Điều chỉnh điện áp máy phát điện.

[quocthai]

Anh Quốc Thái!
Trong luồng này anh đã nói rất sâu sắc về điều áp máy phát. Vậy tôi muốn hỏi anh mối quan hệ của điện áp và tần số hay là vấn đề điều áp và điều tốc. Các máy phát động cơ
nổ đều có bộ điều chỉnh cả hai thông số trên.
Kích chúc anh sức khoẻ!

Thông thường, nếu các máy phát không có bộ điều áp, thì điện áp máy phát sẽ tỷ lệ với tốc độ và với dòng kích từ của máy.

Tuy nhiên đại đa số các máy phát đều có điều áp. Các bộ điều áp đơn giản nhất thường không quan tâm nhiều đến tốc độ. Do đó sẽ có tình trạng bị quá kích thích khi tốc độ thấp. Vì thế các bộ điều áp đắt tiền thường phải có thêm một bộ phận giới hạn. Việc giới hạn này nhằm giảm thiểu quá kích thích cho các thiết bị lắp vào máy phát, thí dụ như máy biến áp...

Các bộ giới hạn này thường hạn chế tỷ số U/f, các trị số có thể chỉnh định được, và QT thấy các nhà chế tạo chỉnh định nó về trị số 110%.

Để QT diễn tả tiến trình thay đổi điện áp máy phát theo tốc độ máy của một Tua bin khí, bác sẽ thấy liên hệ giữa U và f sẽ như thế nào:

* Khi tốc độ < 40% định mức: không có kích từ. Điện áp máy phát =0.
* Tốc độ =40%: bình ắc quy đóng vào mạch, mồi cho bộ kích từ, Điện áp ra của máy phát tăng lên một trị số nào đó.
* Tốc độ từ 40 đến 50% (có thể không chính xác): Điện áp máy phát tăng theo hàm bậc 2. Do điện áp đầu cực của máy phát đưa về kích từ bổ sung cho U của dàn bình ắc quy.
* Tốc độ trên 50%: do có thể tự nuôi bằng điện áp đầu cực máy phát đưa về, nên không cần mồi bằng ắc quy nữa. Dàn bình tách ra. Điện áp tiếp tục tăng theo hàm bậc 2.
* Khi điện áp bắt đầu tăng > 110% tốc độ: phần giới hạn U/f sẽ kềm và giảm dòng kích từ xuống, sao cho giữ vững tỷ số U/f = 110%.
* Khi tốc độ đạt 90% định mức, tứ U đạt 100%, bộ giới hạn U/f sẽ ngưng làm việc. U tiếp tục giữ 100% cho đến khi tốc độ đạt 100%.

Mời bạn xem hình minh họa dưới đây:

[ductho_td]

Chào bác QT e ầ thợ điện nhưng em ko hiểu ji về máy phát em nguyên sửa mò thôi nhưng cái nào qua tay em nó cũng ra điện hết.bác cho em hỏi nguyên lí kích từ của máy phát loại 2,2kw chạy xăng.mà lại dung tụ nối vao cuộn stato lại ra được điên.rôt thi co day quấn nhưng chi dùng 4 con diot thôi.em mới gặp một trường hợp nhưng em thay tu co trị số to hon lại được bac giúp e với

[cuongaz]

Chào bạn theo mình nhớ không lầm thì máy phát nhỏ không dùng avr ( Tự động điều chỉnh điện áp ) chỉ dùng tụ để nâng áp .Chỉ một số thì sử dụng nhưng rất hiếm gặp như SUZUKI 800 .

[anhtaicdt1]

Thông thường, nếu các máy phát không có bộ điều áp, thì điện áp máy phát sẽ tỷ lệ với tốc độ và với dòng kích từ của máy.

Tuy nhiên đại đa số các máy phát đều có điều áp. Các bộ điều áp đơn giản nhất thường không quan tâm nhiều đến tốc độ. Do đó sẽ có tình trạng bị quá kích thích khi tốc độ thấp. Vì thế các bộ điều áp đắt tiền thường phải có thêm một bộ phận giới hạn. Việc giới hạn này nhằm giảm thiểu quá kích thích cho các thiết bị lắp vào máy phát, thí dụ như máy biến áp...

Các bộ giới hạn này thường hạn chế tỷ số U/f, các trị số có thể chỉnh định được, và QT thấy các nhà chế tạo chỉnh định nó về trị số 110%.

Để QT diễn tả tiến trình thay đổi điện áp máy phát theo tốc độ máy của một Tua bin khí, bác sẽ thấy liên hệ giữa U và f sẽ như thế nào:

* Khi tốc độ < 40% định mức: không có kích từ. Điện áp máy phát =0.
* Tốc độ =40%: bình ắc quy đóng vào mạch, mồi cho bộ kích từ, Điện áp ra của máy phát tăng lên một trị số nào đó.
* Tốc độ từ 40 đến 50% (có thể không chính xác): Điện áp máy phát tăng theo hàm bậc 2. Do điện áp đầu cực của máy phát đưa về kích từ bổ sung cho U của dàn bình ắc quy.
* Tốc độ trên 50%: do có thể tự nuôi bằng điện áp đầu cực máy phát đưa về, nên không cần mồi bằng ắc quy nữa. Dàn bình tách ra. Điện áp tiếp tục tăng theo hàm bậc 2.
* Khi điện áp bắt đầu tăng > 110% tốc độ: phần giới hạn U/f sẽ kềm và giảm dòng kích từ xuống, sao cho giữ vững tỷ số U/f = 110%.
* Khi tốc độ đạt 90% định mức, tứ U đạt 100%, bộ giới hạn U/f sẽ ngưng làm việc. U tiếp tục giữ 100% cho đến khi tốc độ đạt 100%.

Mời bạn xem hình minh họa dưới đây:

anh QT cho em hỏi một câu(em mới đi làm chưa nguyên cứu về máy phát):
Ct em co dung 1 máy phát 380v/50hz, Nhưng máy phát này đã cắt mất bộ hồi hồi tiếp điện áp. Lúc đầu vẫn hoạt động bình thường nhưng sau một thời gian xảy ra vấn đề sau:
Khi đề máy phát thì tần số máy phát chỉ đạt 48-49hz.
Khi đóng tải vào thì tần số chỉ còn 47hz
sau một vài ngày khi đổi điện lưới thì máy phát bị nổ tụ lọc điện áp vào,cầu chì...
Vậy em muốn hỏi anh Nguyên nhân này là do đâu vậy và anh có cách nào khắc phục không?
Em có tìm hiểu thì chắc chắn lỗi trên không phải do vận hành.Và em muốn anh cho biết thì khi cắt tải để chuyển sang dùng điện lưới thì tầng số của máy phát tăng lên hay giảm xuống...?

[Lee]

anh QT cho em hỏi một câu(em mới đi làm chưa nguyên cứu về máy phát):
Ct em co dung 1 máy phát 380v/50hz, Nhưng máy phát này đã cắt mất bộ hồi hồi tiếp điện áp. Lúc đầu vẫn hoạt động bình thường nhưng sau một thời gian xảy ra vấn đề sau:
Khi đề máy phát thì tần số máy phát chỉ đạt 48-49hz.
Khi đóng tải vào thì tần số chỉ còn 47hz
sau một vài ngày khi đổi điện lưới thì máy phát bị nổ tụ lọc điện áp vào,cầu chì...
Vậy em muốn hỏi anh Nguyên nhân này là do đâu vậy và anh có cách nào khắc phục không?
Em có tìm hiểu thì chắc chắn lỗi trên không phải do vận hành.Và em muốn anh cho biết thì khi cắt tải để chuyển sang dùng điện lưới thì tầng số của máy phát tăng lên hay giảm xuống...?

Mình xin phép được trả lời bạn.
*Máy phát khi đề tần số chỉ đạt 48 - 49 Hz, khi đóng tải vào thì tần số chỉ còn 47Hz.

--> Một máy phát điện có thể chia làm hai phần:
+Phần thứ nhất: động cơ sơ cấp lai máy phát quyết định tần số f=n*p/60. n là số vòng quay của động cơ lai (rad/min), p là số cặp cực.
+Phần thứ hai: đầu máy phát quyết định điện áp U ra.
Như vậy vấn đề của bạn là ở phần thứ nhất, ở đây do bạn trình bày không cụ thể công suất của máy phát là bao nhiêu? bạn đóng tải bao nhiêu thì tần số giảm còn 47Hz. Khả năng chính là bộ điều tốc của động cơ sơ cấp lai không đảm bảo lượng nhiên liệu bù cần thiết để giữ tần số ổn định khi tăng tải. Theo mình nghĩ có 2 trường hợp. TH1: bạn đóng tải với công suất lớn hơn công suất cho phép của động cơ sơ cấp dẫn đến điểm làm việc nằm ngoài đặc tính điều chỉnh của bộ điều tốc. TH2: nếu công suất của động cơ vẫn đảm bảo thì bạn nên kiểm tra lại bộ điều tốc.

*Sau một vài ngày khi đổi điện lưới thì máy phát bị nổ tụ lọc điện áp vào,cầu chì...
--> Cái này bạn nên kiểm tra lại các thiết bị xem có chạm chập gì không.

[toymaker]

Luồng này chìm theo anh quocthai rồi.

Xin phép bác QT 1 tý nhé, liệu có cách điều chỉnh điện áp của một dạng máy phát là dùng đầu nổ để kéo 1 động cơ không đồng bộ ba pha ( có đấu // 3 con tụ vào 3 pha để kích lên điện áp ban đầu, cái này thì dân đánh cá miền biển rất hay dùng để làm máy phát điện trên tàu loại nhỏ để thắp sáng và còn để nạp được accu nữa vì nó đơn giản rẻ tiền ít hổng hóc vì không có tiếp xúc chổi than, không có bán dẫn như đi ốt chẳng hạn) không, bỏ qua cách điều chỉnh điện áp bằng cách tăng giảm tốc độ vòng quay đi vì cái này họ vẫn làm.

Đây cũng là 1 bài toán rất hay trong thực tiễn VN.
Loại này phát công suất vô công bằng tụ điện nên chắc thay đổi điện dung tụ sẽ thay đổi được U ra.

[Lee]

Máy phát điện không đồng bộ

Tài liệu tham khảo từ cuốn sách Máy điện I của thầy Trần Khánh Hà.

Nguyên lý làm việc của MF không đồng bộ:
* Làm việc với lưới
Khi máy điện không đồng bộ làm việc với lưới điện mà ta dùng động cơ sơ cấp kéo nó quay nhanh hơn tốc độ đồng bộ (đây chính là tốc độ của từ trường quay sinh ra khi cung cấp điện áp lưới vào stator n=60*f/p, như vậy nếu f = 50Hz, p=2 thì tốc độ của động cơ sơ cấp phải > 1500 vòng/min) thì máy phát ra công suất tác dụng P vào lưới nhưng vẫn nhận công phản kháng Q từ lưới vào, một mặt để kích từ, mặt khác để cung cấp cho công suất phản kháng do từ tản trên stator và rotor gây nên.
Cần chú ý là dòng điện không tải Io trong máy điện không đồng bộ lớn đến 20-25% Iđm như vậy công suất phản kháng kích từ đã chiếm tới 20 - 25% công suất máy phát. Việc tiêu thụ nhiều công suất phản kháng của lưới điện làm hệ số công suất của lưới kém đi. Đó chính là nhược điểm của máy phát điện không đồng bộ.
Tuy nhiên MF dị bộ có một số ưu điểm như: mở máy và hòa vào lưới rất dễ dàng, hiệu suất vận hành cao vì vậy có thể dùng làm các nguồn điện bổ trợ nhỏ.
* Làm việc độc lập.
Việc xác lập điện áp khi máy làm việc độc lập cần có một quá trình tự kích như trong máy điện một chiều kích từ song song.
Căn cứ vào đồ thị vectơ MF dị bộ Io vượt trước E một góc 90 độ, hay nói cách khác khi MF làm việc độc lập phải mắc với đầu cực của máy một điện dung C. Giống như MF một chiều điện áp đầu tiên vẫn dựa vào sự tồn tại của từ dư. Nhờ sđđ do từ dư sinh ra mà trong điện dung C có dòng điện làm cho từ thông được tăng cường. Điều kiện cuối cùng để xác lập điện áp là giá trị của C phải phù hợp để đường đặc tính điện dung và đường từ hóa của máy phát giao nhau tại điểm điện áp định mức.

Đường thẳng tiếp tuyến với đoạn không bảo hòa của đường từ hóa gọi là đường đặc tính điện dung giới hạn. Hệ số góc đường thẳng lúc đó bằng U1/Io = I/w*Cgh (w: tần số góc)
Do đó khi không tải muốn xác lập điện áp điện dung mắc vào phải có giá trị > giá trị giới hạn.
Giá trị C cần thiết để kích từ cho máy phát có thể được tính theo công thức:

U1: điện áp dây của máy phát
f1: tần số của dòng điện phát ra = p*n/60
Iu : dòng điện từ hóa có thể coi bằng dòng điện không tải Io.
Khi có tải pảhi luôn giử tốc độ bằng tốc độ định mức, nếu không thì f1 sẽ giảm xuống làm hệ số góc của đường đặc tính điện dung tăng lên dẫn đến điện áp giảm hoặc mất ổn định. Mặt khác khi có tải do có điện kháng của tải và điện kháng tản từ của stator nên phải tăng thêm điện dung để đảm bảo điện áp không đổi. Điện dung bù vào điện kháng của tải có thể tính theo công thức:

Q: công suất phản kháng của tải.
Điện dung để bù vào điện kháng tản từ của dây quấn stator khoảng 25%Co.
Từ đó ta thấy trừ khi có thiết bị điều chỉnh tự động, nếu không khi tải thay đổi rất khó có thể giữ được điện áp và tần số không đổi.
Vấn đề nữa là điện dung C giá thành tương đối đắt nên thường hạn chế công suất của máy phát dị bộ dưới 20KW.
Như vậy có thể kết luận máy phát dị bộ rất kén tải đặc biệt là tải có tính cảm như biến áp hay động cơ điện, chỉ có thể dùng để chiếu sáng hoặc nạp acqui như thí dụ của bạn PUMANEW hoặc ở những nơi yêu cầu chất lượng điện không cao. Việc thiết kế những bộ tự động điều chỉnh điện áp và tần số của loại máy này là có thể nhưng lại không giải quyết được bài toán về kinh tế cho nên người ta không phát triển máy phát loại này.

[daominhchien]

cho tham gia cung nhe QT;
có 1 số máy fát điện xoay chiều 1pha (trung Quốc) để ổn định tần số, k0 bị fụ thuộc vào tốc độ của máy...
người ta nắn điện áp từ mô bin xoay chiều thành 1 chiều(DC) rồi qua mạch điều áp tạo xoay chiều và ổn tần,có tần số ổn định là 50, 60hz(ra AC 50/60Hz). khi phải hòa chung cùng lưới điện AC, nó dùng f/AC đó làm đồng bộ fa máy fát.

[hongsinh]

ke ke! Kiến thức của bác QT về AVR quả là uyên thâm nhưng mừ AVR dùng card điện tử hơi bị cỏ roài. Cho hỏi bác đang làm việc ở nhà máy thủy điện nào thía?

[Truongtran]

Chào các bác.
Hôm nay tôi độc các bài viết này thấy rất hay và hiểu ra nhiều điều, đặc biệt thất bác QT rất giỏi và am hiểu về AVR.
Tôi có một vấn đề như sau mà không lí giải được, mong các bác tham khảo và giúp đỡ:
Công ty tôi có 02 máy phát mua mới về để lắp xuống tàu thuỷ( máy phát Stamford-mua qua trung gian, dùng AVR MX341), nhưng lúc đầu 02 máy này hoà với nhau không hoà được (khi đóng vào lưới thì một máy nhảy ra ngoài), tôi đã kiẻm tra và nghi ngờ là có dòng cân bằng chạy giữa hai máy. Và để giải quyết vấn đề này tôi đã mua 02 biến dòng lắp cho máy phát để phân chia tải phản tác dụng cho 02 máy(phương pháp phân chia phản tác dụng bằng điều chỉnh đặc tính ngoài). và kết quả sau khi làm thế là 02 máy đã hoà được công tác song song với nhau, khi cấp tải chia tải giữa 02 máy rất đều.Nhưng khi thực hiện chuyển tải từ máy này sang máy kia để ngắt 1 máy ra thì không tài nào chuyển hết được tải (thông qua đồng hồ dòng,không có đồng hồ công suất), cứ cố chuyển thì một máy nhảy ra ngoài do khi chuyển tải đến một mức nào đó thì 02 dòng 2máy lại tăng lên, dẫn đến hiện tượng công suất ngược.
Tôi đã nghĩ mãi mà không hiểu tại sao, mong các bác giúp đỡ.
Chú ý: khi thử tải từng máy phát thì bộ điều tốc của các máy rất kém, khi 100% tải thì tần số từ 52Hz giảm còn 47Hz.
cảm ơn!

[pilot66]

1 hệ thống cho máy phát điện lớn :cũng 1 động cơ + 1 máy generator
Không bất kỳ động cơ diesel nào cũng kéo dùng cho máy phát điễn được đâu
Mà hiện tai trên thế giới : chỉ gồm loại động cơ dùng để làm máy phát điện
Hệ thứ 1 : engine ( 1800-2000 rpm ) + generator 1500rpm/50Hz : Hệ thống phát điện chuẩn nhất hiện ít hao nhiên liệu
Hế thứ 2 : Thường thấy made in Japan 3000rpm (engine )
Cho nên dùng động cơ xe (tua cao ) cho máy phát điên ko đạt hết hiệu suất như động cơ chuyên dùng cho máy phát điện
Như bạn vi van pham nói thì để giải quyết vấn đề ổn định giữa rpm và hz cho máy phát điện ổn định hơn nữa người ta thường lắp thêm cho đông cơ ( chuyên dùng cho máy phát điện 1 automatic throttle governor (thường là cơ có khi là dùng điện nhưng chỉ có động cơ chuyên dùng cho máy phát điện )
hay còn gọi là " ga tự động
Tác dụng của nó là không chế máy tua máy phát điện luôn ờ 1500 rpm (4cyl ) thì lúc này gen sẽ 50hz khi nhận thấy vòng tua động cơ giãm (trong trường hợp có tải của gen nó sẽ ghì tua động cơ lại nó tự kéo ga engine lên 1500 rpm
Nhân biết động cơ có ga tự động như sau khi ban nhập tải thường nghe động cơ tự hú máy lên và trở lại bình thường sau khi ko tải
Cho nên trong 1 genset ngoài AVR (thực chất AVR xài ko bền bằng system khuến đại từ ) Còn governor (ga tự tự đông cực kỳ quan trong )
Nếu engine ko có gá tự hiệu suất tải chỉ đạt 70% nhưng có ga tự động hiệu suất tải đạt 85% - 90% .có thể nhận biết điều này sau khi lắp ga tự động tải của bạn tăng thêm 10 -25 % cộng suất ban đầu và độ ổn định tần số và U
hơn rất nhiều
Ngoài ra còn nói thêm 1 điều này AVR thực sự là con dao 2 lưỡi cho generator : ( kinh nghiệm mà nói thôi nha ) chỉ khi nào bạn sữ dụng trong công trường bạn mới thấy yếu điễm của nó
ưu điểm : hệ số tự bù áp rất cao ,dễ dàng thay đổi điện áp ra của gen ,đáp ứng kịp thời mức độ thay đổi tải tức thì ,....tự kích mồi ban đầu
Yếu điểm : Động cớ bắt buộc phải chạy ớ 1500 rpm/50 hz ( chạy dưới 50 HZ ) -> cháy ruột kích lớn của gen ,khi xài ít tải ko có cách nào giảm tua (vd : chỉ xài 1 máy hàn 100A cho máy 200KW ) không thể giảm tua động cơ mặc dù chạy ờ garanuee 800- 1000 rpm ----> hao dầu
Cho nên 1 số máy điện ( made in Japan ) thường người ta không sử dụng AVR dạng thyistor đâu , mà nguòi ta đã nghĩ ra 1 dang AVR khác chỉ gồm 2 transfor ( 1 transformer áp và 1 transformer bù dòng khi có tải ) hệ thống này sủ dụng rất an toàn cho phép bạn chạy ga thấp mà vẫn điên , không sợ cháy rotor kích , cực kỳ bền ít gặp trục trặc ,( chỉ có 2 transfor )hơn với AVR thyistor
Người ta gọi nó là Khuếch đại từ


GIAP BY TECHNOLOGY
Professinal Power Diesel Generator
0978377624 - Caniggia0000@yahoo.com

Cảm ơn bài viết của bạn, xin bạn cho biết bộ khuếch đại từ có bán sẳn không hay phải lắp ráp. Cảm ơn bạn nhiều.

[duong_act]

Xin phép bác QT 1 tý nhé, liệu có cách điều chỉnh điện áp của một dạng máy phát là dùng đầu nổ để kéo 1 động cơ không đồng bộ ba pha ( có đấu // 3 con tụ vào 3 pha để kích lên điện áp ban đầu, cái này thì dân đánh cá miền biển rất hay dùng để làm máy phát điện trên tàu loại nhỏ để thắp sáng và còn để nạp được accu nữa vì nó đơn giản rẻ tiền ít hổng hóc vì không có tiếp xúc chổi than, không có bán dẫn như đi ốt chẳng hạn) không, bỏ qua cách điều chỉnh điện áp bằng cách tăng giảm tốc độ vòng quay đi vì cái này họ vẫn làm.

Đối với loại máy phát như bácPUMANEW vừa nói thì muốn thay đổi điện áp ra của nó thì chỉ có cách là thay đổi vận tốc quay của nó thôi.Còn nếu muốn thay đổi điện áp mà không thay đổi tần số điện áp thì chỉ có cách là "quấn lại thôi".Chắc chắn là cách này chẳng ai dùng cả.

[giangnt18]

Em chao các anh!
Em không được học nhưng lại làm nhiệm vụ vận hành mấy cái máy phát cỡ nhỏ. Hiện nó gặp mấy cái trục trặc mà không biết hỏi ai?
Máy của em 6,5kVA loại chạy xăng, máy phát hiệu Elexmax.
Lúc nổ được lúc không là nó bị gì vậy? có máy thì nổ nhưng không có điện? có máy thi nổ nhưng có tải là tắt ngay?
Xin các anh chỉ giúp.
Cảm ơn!

[duc thang]

Nhưng khi thực hiện chuyển tải từ máy này sang máy kia để ngắt 1 máy ra thì không tài nào chuyển hết được tải (thông qua đồng hồ dòng,không có đồng hồ công suất), cứ cố chuyển thì một máy nhảy ra ngoài do khi chuyển tải đến một mức nào đó thì 02 dòng 2máy lại tăng lên, dẫn đến hiện tượng công suất ngược.

Gắn thêm 2 đồng hồ cos phi cho 2 máy > sẽ thấy tại sao.
Khi hòa đồng bộ 2 thông số cần phải đo là Kw & cos phi (Ampere không có cũng được).

[quanghien54]

Em chao các anh!
Em không được học nhưng lại làm nhiệm vụ vận hành mấy cái máy phát cỡ nhỏ. Hiện nó gặp mấy cái trục trặc mà không biết hỏi ai?
Máy của em 6,5kVA loại chạy xăng, máy phát hiệu Elexmax.
Lúc nổ được lúc không là nó bị gì vậy? có máy thì nổ nhưng không có điện? có máy thi nổ nhưng có tải là tắt ngay?
Xin các anh chỉ giúp.
Cảm ơn!

Kiểm tra lại ruột kích từ lại. Coi chừng nó bị chập vòng rồi. Nếu chập ít thì không tải vẫn có điện nhưng khi có tải thì mất điện ngay. Dùng Rô nha để kiểm tra. Rô nha là một cuộn dây nằm trong một mạch từ mà phía trên đễ hở được đặt sát vào lỏi sắt của cuộn dây kích từ. Nguyên lý của nó là tạo một từ trường xoay chiều lên cuộn dây kích từ. Đo ampe của cuộn dây rô nha này. Nếu ruột không bị chạm xem như là 1 biến áp mà cuộn sơ là cuộn dây của rô nha còn cuộn thứ là cuộn dây kích từ hở mạch. Do đó dòng điện của cuộn dây ro nha thấp. Còn nếu ruột bị chạm thì xem như thứ cấp bị ngắn mạch nên dòng điện qua rô nha sẽ cao. Đặt lưởi cưa lên cực từ sẽ phát ra tiếng kêu rè rè.
Thân chào.