Đồ án Nghiên cứu các loại máy phát điện, đi sâu phân tích hệ thống ổn định điện áp đầu ra máy phát

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG  
ISO 9001:2015  
NGHIÊN CỨU CÁC LOẠI MÁY PHÁT ĐIỆN,  
ĐI SÂU PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP  
ĐẦU RA MÁY PHÁT  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY  
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP  
HẢI PHÒNG - 2019  
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG  
NGHIÊN CỨU CÁC LOẠI MÁY PHÁT ĐIỆN,  
ĐI SÂU PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP  
ĐẦU RA MÁY PHÁT  
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY  
NGÀNH: ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP  
Sinh viên  
Vũ Xuân Hoàng  
Giảng viên hướng dẫn :Th.S Đinh Thế Nam  
HẢI PHÒNG - 2019  
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG  
--------------------------------------  
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP  
Sinh viên: Vũ Xuân Hoàng - Mã SV: 1512102049  
Lớp: DC1901 - Ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp  
Tên đề tài: Nghiên cứu các loại máy phát điện,đi sâu phân tích hệ thống  
ổn định điện áp đầu ra máy phát  
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI  
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp  
( về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ).  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán.  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp.  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
……………………………………………………………………………..  
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP  
Người hướng dẫn thứ nhất:  
Họ và tên  
: Th.S Đinh Thế Nam  
Học hàm, học vị  
: Thạc Sĩ  
Cơ quan công tác : Trường Đại Học Quản Lý và Công Nghệ Hải Phòng  
Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đề tài  
Người hướng dẫn thứ hai:  
Họ và tên:.............................................................................................  
Học hàm, học vị:...................................................................................  
Cơ quan công tác:.................................................................................  
Nội dung hướng dẫn:............................................................................  
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày tháng năm  
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày tháng năm  
Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN  
Đã giao nhiệm vụ ĐTTN  
Sinh viên  
Người hướng dẫn  
Vũ Xuân Hoàng  
Th.S. Đinh Thế Nam  
Hải Phòng, ngày ...... tháng........năm 2019  
Hiệu trưởng  
GS.TS.NGƯT Trần Hữu Nghị  
CNG HÒA XÃ HI CHNGHĨA VIT NAM  
Độc lp - Tdo - Hnh phúc  
PHIU NHN XÉT CA GING VIÊN HƯỚNG DN TT NGHIP  
Họ và tên giảng viên:  
Đơn vị công tác:  
..............................................................................................  
........................................................................ .....................  
...................................... Chuyên ngành: ..............................  
......................................................................... .......... ..........  
Họ và tên sinh viên:  
Đề tài tốt nghiệp:  
Tinh thn thái độ ca sinh viên trong quá trình làm đề tài tt nghip  
...........................................................................................................................................  
...........................................................................................................................................  
...........................................................................................................................................  
...........................................................................................................................................  
1. Đánh giá cht lượng ca đồ án/khóa lun (so vi ni dung yêu cu đã đề ra  
trong nhim vụ Đ.T. T.N trên các mt lý lun, thc tin, tính toán sliu)  
....................................................................................................................................  
....................................................................................................................................  
....................................................................................................................................  
....................................................................................................................................  
....................................................................................................................................  
2. Ý kiến ca ging viên hướng dn tt nghip  
Được bảo vệ  
Không được bảo vệ  
Điểm hướng dẫn  
Hải Phòng, ngày … tháng … năm ......  
Giảng viên hướng dẫn  
(Ký và ghi rõ họ tên)  
CNG HÒA XÃ HI CHNGHĨA VIT NAM  
Độc lp - Tdo - Hnh phúc  
PHIU NHN XÉT CA GING VIÊN CHM PHN BIN  
Hvà tên ging viên: ...............................................................................................  
Đơn vcông tác: .......................................................................................................  
Hvà tên sinh viên: ...................................... Chuyên ngành: .................................  
Đề tài tt nghip: ......................................................................................................  
1. Phn nhn xét ca giáo viên chm phn bin  
..........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
2. Nhng mt còn hn chế  
...........................................................................................................................................  
...........................................................................................................................................  
...........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
3. Ý kiến ca ging viên chm phn bin  
Được bảo vệ  
Không được bảo vệ  
Điểm hướng dẫn  
Hi Phòng, ngày tháng năm ......  
Ging viên chm phn bin  
(Ký và ghi rõ htên)  
LỜI MỞ ĐẦU  
Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo hướng dẫn  
Ths Đinh Thế Nam đã tận tình giúp đỡ em rất nhiều trong suốt quá trình tìm  
hiểu nghiên cứu và hoàn thành báo cáo tốt nghiệp.  
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện-Điện Tử -Trường  
Đại Học Quản Lý và Công Nghệ Hải Phòng cũng như các thầy cô trong trường  
đã trang bị cho em những kiến thức cơ bản cần thiết để em có thể hoàn thành  
báo cáo.  
Xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè những người luôn bên em đã động viên và  
tạo điều kiện thuận lợi cho em, tận tình giúp đỡ chỉ bảo em những gì em còn  
thiếu sót trong quá trình làm báo cáo tốt nghiệp.  
Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới những người thân trong  
gia đình đã giành cho em sự quan tâm đặc biệt và luôn động viên em.  
Vì thời gian có hạn, trình độ hiểu biết của bản thân còn nhiều hạn chế.  
Cho nên trong đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được  
sự đóng góp ý kiến của tất cả các thầy cô giáo cũng như các bạn bè để đồ án của  
em được hoàn thiện hơn.  
Em xin chân thành cảm ơn!  
Hải phòng, ngày… tháng…năm 2019  
Sinh viên thực hiện  
1
 
MỤC LỤC  
2
3
CHƯƠNG 1:  
MÁY PHÁT ĐIỆN  
1.1.KHÁI NIỆM MÁY PHÁT ĐIỆN  
Máy phát điện thực chất là một thiết bị giúp biến đổi cơ năng thành điện  
năng dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Sản phẩm này đóng vai trò then chốt  
trong các thiết bị cung cấp điện với 3 chức năng chủ yếu là phát điện, chỉnh lưu,  
hiệu chỉnh điện áp.  
Hình 1.1:Máy phát điện gia đình  
1.2.NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC MÁY PHÁT ĐIỆN  
Máy phát điện sdụng năng lượng cơ năng mà nó được cung cấp để to ra sdi  
chuyn của điện tích trong cuộn dây qua một mạch điện ở phía ngoài. Dòng điện  
tích tạo nên là nhờ vào dòng điện bên ngoài do máy phát cung cấp.  
Máy phát điện hiện đại ngày nay hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng đin t.  
Nguyên lý này được phát biểu như sau: khi số đường sc tcủa nam châm đi  
xuyên qua tiết din ca cuộn dây tăng giảm một cách luân phiên (do nam châm  
quay tròn hoặc do cuộn dây quay tròn). Khi đó, trong cuộn dây cũng xuất hin  
dòng điện cm ứng luân phiên đổi chiu.  
5
     
Hình 1.2:nguyên lý cảm ứng từ  
Nguyên lý này do nhà bác học Faraday vào những năm 30 của thê kỷ 19. Ông  
phát hiện ra rằng dòng điện tích có thể bcm ứng khi nó di chuyển qua mt  
cun cảm, cũng như dòng mang điện tích biến thiên trong từ trường. Schuyn  
động này tạo nên sự chênh lệch vhiệu điện thế giữa 2 đầu dây dẫn hoc hai đầu  
cun cảm. Và ngược lại, nó sẽ tạo ra các điện tích, từ đó tạo ra dòng điện.  
1.3.CẤU TẠO MÁY PHÁT ĐIỆN  
Một thiết bị máy phát điện hoàn chỉnh sẽ bao gồm những bộ phận: động  
cơ, đầu phát, hệ thống nhiên liệu, ổn áp, hệ thống làm mát và hệ thống xả, hệ  
thống bôi trơn, hệ thống sạc, bảng điều khiển và hộp nắp chính.  
6
 
1.3.1.Động cơ  
Là bộ phận quan trọng nhất của máy phát điện, là nguồn năng lượng cơ  
học đầu vào của máy phát điện. Kích thước của động cơ cũng tỷ lệ thuận với sản  
lượng điện tối đa mà một thiết bị máy phát điện có thể cung cấp.  
Có một số yêu tố cần phải ghi nhớ khi đánh giá động cơ của máy phát  
điện. Do đó, nhà sản xuất động cơ cần tư vấn để có được thông số kỹ thuật hoạt  
động và lịch trình bảo trì chính xác và chỉ tiết nhất cho người tiêu dùng.  
Hình 1.3.1:Động cơ máy phát điện  
Trên thị trường hiện nay, máy phát điện sử dụng nhiều loại nhiên liệu đầu  
vào khác nhau cho động cơ hoạt động như: diesel, xăng, propan và khí thiên  
nhiên. Động cơ nhỏ hoạt động bằng xăng, động cơ lớn hơn sẽ chạy bằng dầu  
diesel,propan lỏng hoặc khí hoặc khí tự nhiên. Ngoài ra, một số dòng máy phát  
điện cũng có thể hoạt động dựa trên một nguồn dữ liệu kép, nhiên liệu diesel và  
khí đốt.  
7
 
1.3.2.Đầu phát.  
Là tên gọi chung của một tập hợp các bộ phận tĩnh và các phần có thể di  
chuyển được. Những phần này làm việc với nhau để tạo nên chuyển động tương  
đổi giữa từ trường và điện, từ đó tạo ra dòng điện.  
Bộ phận tĩnh là STATO (còn gọi là phần cảm) bao gồm các dây điện quấn  
lại thành cuộn trên một lõi sắt. Bộ phận chuyển động là ROTO (còn gọi là phần  
ứng) để tạo ra một từ trường quay, được chia làm 3 loại: nam châm vĩnh cửu, bệ  
kích thích và sự di chuyển của ROTO quanh STATO tạo nên sự khác biệt điện  
áp giữa các cuộn dây của STATO, tạo nên dòng cảm ứng bên trong máy phát  
điện.  
1.3.3.Hệ thống nhiên liệu.  
Thông thường, bình nhiên liệu cho máy phát điện hiện nay đều đủ để máy  
có thể hoạt động liên tục từ 6 -8h ở trên mức trung bình. Đối với máy phát điện  
dân dụng thì bồn chứa nhiên liệu là một phần đề trượt của máy hoặc được lắp  
trên khung máy. Còn các loại máy phát điện công nghiệp, có thể cần xây dựng  
và cài đặt thêm một bình chứa nhiên liệu bên ngoài. Các tính năng của hệ thống  
nhiên liệu:  
. Phn ng ni tbn chứa nhiên liệu đến động cơ là dòng cung cấp hướng dn  
nhiên liệu vào và ra của động cơ.  
. Ống thông gió bình nhiên liệu giúp ngăn sự gia tăng áp lực hoặc chân không  
trong quá trình bơm và hệ thông thoát nước ca bcha.  
. Bơm nhiên liệu giúp chuyển nhiên liệu tbchứa chính vào bể chứa trong máy,  
thưng hoạt động bằng điện.  
. Kết nối tràn từ bn chứa nhiên liệu tới các đường ng cng: dự phòng khi bị tràn  
trong quá trình bơm khiến cho nhiên liệu không đổ lên máy phát điện.  
. Kim phun có nhiệm vụ phun nhiên liệu dưới dạng sương vào buồng đốt ca  
động cơ.  
. Bình lọc nhiên liệu, tách nước và vt lạ trong nhiên liệu lỏng giúp bảo vệ các bộ  
phận khác của máy phát điện khi sự ăn mòn và chất bẩn có thể gây tắc nghn.  
1.3.4.Ổn áp  
8
     
Đây là bộ phận quản lý điện áp đầu ra của máy phát điện, được chia ra  
làm nhiều thành phần.  
Đầu tiên là ổn áp có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều thành một  
chiều, điều chỉnh một phần nhỏ điện áp đầu ra thành điện áp xoay chiều và  
chuyển đổi thành điện áp một chiều.  
Tiếp theo là cuộn dây kích thích có nhiệm vụ biến đổi dòng điện một  
chiều thành dòng điện xoay chiều. Các cuộn dây kích thích tạo ra dòng điện  
xoay chiều nhỏ và được kết nồi với các đơn vị được gọi chung là chỉnh lưu  
quay.  
Bộ chỉnh lưu quay giúp chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện  
xoay chiều. Việc chỉnh lưu được phát sinh bởi các cuộn dây kích thích rồi  
chuyển đổi nó thành dòng điện một chiều. Dòng điện một chiều này giúp cho  
ROTO tạo ra điện từ trường bên ngoài trường quay của ROTO.  
Cuối cùng là ROTO có chức năng chuyển đổi dòng điện một chiều thành  
dòng điện xoay chiêu. Thực chất thì ROTO sinh ra dòng điện xoay chiều lớn  
hơn xung quanh cuộn dây STATO và các dòng máy phát điện hiện nay sản xuất  
một điện thế xoay chiều AC lớn hơn ở phần đầu ra.  
9
1.3.5.Hệ thống làm mát  
Đây là bộ phận quan trọng không thể thiếu của cấu tạo máy phát điện. Sử  
dụng các chất làm mát như nước sạch hoặc Hydrogen,...  
Hydrogen thì thường được dùng để làm mát cho các cuộn dây STATO  
trong máy phát điện công nghiệp bởi tính năng hấp thụ nhiệt của nó rất tốt. Nhờ  
đó, giúp loại bỏ hoàn toàn nhiệt từ máy phát điện, chuyển qua bộ trao đổi nhiệt  
vào một mạch làm mát thứ cấp mà trong đó có chứa nước. Do vậy, loại máy  
phát điện công nghiệp thường có kích thước lớn.  
Hình 1.3.5:1 bộ làm mát ở máy phát  
1.3.6.Hệ thống bôi trơn  
Hệ thống này giúp cho máy phát điện hoạt động êm ái hơn, đảm bảo khả  
năng hoạt động liên tục và bền bỉ. Nguyên liệu để bôi trơn thường được thực  
hiện bằng dầu được lưu trữ trong một chiếc máy bơm.  
1.3.7.Bộ sạc ắc quy  
Thông thường, máy phát điện khởi động bằng pin và bộ sạc pin là bộ phận  
giữ cho pin luôn đầy với một điện áp thả nổi chính xác. Khi điện áp thả nổi thấp  
thì pin sẽ nạp thiếu, còn điện áp cao thì sẽ rút ngắn tuổi thọ của pin.  
Bộ sạc ắc quy của máy phát điện thường được làm từ thép không gỉ, hạn  
chế ăn mòn, tự động và không cần phải điều chỉnh hoặc cài đặt nào khác.  
1.3.8.Bảng điều khiển  
Bảng điều khiển của máy phát điện thực chất là bề mặt điều khiển bao  
gồm các hóc cắm điện và điều khiển. Tùy thuộc vào từng nhà sản xuất mà mẫu  
mã khác nhau, cách điều khiển cũng khác nhau, tuy nhiên nó cũng phải bao gồm  
những bộ phận chính dưới đây.  
10  
       
Hệ thống khởi động và tắt điện: bao gồm kiểm soát khởi động, bật máy  
phát tự động trong lúc mắt điện, có thể theo dõi các máy phát điện khi hoạt động  
và tự động tắt máy khi không cần thiết.  
Bên cạnh đó là thiết bị đo hệ thống đồng hồ hiển thị áp suất dầu, nhiệt độ  
nước làm mát, điện áp pin, tốc độ quay của động cơ và thời gian hoạt động. Cuối  
cùng là đồng hồ đo máy phát điện có đơn vị để đo sản lượng điện hiện tại, điện  
áp và tần số hoạt động.  
1.3.9.Hệ thống xả  
Mùi của khí thải được thải ra từ máy phát điện cũng giống với mùi của bất  
kỳ động cơ diesel hay động cơ xăng nào khác. Do vậy, nó chứa hàm lượng chất  
độc hóa học khá cao. Chính vì thế, người dùng cần phải kiểm soát hệ thống xả  
thải một cách chặt chẽ. Đồng thời, lắp đặt hệ thống khí thải chính xác để giải  
quyết lượng khí thải do máy phát điện xả ra.  
11  
 
CHUƠNG 2:  
MÁY PHÁT ĐIỆN 1 CHIỀU  
2.1.GIỚI THIỆU MÁY PHÁT ĐIỆN 1 CHIỀU  
Tìm hiểu một chút về máy phát điện nói chung là thiết bị điện từ, có  
nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, cầu tạo gồm có mạch  
điện và mạch từ và có chức năng biển đổi cơ năng thành điện năng hoặc ngược  
lại hoặc biển đổi thông số điện năng như biển đổi điện áp, dòng điện, tần số, góc  
pha.  
Máy phát điện một chiều là máy điện phát ra nguồn điện một chiều có  
tính chất thuận nghịch. Khi được cấp nguồn thì là một động cơ , khi được kéo  
bởi một máy khác thì là máy phát.  
2.2.PHÂN LOẠI MÁY PHÁT ĐIỆN 1 CHIỀU THEO HỆ THỐNG KÍCH  
TỪ Dựa vào phương pháp cung cấp dòng điện kích tử, người ta chia máy điện  
một chiều ra các loại sau :  
1. Máy điện mt chiều kích từ độc lập,có dòng điện kích từ của máy lấy tngun  
điện khác không liền hvi phn ng của máy.  
Hình 2.2.1:sơ đồ hthống kích từ độc lp  
2. Máy điện mt chiều kích từ song song có dây quấn kích từ ni song song vi  
mch phn ng.  
12  
       
Hình 2.2.2:sơ đồ hthống kích từ song song  
3. Máy điện mt chiều kích tử ni tiếp có dây quấn kích từ mc ni tiếp vi mch  
phn ng.  
Hình 2.2.3:sơ đồ hthống kích từ ni tiếp  
4. Máy điện mt chiều kích từ hn hp gồm hai dây quần kích từ: dây quấn kích từ  
song song và dây quần kích từ ni tiếp, trong đó dây quấn kích từ song song  
thường là chủ yếu.  
Hình 2.2.4:sơ đồ hthống kích từ hn hp  
2.3.CẤU TẠO MÁY PHÁT ĐIỆN 1 CHIỀU  
Máy có cấu tạo gồm 2 phần đó là: Phần cảm và Phần ứng.  
a.Phần tĩnh (Stator)(phần cảm)  
13  
 
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 92 trang yennguyen 30/03/2022 3840
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Nghiên cứu các loại máy phát điện, đi sâu phân tích hệ thống ổn định điện áp đầu ra máy phát", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfdo_an_nghien_cuu_cac_loai_may_phat_diendi_sau_phan_tich_he_t.pdf