_{\text{td}}=i_{\text{tdo}+}\text{.}{e}^{-\frac{t}{T_a}}\text{=-}{\mathrm{DI}}_d\text{.}{e}^{-\frac{t}{T_a}}$

Dòng itd tạo từ thông đứng yên đối với stato, do đó sẽ cảm ứng sang rôto thành phần tự do chu kỳ ifck trong dòng kích từ. Vì dòng kích từ if ở thời điểm đầu ngắn mạch không đột biến nên trị số ban đầu của các thành phần trong dòng kích từ phải thỏa mãn: ifcko+ = -iftdo+ = -If

Dòng ifck tắt dần theo hằng số thời gian Ta vì dòng itd ở stato sinh ra nó tắt dần theo hằng số thời gian Ta.

Hình 5.7

Dòng ifck sinh ra từ trường đập mạch ở rôto nên có thể phân ra thành 2 từ trường quay ngược chiều nhau:

- Từ trường quay ngược chiều với rôto (-) sẽ đứng yên so với stato nên không cảm ứng sang stato.

- Từ trường quay cùng chiều với rôto (+) sẽ quay với tốc độ 2 so với stato và cảm ứng sang stato tạo nên dòng tự do chu kỳ ick(2) có tần số 2. Dòng này tắt dần theo hằng số thời gian Ta.

Tóm lại:

Dòng trong cuộn dây stato là:

iN = ick + i’ck - itd - ick(2) = i’ck - itd - ick(2)