MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
1. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
A. Máy phát xoay chiều đồng bộ ba pha
Cấu tạo của máy phát điện đồng bộ ba pha
Stator: Gồm có lõi thép và dây quấn. Lõi thép làm bằng vật liệu sắt từ tốt,
nghĩa là có từ trở nhỏ và điện trở suất lớn. Loại vận tốc chậm có chiều dài dọc trục
ngắn; còn loại tốc độ nhanh chiều dài dọc trục lớn gấp đường kính nhiều lần,
ngoài ra trong stator còn có hệ thống làm mát.
Rotor.
Rotor cực lồi: dạng của mặt cực được thiết kế sao cho khe0p không khí
không đều, mục đích để từ cảm trong khe không khí có phân bố hình sin và do đó
sức điện động cảm ứng trong dây quấn cũng có hình sin. Loại rotor cực lồi được
dùng trong máy phát kéo bởi tua bin vận tốc rất chậm. Lúc đó rotor sẽ có nhiều
cực và chiều dài ngắn.
Rotor cực ẩn: khe không khí đều và rotor chỉ có hai hoặc bốn cực, loại rotor
cực ẩn được dùng trong máy phát kéo bởi tuốc bin vận tốc nhanh. Vì vận tốc quay
lớn nên để chống lực ly tâm, rotor được chế tạo nguyên khối và có đường kính
nhỏ.
Bộ kích từ: Dây quấn kích từ trên rotor được cung cấp dòng một chiều để tạo
ra từ thông không đổi theo thời gian.
Nguyên lý làm việc của máy phát đồng bộ.
a
a

y

c

Ik

Uk

x
(a)

Ik

z

b

z
c

x
N

S
(b)

y
b

(a) Máy phát đồng bộ 3 pha hai cực đơn giản. (b) Biểu diễn đơn
giản của máy phát đồng bộ.
Tần số phát ra:
Sức điện động phát ra:

f =

np

60

Ep = 4,44.f.N.kdq.Φm

Vì trục các cuộn dây lệch nhau 1200 điện trong không gian, nên ta có hệ
thống sức điện động 3 pha:


e a ( t ) = E p 2 sin ωt
e b ( t ) = E p 2 sin(ωt − 120 o )
e c ( t ) = E p 2 sin(ωt − 240 o )
Các sức điện động này có thể ghép sao (Y) hoặc tam giác (Δ):
a

a
ea

ec

n

n
eb

b

a

ec


ea
b

b
eb

c

c
(a)

a

c
(b
)
Sơ đồ ghép dây của máy phát đồng bộ, (a)
đấu Δ; (b) đấu Υ.

Phản ứng phần ứng của máy phát đồng bộ
Tải thuần trở
Eo
I

Φ

90o

Φo


S

N

Tải thuần cảm
Eo

90o
Φo
N

I
Φ

S

b
c


Tải thuần dung
Eo

90o

Φ
IN

Φo


S

(c)
Phương trình điện áp của máy phát đồng bộ cực từ ẩn.
•

•

•

•

•

•

E g = U t + R ö I ö + jX S I ö = U t + Z S I ö

Phương trình điện áp của máy phát đồng bộ cực từ lồi.
•

•

•

•

•

E g = U t + Ru . I u + j. I d . X d + j. I q . X q

•

It

•

Iö
Rư

jXS

•

•

•

θ
φ

Iö

C

C

Eg
•

(a)


Zt

Ut

Eg

O

•

U tA

IưZS

IưRư

IưXS
B

IưXS

•

•

Eg

Iö


IưXS

θ

B
IưRư

φ
•

Ut

(b)
(c)
Hình 2.33 (a) Mạch tương 1 pha của máy đồng bộ.
(b) Đồ thị vectơ khi tải cảm.
(c) Đồ thị vectơ khi tải dung.

A


Đặc tính không tải và đặc tính ngắn mạch (giống máy điện không đồng bộ và
máy biến áp)
Đặc tính góc – công suất ở trạng thái xác lập máy cực từ ẩn
Công suất tải nhận được
P2 = E2.I2.cosϕ2
•

•


E1 − E 2
I=
Z
E ∠δ − E2∠0o E1
E
= 1
= ∠δ − Φ Z − 2 ∠ − Φ Z
Z ∠Φ Z
Z
Z
•

•

•

Trong đó: E1, E2 – biên độ của E 1 , E 2
•
•
δ - góc pha vượt trước của E 1 so với E 2
Z - tổng trở
ΦZ – góc pha của tổng trở Z
•
Công suất cung cấp bởi nguồn E 2
E1 .E 2
E 2 .R
sin(δ − α Z ) − 2 2
Z
Z
R

với: α Z = 90 0 − Φ Z = tan −1
X
P2 =

•

Công suất cung cấp bởi nguồn E 1
P1 =

E1.E2
E 2 .R
sin(δ − α Z ) + 1 2
Z
Z

Thường thì: R ≈ 0 do đó αZ ≈ 0:
P1 = P2 =

E1 .E 2
sin δ : đặc tính góc - công suất
X

Công suất cực đại:
P1 max = P2 max =

E1 .E 2
khi δ = 900
X

Khi máy phát đồng bộ có điện kháng Xs nối vào

hệ thống có điện áp Uht nối tiếp với điện kháng
tương đương Xht, đặc tính góc - công suất có thể viết:
P=

E S .U ht
sin δ
X s + X ht

Đặc tính góc – công suất ở trạng thái xác lập máy cực từ lồi


Công suất tác dụng
P=

X dT − X qT
E s .U ht
sin δ + U ht2
sin 2δ
X dT
2. X dT . X qT

Công suất phản kháng
Q = U .I . sin ϕ =

E s .U ht
U2
cos δ − ht
Xs
Xs


Điều chỉnh công suất tác dụng và công suất phản kháng
- Điều chỉnh công suất tác dụng: Phải điều chỉnh công suất cơ của động cơ sơ cấp
(tuabin hơi, khí,…)
- Điều chỉnh công suất phản kháng:
U ht ( E s . cos δ − U ht )
Q=

Xs

Khi giữ U, f và P không đổi, ta có:
Es.cosδ < U thì Q < 0: máy nhận Q, máy thiếu kích từ
Es.cosδ = U thì Q = 0
Es.cosδ > U thì Q > 0: máy phát Q, máy tăng kích từ
Ep

Đặc tuyến vận hành ở chế độ xác lập.
Đặc tuyến không tải.

Ed
0

Ik

Đặc tuyến không tải của máy phát điện đồng bộ.
Đặc tuyến hiệu chỉnh.
Ik
cosϕ trể
cosϕ = 1
cosϕ sớm


0
Đặc tuyến hiệu chỉnh.

Iư


Đặc tuyến ngoài

Ut
cosϕ sớm
cosϕ = 1
cosϕ trể
Iư
tuyến
Đặc tính hình V của máy phátĐặc
đồng
bộ ngoài.
đầy tải
50% tải

Iư

không tải

0

Vùng cosφ
trễ

Vùng cosφ sớm

Ik

Họ đường cong khi công suât không đổi.
Máy phát đồng bộ làm việc song song (hoà vào hệ thống)
Thoả các điều kiện sau:
- Thứ tự pha của các máy làm việc song song phải giống nhau
- Điện áp các máy phải bằng nhau, điều chỉnh điện áp bằng cách chỉnh định dònh
kích từ
- Tần số các máy phải bằng nhau, điều chỉnh tần số máy bằng cách chỉnh tốc độ
động cơ kéo máy phát
Hiệu suất của máy phát điện đồng bộ
- Công suất cơ: P1 = M.ω do máy phát nhận từ động cơ sơ cấp, chịu các tổn hao
sau:
- Tổn hao cơ: Pmq do ma sát, quạt gió, không phụ thuộc tải vì vận tốc không đổi.
- Tổn hao từ+ Pt do dòng xoáy và từ trể trong mạch từ; phụ thuộc từ cảm cực đại
Bm.


- Tổng hao đồng trong dây quấn phần ứng: Pđư = 3.I2.Rư và trong dây quấn kích từ.
- Tồn hao phụ: Pp do dòng xoáy trong dây dẫn phần ứng và do tổn hao lõi vì từ
trường bị xoắn dạng.
- Tổng tổn hao: Pth = Pmq+ Pt + Pđư + Pkt + Pp
= P1 - P2
- Hiệu suất:
η=

P2
× 100
P2 + Pth


Ta có giản đồ công suất của máy phát đồng bộ 3 pha:
P2
P1

Pp

Pmq

Pt

Pkt

Pđư

Giản đồ công suất trong máy phát đồng bộ 3 pha..
Đặc tuyến hiệu suất là đồ thị η theo Iư (hoặc theo Pt) khi tốc độ, Ut và cosφ
không đổi. Hiệu suất tăng rất nhanh từ 0, qua một cực đại rồi giảm xuống. Hiệu
suất cực đại xảy ra khi dòng tải Iư có giá trị sao cho tổng tổn hao không phụ thuộc
tải (Pmq + Pt + Pkt) bằng tổn hao phụ tải (Pđư). Giá trị này có thể định trước ở giai
đoạn thiết kế và thường không bằng Iđm vì ít khi máy chạy đầy tải liên tục.

η
ηmax

0

Iưđm

Iư


Đặc tuyến hiệu suất của máy phát đồng bộ 3 pha.


Động cơ xoay chiều đồng bộ 3 pha
Nguyên lý làm việc
Trục rotor

Trục của từ trường quay stato

θ
N

n1

S
N
S
Sự tạo ra monent trong động cơ đồng bộ.
Vận tốc đồng bộ:
n1 =

60f
p (v/p)

Trong đó: n1: vận tốc từ trường quay stato, vòng/phút
f : tần số lưới điện, Hz
p: số cập cực roto
Mạch tương đương và đồ thị vectơ của động cơ xoay chiều đồng bộ
•


•

•

•

•

•

U = E m + I ö Rư + jXS I ö = E m + ZS I ö

Mạch tương và đồ thị vectơ được cho như hình sau:


•

•

Iö

Rư

0

1
jX
S

+•


θ

Em

•

EImö R
ö

Iö

(a)
0

θ

θ

•

Iö
(e)

•

(c)

I ö R ö jI ö X S


•

•

•

•

jI ö X S

U

Iö

U

φ

(b)

•

•

•

•

0


φ

•

•

U
_

U
•

Em

jIö Xs

•

Iö

Em

•

φ
0

U

α


θ

Vận hành động cơ đồng bộ kéo tải không
đổi và dòng kích từ được chỉnh để hệ số
công suất của động cơ không đổi.
Mạch tương đương; (b) cosφ trễ;
(c) cosφ = 1; (d) cosφ sớm; (e) bỏ qua Rư.
Từ mạch tương đương, công suất điện đưa vào động cơ:
P1 = 3.U.Iư.cosϕ
Sau khi trừ đi tổn hao đồng trong dây quấn stator:
Pđư = 3.I2ư.Rư
Ta còn lại công suất cơ tổng:
PCΣ = P1 – 3.I2ư.Rư = 3.EmIưcosϕ
3E U
P1 = m sin θ
Xs
Tổn hao và hiệu suất.
P1 = 3.U.Iư.cosϕ là công suất vào động cơ.
P2 = Mω là công suất ra.
Pth = Pmq+ Pt + 3I2ưRư + Pkt + Pp

•

jI ö X S
•

(d)

Iö R ö

•

Em


P1

P2

Pđt

PcΣ

Pmq

Pkt
Pđư

Pp

Pt

Hình 2.45 Lưu đồ công suất trong động cơ đồng bộ.
Các đặc tuyến của động cơ đồng bộ
Họ đường cong hình V khi công suất không đổi.
đầy tải
50% tải

Iư


không tải

0

Vùng cosφ
trễ

Vùng cosφ sớm
Ik

Họ đường cong khi công suât không đổi.
Họ đường cong khi cosφ không đổi
Cosφ = 0,8 sớm

Cosφ = 0,8 trễ
Cosφ = 1

Iư

0

Vùng cosφ
trễ

đầy tải
50% tải
không tải

Vùng cosφ sớm


Họ đường cong khi cosφ không đổi.

Ik


Họ đường cong V ngược khi công suất không đổi
cosϕ

đầy tải
50% tải
không tải
Ik
Họ đường cong V ngược khi công suất không đổi
Mở máy động cơ đồng bộ
Quá trình động học của máy điện đồng bộ
Phương trình quan hệ điện cơ của máy phát đồng bộ
d 2θ
J

dt 2

= M co − M dientu

Trong đó:

θ - vị trí góc của rotor
Mcơ – moment cơ học (có khuynh hướng gia tốc rotor)
Mđiện cơ – moment điện từ (có khuynh hướng giảm gia tốc)
Đối với động cơ đồng bộ Mcơ, Mđiện cơ có dấu ngược lại
Thông thường viết góc θ dưới dạng:

θ=

Trong đó:

1
(ωt + δ )
P

ω - tần số góc
δ - góc điện, thường thì δ được lấy bằng với góc tải của máy.
1 d 2δ
P

J

dt 2

= M co − M dientu

Đây là phương trình dao động được dùng để khảo sát quá trình quá độ điện cơ
của máy đồng bộ.
1
d 2δ
.J .ω db 2 = Pco − Pdientu
P

dt


1

d 2δ
dδ
.J .ω db 2 = Pco − Pd
− Ps (δ )
P
dt
dt

Trong đó:
Pd – công sủat cản dịu, liên quan đến dây quấn cản
Ps(δ) – công suất đồng bộ theo góc tải δ
Khi xét máy phát đồng bộ cực ẩn làm việc song song với lưới điện vô cùng lớn:
Ps(δ) = Pm.sinδ
Do đó:
1
d 2δ
dδ
.J .ω db 2 = Pco − Pd
− Pm . sin δ
P

dt

dt

Phương pháp tuyến tính hóa
1
d 2δ
dδ
.J .ω db 2 = Pco − Pd

− Ps .δ
P

dt

dt

Phương pháp đồng diện hoá
Diện tích ∆ BCD = Diện tích ∆ OAB
2. BÀI TẬP
Bài 1: Một máy phát đồng bộ 3 pha cực ẩn, đấu Y, S đm = 1 MVA, f = 50 Hz, p = 2,
Uđm = 6,3 kV, cosϕđm = 0,8, điện trở dây quấn phần ứng trên 1 pha xem bằng 0,
điện kháng đồng bộ bằng 2,2 Ω/pha, tổn hao kích từ bằng tổng tổn hao sắt từ, cơ,
phụ và bằng 2,5%Pđm. Tính:
1. Iđm và tốc độ đồng bộ sơ cấp kéo máy phát.
2. Điện áp không tải với giả thiết Ikt không đổi.
3. Phải thay đổi Ikt bao nhiêu % so với Iktđm ở câu 1 và 2 để Utải = 6,3 kV với Itải = ½
Iđm và cosϕtải = 1. Giả thiết E0pha = f(Ikt) là tuyến tính.
4. Nếu cho máy trên làm việc như một máy bù đồng bộ (động cơ đồng bộ làm việc
không tải) người ta đo được I = Iđm ở câu 1. Hỏi Q máy bù phát ra nếu Ulưới = 6,3
kV và các tổn hao vẫn theo điều kiện đầu bài.
Bài 2:
a - Hai máy phát đồng bộ 3 pha giống hệt nhau, nối hình sao, họat động ở điện áp
33 kV và mỗi máy cung cấp 5 MW cho tải có tính cảm là 10 MW, hệ số công suất
của hệ 2 máy là 0,8. Điện kháng đồng bộ của mỗi máy là 6 Ω. Máy thứ nhất phát
dòng trễ 125 A. Tính:
1. Dòng và hệ số công suất của máy thứ 2.
2. Góc tải và sức điện động kích từ của máy thứ 2.



b – Một động cơ đồng bộ 3 pha có các thông số định mức như sau: 4 MW, 5 kV,
60 Hz, 200vòng/phút, hệ số công suất là 0,8 (có tính dung). Điện kháng đồng bộ là
11 Ω. Xác định: công suất biểu kiến, dòng stator, sức điện động kích từ và góc tải.
Bài 3: Động cơ đồng bộ 3 pha, stator đấu Y, 4000 HP (1 HP = 746 W), 6600 V,
60 Hz, điện kháng đồng bộ xđb = 11Ω/pha, 200v/ph, làm việc ở tải định mức có hệ
số công suất cosϕ = 0,8 sớm, bỏ qua các tổn hao. Tính:
a. Công suất biểu kiến.
b. Dòng stator.
c. Sức điện động cảm ứng E0.
d. Vẽ giản đồ vectơ.
e. Góc tải θ.
Bài 4: Máy phát đồng bộ 3 pha 250 kVA, nối Y, 6 cực, 660 V có điện kháng đồng
bộ xđb = 1,2 Ω (xem máy có rotor cực ẩn). Máy phát được kéo quay ở tốc độ 1000
vòng/phút. Máy được nối vào một bus vô hạn có điện áp và tần số không thay đổi.
Tính:
a. Tần số của điện áp phát ra.
b. Vẽ giản đồ vectơ của máy với tải định mức có hệ số công suất bằng 0,8 trễ.
c. Điện áp kích từ Ekt (đại lượng pha và dây).
d. Góc công suất tương ứng
e. Công suất cực đại mà máy phát có thể cung cấp nếu không điều chỉnh kích từ so
với câu c.
Bây giờ xem máy phát có rotor cực lồi với xd = 1,2 Ω, xq = 0,6 Ω.
f. Vẽ giản đồ vectơ của máy với tải định mức có hệ số công suất 0,8 trễ (như câu
b).
g. Điện áp kích từ Ekt (pha và dây). So sánh với trường hợp rotor cực ẩn.
h. Góc công suất tương ứng. So sánh với trường hợp rotor cực ẩn.
Lúc này máy phát (rotor cực ẩn) được nối với một động cơ đồng bộ 200 kW, 2
cực, 660 V có điện kháng đồng bộ xđb = 1,2 Ω. Máy phát và động cơ được điều
chỉnh sao cho động cơ mang tải định mức ở hệ số công suất là 1, điện áp đầu cực
là định mức. Sau đó giữ nguyên kích từ của máy phát và động cơ. Bỏ qua các tổn

hao.
i. Công suất cực đại mà động cơ có thể cung cấp.
j. Moment cực đại tương ứng.
Bài 5: Một máy phát điện đồng bộ 3 pha, cực từ lồi, công suất 125 kVA, U đm =
400 V, dây quấn stator nối Y, cosϕđm = 0,7 trễ, 2p = 4, f = 50 Hz, điện trở phần


ứng Rư = 0,0347Ω/pha, điện kháng tản từ phần ứng x σư = 0,172Ω/pha, điện kháng
phần ứng ngang trục và dọc trục lần lượt là x ưq = 0,26Ω/pha, xưd = 1,62Ω/pha, làm
việc ở tải định mức. Tính:
a. Góc ψ và góc tải θ.
b. Sức điện động E0.
c. Công suất điện từ của máy.
d. Moment của động cơ sơ cấp, cho biết hiệu suất truyền là 0,92.
e. Moment cực đại Mmax và góc tải θmax tương ứng.
Bài 6: Cho máy phát đồng bộ 3 pha, rotor cực từ ẩn có các thông số định mức: S đm
= 250 kVA, Uđm = 416 V, fđm = 50 Hz, 2p = 2, nối Y, điện kháng đồng bộ x đb =
0,3Ω/pha, hiệu suất ηđm = 96%. Điện trở dây quấn phần ứng coi như không đáng
kể. Dây quấn phần ứng có tổng cộng s = 48 phần tử (bối dây), mỗi phần tử có W s
= 20 vòng, số mạch nhánh song song của mỗi dây quấn pha là a = 2, hệ số dây
quấn là kdq = 0,82. Thử nghiệm không tải ở tốc độ n = 3000v/ph cho đặc tính:
E (V)
It (A)

0
0

180
5


300
10

360
15

400
20

420
25

Biết máy đang mang tải định mức có cosϕđm = 0,8 (trễ), hãy xác định:
1. Góc tải θ và giá trị (dây và pha) của sức điện động cảm ứng Ef.
2. Số vòng dây nối tiếp trên một pha W và từ thông Φ trong máy.
3. Moment điện từ Mđt và moment cơ Mcơ cần cung cấp để quay máy phát.
4. Dòng điện xác lập Inm trong dây quấn phần ứng nếu có sự cố ngắn mạch trên
tòan bộ cực ra của máy phát.
5. Giả sử máy đang làm việc song song với lưới có cùng cấp điện áp và tần số thì
động cơ truyền động sơ cấp đột ngột bị cắt khỏi máy, kích từ lúc này vẫn không
đổi. Xác định:
a. Giản đồ vectơ điện áp của máy.
b. Dòng điện I trên dây quấn phần ứng và hệ số công suất mới cosϕ của máy.
Máy đang tiêu thụ hay phát ra công suất phản kháng?
c. Khi tăng dòng kích từ lên thêm 10% thì công suất phản kháng mới Q’ là
bao nhiêu? Giả sử các tổn hao vẫn không thay đổi và bỏ qua phản ứng phần
ứng.
Bài 7: Một động cơ đồng bộ 3 pha cực ẩn, đấu Y có điện kháng đồng bộ x = 35 Ω
đang làm việc định mức với: Uđm = 2300 V, Pđm = 150 kW, cosϕđm = 1, fđm = 50



Hz, nđm = 750 vòng/phút, hiệu suất ηđm = 95%, kích từ Ikt = 20 A. Bỏ qua tổn hao ở
stator và tổn hao kích từ, hãy xác định:
a. Moment quay điện từ và moment cản của tải?
b. Sức điện động kích từ E0?
c. Công suất P0 và Q0 động cơ tiêu thụ nếu cắt bỏ tải khỏi động cơ (chạy không
tải)? Vẽ đồ thị vectơ cho trường hợp này?
Bài 8: Một nhà máy tiêu thụ từ lưới điện quốc gia U = 380 V, f = 50 Hz, công suất
P = 500 kW, Q = 450 kVAr. Trong đó động cơ đồng bộ 3 pha cực ẩn đấu ∆ của
nhà máy tiêu thụ: Pđ = 100 kW, cosϕđ = 1, xđb = 2,7 Ω/pha. Hãy xác định:
a. Sức điện động kích từ E 0, dòng động cơ tiêu thụ I và góc tải θ của động cơ? Vẽ
giản đồ vectơ?
b. Nếu tăng dòng kích từ để sức điện động kích từ tăng lên thành E’ 0 = 1,6E0 thì
góc tải θ’, dòng điện I’ và công suất phản kháng Q’ mà động cơ tiêu thụ sẽ là bao
nhiêu? (Biết moment cản của tải và Pđ không đổi).
c. Hệ số công suất của nhà máy trước và sau khi tăng dòng kích từ?
Bài 9: Động cơ đồng bộ 3 pha, 50 Hz, 1500 kW, cosϕđm = 1, dây quấn stator nối
Y, 2300 V, 30 cực, có điện kháng đồng bộ xđb = 1,95 Ω/pha.
a. Tính dòng điện định mức và tốc độ quay của động cơ.
b. Động cơ được cấp điện từ lưới điện có công suất vô cùng lớn, 2300 V, 50 Hz.
Tính moment cực đại động cơ có thể cung cấp cho tải mà không bị mất đồng bộ,
dòng kích từ rotor vẫn giữ giá trị như khi động cơ kéo tải định mức ở cosϕ = 1.
c. Động cơ được cấp điện từ một máy phát turbine hơi 3 pha, stator nối Y, 2300 V,
1750 kVA, 50 Hz, 2 cực, với điện kháng đồng bộ x đb = 2,65 Ω. Dòng kích từ của
máy phát turbine và động cơ được điều chỉnh sao cho vectơ biểu diễn sự họat động
của hệ thống trong trường hợp này. Không thay đổi dòng kích từ của cả 2 máy,
nhưng tải cơ học trên trục động cơ được tăng dần. Tính moment cực đại mà động
cơ có thể cung cấp cho tải.
Coi các máy trong bài là cực từ ẩn và không kể đến các tổn hao công suất trong
các máy.

Bài 10: Một máy phát đồng bộ turbine khí, 3 pha, rotor cực từ ẩn, 20 MVA, 13800
V, 50 Hz, 4 cực, dây quấn stator nối Y, điện kháng đồng bộ x đb = 11 Ω/pha, cosϕđm
= 0,85 trễ. Bỏ qua điện trở dây quấn phần ứng và các tổn hao trong máy. Máy làm
việc ở điều kiện mạch từ không bảo hòa.
a. Tính tốc độ quay của turbine khí và dòng phần ứng khi máy phát làm việc ở tải
định mức?


b. Máy làm việc song song với lưới điện vô cùng lớn, điện áp 13800 V và cung
cấp công suất MVA định mức ra lưới ở cosϕ = 0,8 trễ. Vẽ giản đồ vectơ mô tả
họat động và tính điện áp (dây) ở đầu cực máy phát khi đột nhiên máy cắt đầu cực
làm việc, cắt máy cắt trên ra khỏi lưới điện, trong khi dòng kích từ không kịp thay
đổi.
c. Máy làm việc song song với lưới điện vô cùng lớn, điện áp 13800 V, turbine
kéo máy phát bị cắt thình lình khỏi máy phát. Dòng kích từ vẫn có giá trị không
thay đổi như trong câu b. , tuy nhiên trên trục máy bây giờ có moment tải cơ học,
có giá trị bằng 60% giá trị moment định mức (khi turbine kéo máy phát). Máy khi
đó làm việc trong chế độ nào? Tính dòng phần ứng Iư, góc tải θ và cosϕ lúc đó.
Bài 11: Một máy phát đồng bộ turbine khí, 3 pha, rotor cực từ ẩn, 15 MVA, 13800
V, 50 Hz, 2 cực, dây quấn stator nối Y, điện kháng đồng bộ x đb = 14,95 Ω/pha,
cosϕđm = 0,8 trễ.
a. Tính tốc độ quay của turbine khí và dòng phần ứng khi máy phát làm việc ở tải
định mức?
b. Máy làm việc độc lập, cung cấp điện cho tải 3 pha, tiêu thụ 10 MVA, 13800 V,
cosϕ = 0,8 trễ. Vẽ giản đồ vectơ, tính sức điện động cảm ứng (giá trị pha) không
tải E0, góc tải θ (góc lệch pha giữa vectơ sức điện động pha E0 và điện áp pha U).
c. Máy làm việc song song với lưới điện vô cùng lớn, điện áp 13800 V. Điều chỉnh
công suất tác dụng do máy phát ra lưới lên đến giá trị mới là 10 MW, bằng cách
tăng lượng nhiên liệu vào turbine khí, trong khi vẫn giữ dòng kích từ không đổi
như trong câu b. Vẽ lại giản đồ vectơ trong điều kiện làm việc mới và tính góc tải

θmới.
d. Máy vẫn phát ra công suất tác dụng 10 MW cho lưới, nhưng lại điều chỉnh công
suất phản kháng phát ra, bằng cách tăng dòng kích từ sao cho từ thông kích từ
dưới mỗi cực từ tăng thêm 25%. Vẽ lại giản đồ vectơ trong trường hợp này và tính
cosϕ của máy.
Bỏ qua điện trở dây quấn phần ứng và các tổn hao trong máy.
Bài 12: Máy phát turbine hơi cực từ ẩn 3 pha, 13,8 kV, 10 MVA, 0,8 trễ, 50 Hz, 2
cực, nối Y, có điện kháng đồng bộ X đb = 12 Ω/pha và điện trở dây quấn phần ứng
Rư = 1,5 Ω/pha. Máy đồng bộ trên làm việc với lưới vô cùng lớn.
a/ Sức điện động E0 khi máy làm việc với tải định mức?
b/ Góc tải θ (góc lệch pha giữa E0pha và Uđm) khi máy làm việc với tải định mức?
c/ Nếu giữ dòng kích từ là không đổi, công suất phát ra cực đại của máy? Độ dự
trữ công suất (Pmax/Pđm) khi máy làm việc với tải định mức?


d/ Khi máy phát ra công suất tác dụng cực đại, tính công suất phản kháng của
máy? Máy tiêu thụ hay phát ra công suất phản kháng khi đó? Vẽ giản đồ vectơ cho
thấy hoạt động của máy trong tình trạng này?
Bài 13: Một động cơ đồng bộ 3 pha cực từ lồi, 4 cực, P đm = 150 kW; Uđm = 2300
V; fđm = 50 Hz, có các giá trị điện kháng đồng bộ dọc trục x d = 36,66 Ω/pha và
điện kháng đồng bộ ngang trục xq = 23,33 Ω/pha. Xác định:
a/ Moment trên trục máy khi dòng kích từ được điều chỉnh sao cho sức điện động
không tải E0 (pha) có giá trị bằng 2 lần điện áp pha stator, góc tải θ của động cơ là
180?
Giữ nguyên giá trị dòng kích từ như trong câu a/ tính:
b/ Tỷ số (Moment trên trục máy/Moment định mức) khi tải tăng lên đến khi thành
phần moment từ trở của moment động cơ đạt giá trị cực đại?
c/ Động cơ đang kéo tải thì thình lình tải bị cắt ra khỏi trục động cơ, vẽ giản đồ
vectơ mô tả hoạt động của động cơ khi ấy, tính giá trị dòng phần ứng?
Bỏ qua tất cả các tổn hao trong máy.

Bài 14: Động cơ đồng bộ rotor cực ẩn 100 HP, 3 pha, 4 cực, Y, 50 Hz, 460 V, làm
việc ở trạng thái định mức, cosϕ lúc đó là 80% sớm. Hiệu suất là 96%, điện trở
dây quấn phần ứng rư = 0,00 Ω/pha, điện kháng đồng bộ xđb = 2,72 Ω/pha. Tính:
a/ Moment hữu ích của động cơ Mđm?
b/ Dòng phần ứng Iưđm?
c/ Vẽ giản đồ vectơ khi đó và góc tải θ?
d/ Sức điện động cảm ứng E0?
e/ Moment điện từ cực đại Mđtmax?
Bài 15: Một máy phát đồng bộ 3 pha, rotor cực từ ẩn có 2p = 4, f = 50 Hz, đấu ∆,
Sđm = 10 kVA, Uđm = 220 V, cosϕđm = 0,8, Rstator = 0,2 Ω. Khi không tải người ta đo
được U0 = 220 V với Ikt = 4,6 A, Xđb = 4,5 Ω. Tính:
a/ Tốc độ động cơ sơ cấp quay rotor?
b/ Biết tổn hao kích từ khi tải định mức là P ktđm = 2,5% Pđm. Tổng tổn hao cơ sắt từ
phụ bằng 3% Pđm. Tính công suất động cơ sơ cấp theo máy phát và hiệu suất khi
đó?
c/ Vẽ giản đồ vectơ ứng với tải có S = 10 kVA, U = 220 V, cosϕ = 0,8 trễ. Xác
định giá trị E và Ikt giả sử mạch từ không bảo hòa?
d/ Eθ trong trường hợp xtải/xđb = 1/10?
Bài 16: Cho máy phát đồng bộ 3 pha có các thông số định mức:
- Công suất: Sđm = 8750 kVA
- Điện áp: Uđm = 11 kV
- Nối hình ∆


- Hiệu suất: ηđm = 95%
- Tần số: fđm = 50 Hz
- Điện kháng đồng bộ dọc trục: Xd = 17 Ω/pha.
- Điện kháng đồng bộ ngang trục: Xq = 9 Ω/pha.
- Điện trở dây quấn phần ứng Rư = 0,7 Ω/pha.
Biết máy đang mang tải định mức và có hệ số công suất cosϕ = 0,8 (cảm). Hãy

xác định:
a/ Giản đồ vecrơ của máy (không cần vẽ chính xác)?
b/ Tổn hao đồng ∆PCu và tổng các tổn hao còn lại ∆Pcòn lại?
c/ Góc tải θ và giá trị dây của sức điện động Ef?
Bài 17: Cho động cơ đồng bộ 3 pha cực từ ẩn có các thông số sau: 2p = 2, điện áp
cung cấp U = 6 kV, tần số f = 50 Hz, Điện kháng đồng bộ X đb = 104 Ω/pha. Động
cơ đang vận hành ở trạng thái quá kích từ và công suất tiêu thụ S = 500 kVA, hệ
số công suất cosϕ = 0,9. Bỏ qua điện trở dây quấn phần ứng R ư, hiện tượng bão
hòa và các loại tổn hao khác. Hãy xác định:
a/ Giản đồ vectơ (các vectơ không cần vẽ chính xác theo độ lớn)?
b/ Moment M đưa ra đầu trục của động cơ?
c/ Khả năng quá tải Mmax/M (Mmax – moment cực đại có thể đưa ra trục)?
Bài 18: Máy phát đồng bộ 3 pha 250kVA, nối Y, 6 cực, 660V, x đb = 1,8Ω, n =
1000v/ph. Máy được nối vào một Bus vô hạn có U và f không đổi. Tính:
a/ Tần số của điện áp phát ra là bao nhiêu?
b/ Vẽ giản đồ vectơ của máy với tải định mức, cosϕ = 0,8 (trễ)?
c/ Ef (pha và dây)?
d/ θ?
e/ Xác định Pmax nếu không điều chỉnh kích từ so với câu c/?
- Máy cực lồi xd = 1,2Ω; xq = 0,6Ω.
f/ Vẽ giản đồ vectơ, cosϕ = 0,8 (trễ)?
g/ Xác định E’f?
h/ Xác định θ’. So sánh với trường hợp cực ẩn?
Lúc này máy phát nối với một động cơ đồng bộ 200kW, 2 cực, 660V có x đb =
1.2Ω. Máy phát và động cơ được điều chỉnh sao cho động cơ mang tải định mức ở
cosϕ = 0,8 , U đầu cực là Uđm. Giữ nguyên kích từ, bỏ qua tổn hao. Tính:
m/ Pcơmax và Mmax tương ứng?
Bài 19: Máy phát đồng bộ 3 pha cực lồi, dây quấn stator nối Y, Sđm = 500kVA, U đm =
6000V, fđm = 50Hz, 2p = 6, cosϕđm = 0,8 (trễ), xd = 85,9Ω, xq = 50,9Ω. Máy phát làm
việc ở tải định mức, bỏ qua hiện tượng bão hoà mạch từ. Tính:



a/ Dòng stator định mức?
b/ Sức điện động E0?
c/ Góc tải θ?
d/ Góc tải θ khi Pmax và giá trị Pmax bằng bao nhiêu?
- Máy phát đang làm việc song song với lưới điện vô cùng lớn thì công suất cơ
động cơ sơ cấp cắt nhiên liệu đột ngột, Ikt giữ nguyên giá trị.
e/ Giải thích hiện tượng xảy ra và tính dòng phần ứng và góc lệch pha giữa dòng
phần ứng và điện áp lưới cung cấp lúc ấy?
Bài 20: Một máy phát đồng bộ ba pha phát điện vào lưới 13,8kV, đấu Y. Điện
kháng đồng bộ là 5Ω/pha, máy phát 12MW và 6Mvar vào lưới. Tính:
a/ Góc pha ϕ?
b/ Sức điện động E0?
c/ Góc công suất θ?
Bài 21: Máy phát điện đồng bộ 3 pha, cực từ ẩn, 50Hz, 60MVA, 13,2kV, dây
quấn stator nối Y, làm việc song song với lưới điện phân phối vô cùng lớn có điện
áp (dây) 13,2kV. Điện kháng đồng bộ của máy phát đồng bộ là x đb = 3,485Ω/pha.
Khi công suất ra của động cơ sơ cấp (kéo rotor của máy phát đồng bộ) là 50MW,
dòng kích từ ikt có giá trị 1000A, hệ số công suất bấy giờ là cosϕ = 1.
Giả sử máy phát đồng bộ làm việc trong điều kiện mạch từ không bão hoà và bỏ
qua tất cả các tổn hao trong máy. Tính:
a/ Dòng điện phần ứng định mức I ưđm và vẽ mạch điện tương đương cho máy phát
nối với lưới điện?
b/ Khi công suất trên rotor của động cơ sơ cấp vẫn là 50MW, tính dòng kích từ
cực tiểu iktmin, khi đó xảy ra hiện tượng mất đồng bộ của máy?
c/ Dòng phần ứng Iư tương ứng với điều kiện làm việc câu b/
Bài 22: Động cơ đồng bộ 3 pha rotor cực từ ẩn, có các số liệu định mức: 2500HP
(1HP = 746W), 6600V, 50Hz, 2 cực stator nối Y, làm việc kéo tải cơ học nhất
định, khi đó góc tải θ = 28,50, sức điện động không tải E0 = 4500V/pha. Điện

kháng đồng bộ là xđb = 15,8Ω/pha. Ở chế độ tải nói trên. Tính:
a/ Moment điện từ.
b/ Moment trên trục công tác của hệ truyền cơ, cho biết hiệu suất truyền cơ học là
ηcơ = 94,3%.
c/ Hệ số công suất cosϕ.
d/ Moment điện từ cực đại Mđtmax.
Bỏ qua điện trở dây quấn phần ứng và các tổn hao do ma sát, quạt gió.


Bài 23: Máy phát đồng bộ 3 pha rotor cực từ ẩn, có các số liệu định mức: S đm =
25kVA, Uđm = 220V, 50Hz, cosϕđm = 0,8 (chậm pha), điện trở dây quấn phần ứng
rư = 0,1Ω/pha, điện kháng đồng bộ xđb = 0,6Ω/pha. Ở chế độ tải định mức. Xác
định:
a/ Giản đồ vectơ của máy.
b/ Sức điện động E0 của dây quấn phần ứng và góc tải θ.
c/ Mức thay đổi điện áp ∆U%.
Bài 24: Máy phát đồng bộ 3 pha rotor cực từ ẩn, dây quấn stator nối Y, 5000V,
50Hz, tốc độ định mức nđm = 25vòng/phút, dòng phần ứng định mức I ư = 200A,
cosϕđm = 0,8 trễ. Điện trở dây quấn stator r ư = 0,02Ω/pha. Tổng tổn hao công suất
cơ học là 220kW (không đổi).
Khi thí nghiệm không tải, có được bảng sau:
ikt [A]
0
10
20
30
40
50
60
70

80
90
100
E0 [V] 0
1050 2100 3150 4200 5200 5950 6550 7000 7300 7500
với: ikt – dòng kích từ
E0 - sức điện động (giá trị điện áp dây) không tải
Khi thí nghiệm ngắn mạch, với dòng kích từ ikt = 40A, dòng phần ứng ngắn mạch
Iưnm = 2500A. Tính:
a/ Số cực từ.
b/ Điện kháng đồng bộ xđb, được giả sử không đổi trong các câu sau.
c/ Sức điện động (dây) không tải E0 , khi từ thông cực đại dưới mỗi cực từ là
0,025Wb, số vòng dây/pha là Wpha là 810 vòng.
d/ Sức điện động không tải E0 khi máy làm việc trong điều kiện tải định mức.
Dòng kích từ lúc bấy giờ?
Bài 25: Máy phát đồng bộ 3 pha cực từ lồi, có các thông số định mức:
Sđm = 8750 kVA, Uđm = 11 kV, Stator nối Y , fđm = 50 Hz , 2 cực, làm việc ở tải
định mức với cosϕđm = 0,8 trễ. Điện kháng đồng bộ dọc trục: X d = 17 Ω/pha., điện
kháng đồng bộ ngang trục: Xq = 9 Ω/pha. Ở chế độ tải định mức nói trên:
a/ Vẽ giản đồ vecrơ.
b/ Sức điện động E0/pha, góc tải θ.
c/ Moment điện từ.
Bỏ qua điện trở dây quấn phần ứng và các tổn hao do ma sát, quạt gió.
Bài 26: Máy phát điện đồng bộ 3 pha (dùng trong phòng thí nghiệm) 5kVA,
208V, 4 cực, 50Hz, stator nối Y, có điện kháng đồng bộ x đb = 8Ω, điện trở dây


quấn phần ứng rư được xem là không đáng kể. Máy được hoà đồng bộ và làm việc
song song với lưới điện 3 pha, 208V, 50Hz (được xem là vô cùng lớn) trong
phòng thí nghiệm. Tính:

a/ Điện áp không tải (điện áp kích từ) E0 (pha) và góc tải θ (góc lệch pha giữa E0
và điện áp pha của lưới điện) khi máy phát ra công suất kVA định mức cho lưới ở
hệ số công suất cosϕ = 0,8 trễ. Vẽ giản đồ vectơ cho điều kiện làm vbiệc này.
b/ Giữ nguyên công suất của động cơ sơ cấp kéo máy phát điện, nếu tăng dòng
kích từ sao cho từ thông kích từ (dưới mỗi cực từ) tăng thêm 20%, tính dòng phần
ứng ứng Iư, cosϕ và kVAR cung cấp bởi máy phát cho lưới trong điều kiện này.
c/ Với dòng kích từ vẫn có giá trị như trong câu a/, công suất tác dụng mà máy
phát cung cấp cho lưới điện được tăng lên dần đến giá trị cực đại. Tính giá trị của
cosϕ, cũng như giá trị dòng phần ứng I ư, công suất của động cơ sơ cấp và kVAR
bấy giờ.
Máy động bộ trên được vận hành như động cơ đồng bộ ở cùng lưới điện. Dòng
kích từ được điều chỉnh sao cho cosϕ = 1 khi động cơ tiêu thụ 3kW từ lưới điện.
Trong điều kiện làm việc này. Tính:
d/ Điện áp không tải E0 và góc tải θ. Vẽ giản đồ vectơ.
Lưu ý: Trong cả bài toán, máy được xem như là máy đồng bộ có cực từ ẩn. Bỏ
qua các tổn hao sắt và tổn hao cơ học.
Bài 27: Máy phát đồng bộ 3 pha , nối Y, có điện áp (dây) hở mạch là 6920V khi
dòng kích từ một chiều là 50A. Ở cùng dòng kích từ nói trên, khi ngắn mạch 3 pha
của dây quấn phần ứng thì dòng phần ứng đo được là 800A. Tính:
a/ Điện kháng đồng bộ (trị pha).
b/ Điện áp (dây) ở đầu cực máy phát khi máy được nối với tải 3 pha là 3 điện trở
12Ω, nối Y.
Bài 28: Động cơ đồng bộ 6MW, 3 pha, 11kV, dây quấn stator nối Y, 6 cực, 50Hz,
cosϕđm = 0,9 sớm, điện trở dây quấn phần ứng r ư ≈ 0 Ω/pha, điện kháng đồng bộ
xđb = 9 Ω/pha. Dòng kích từ định mức Iktđm = 50A.
Động cơ làm việc với bộ biến tần có tỷ số U/f = hằng số, khi tần số thay đổi trong
khoảng từ 0Hz đến 50Hz, và U = hằng số khi tần số thay đổi và lớn hơn 50Hz.
Tính:
a/ Moment và dòng kích từ khi dòng phần ứng có giá trị định mức, 750 vòng/phút
và cosϕ = 0,8 sớm.

b/ Dòng phần ứng và cosϕ ở moment tải = ½ moment định mức, 1500 vòng/phút,
dòng kích từ có giá trị định mức.


c/ Dòng phần ứng và cosϕ khi động cơ làm việc ở chế độ hãjm tái sinh, với công
suất điện phát ra là 4,2MW ở 750 vòng/phút và dòng kích từ có giá trị định mức.
Cho biết: Công suất điện từ Pđt ∼ P2 =3.(U.E0)/xđb.sinθ. Ở chế độ động cơ: E0 = U –
jxđb.Iư, ở chế độ máy phát: E0 = U + jxđb.Iư, E0- sức điện động (pha), U - điện áp
(pha). Máy điện làm việc ở trạng thái mạch từ không bão hòa.
Bài 29: Động cơ đồng bộ 3 pha có các số liệu định mức: Pđm = 200HP (1HP =
746W), Uđm = 440V, 60Hz, 8 cực, cosϕđm = 1, dòng phần ứng Iưđm = 210A, và các
thông số dây quấn: điện trở dây quấn phần ứng r ư = 0,0285 Ω/pha, điện kháng
đồng bộ dọc trục xd = 1,27 Ω/pha, điện kháng đồng bộ ngang trục xq = 0,774
Ω/pha. Tính:
a/ Tốc độ đồng bộ.
b/ Công suất điện tiêu thụ trong chế độ làm việc định mức.
c/ Công suất điện từ trong chế độ làm việc định mức.
d/ Góc tải θ (góc lệch pha giữa E0 và U) khi moment điện từ đạt giá trị cực đại.
Bài 30: Máy phát điện đồng bộ 3 pha, cực từ ẩn, nối Y, có các số liệu thí nghiệm
không tải và ngắn mạch:
Dòng kích từ [A]
2
5
8
10
15
18
Điện áp pha không tải [V]
140 278 360 400 460 484
Dòng ngắn mạch phần ứng [A] 12

30
48
60
87
100
Điện trở dây quấn phần ứng không đáng kể. Tính:
a/ Trị số của điện kháng đồng bộ không bão hoà.
b/ Vẽ mối quan hệ của điện kháng đồng bộ xđb theo dòng kích từ ikt.
c/ Dòng kích từ khi máy phát cung cấp cho tải có dòng I ư = 40A, cosϕ = 0.866 trễ,
điện áp pha của máy phát là U = 300V.
Bài 31: Máy phát điện đồng bộ 3 pha nối Y, 500kVA, 2400V, 50Hz, có điện trở
(pha) 0,5Ω và điện kháng đồng bộ (pha) 4Ω.
a/ Vẽ giản đồ vectơ khi máy làm việc với tải kVA định mức ở cosϕ = 0.866 trễ và
cosϕ = 0.707 sớm.
b/ Xác định độ sụt điện áp, tính bằng phần trăm.
Bài 32:
a/ Máy phát đồng bộ 3 pha 450kVA, 2300V, 50Hz, nối Y, có r ư = 0,6Ω/pha và xđb
= 4Ω/pha. Tính độ sụt điện áp phần trăm khi tải là định mức, cosϕ = 0,8 trễ.
b/ Tính tổn hao đồng trong dây quấn phần ứng khi đó.
c/ Lặp lại các phép tính trên ở hệ đơn vị tương đối.


Bài 33:
a/ Máy phát đồng bộ 3 pha 1000kVA, 2400V, 60Hz, nối ∆, có rư = 0,6Ω/pha và xđb
= 4Ω/pha. Tính độ sụt điện áp phần trăm khi tải là định mức, cosϕ = 0,866 trễ.
b/ Lặp lại các phép tính trên ở hệ đơn vị tương đối.
Bài 34: Máy phát đồng bộ 3 pha cung cấp điện áp định mức cho tải định mức, chủ
yếu là các động cơ không đồng bộ 3 pha với cosϕ trung bình là 0,75 trễ. So sánh
dòng kích từ trong trường hợp nói trên, với trường hợp tải tiêu thụ cùng kVA ở
điện áp vẫn là định mức, nhưng có cosϕ là đơn vị? Vẽ giản đồ vectơ trong hai

trường hợp và giải thích?
Bài 35: Máy phát đồng bộ 3 pha cực từ lồi có các thông số sau:
rư = 0,04Ω
xd = 0,4Ω
xq = 0,25Ω
Tính trong hệ đơn vị tương đối:
a/ Vẽ giản đồ vectơ và tính độ sụt điện áp phần trăm khi tải là định mức và cosϕ =
0.85 trễ.
c/ Lặp lại câu trên cho trường hợp cosϕ = 0.8 sớm.
Bài 36: Trong một nhà máy điện có 10 máy turbine giống hệt nhau nối song song,
hoạt động cở tải bằng 90% kVA định mức. Các máy đều có cùng cosϕ là 0,8 trễ.
Khi hơi nước hoá nhiệt vào một máy bị cắt, ngoài ra không có thay đổi gì khác,
biện luận ảnh hưởng của việc trên lên:
a/ Dòng điện, cosϕ, kW phát ra của máy phát nói trên.
b/ Đến các máy còn lại.
c/ Đến điện áp phát ra.
Bài 37: Nhiều máy phát điện làm việc song song nhưng có một máy lại phát non
tải. Làm thế nào để máy này có thể phát ra nhiều công suất hơn?
Bài 38: Hai máy phát giống hệt nhau làm việc song song cung cấp điện cho tải.
Một máy phát ra 960kW ở cosϕ = 0,9 trễ, máy thứ hai phát ra 710kW ở cosϕ = 0,7
trễ. Cần làm gì để cải thiện tình hình nói trên? Ở điều kiện tốt nhất (lý tưởng),
công suất phát ra mỗi máy và cosϕ mỗi máy là bao nhiêu?
Bài 39: Máy phát điện đồng bộ nối với lưới vô cùng lớn làm việc ở cosϕ = 0,8 trễ.
Vẽ giản đồ vectơ khi đó? Làm sao để có thể điều chỉnh cosϕ = 1 trong khi vẫn giữ
nguyên công suất tác dụng phát ra?
Bài 40: Máy phát điện đồng bộ làm việc ở tải định mức ở cosϕ = 1. Dùng đồ thị
vectơ giải thích việc gì xảy ra khi tăng dòng điện kích từ, giả sử:
a/ Máy làm việc song song với các máy phát khác, nối với lưới điện vô cùng lớn?



b/ Máy làm việc độc lập, cung cấp điện cho tải của một phân xưởng. Ảnh hưởng
của tính chất tải (động cơ, đèn,…) đến vấn đề trên?
Bài 41: Trong một nhà máy điện có nhiều máy phát turbine giống hệt nhau nối
song song, mỗi máy đều mang tải giống nhau. Khi muốn cắt một máy ra khỏi lưới,
đầu tiên cần giảm công suất phát ra và dòng của máy đó xuống không, nhằm tránh
các thay đổi đột biến khi máy cắt cắt máy phát ra khỏi lưới. Cần phải điều chỉnh gì
để thực hiện điều nói trên?
Bài 42:
a/ Máy phát đồng bộ 3 pha 25kVA phát ra công suất tác dụng 20kW cho tải là các
bóng đèn dây tóc. Máy phát hoạt động độc lập. Tăng dòng kích từ lên 5%, tốc độ
máy phát được giữ không đổi. Xét các ảnh hưởng lên điện áp, dòng điện, kVA và
cosϕ?
b/ Cũng các câu hỏi trên, giả sử rằng toàn bộ tải là động cơ không đồng bộ. Động
cơ này kéo tải không đổi là 1 quạt gió, công suất 20kW, cosϕ khi đó là 0,8. Giả sử
rằng tốc độ của động cơ không thay đổi bao nhiêu trong các chế độ làm việc.
c/ Cho rằng máy phát được nối song song với lưới điện vô cùng lớn, máy phát ra
công suất 20kW, ở cosϕ = 0,8 trễ. Tăng dòng kích từ lên 5%, tốc độ máy phát giữ
không đổi. Xét các ảnh hưởng lên điện áp, dòng điện, kVA và cosϕ?
Bài 43: Vẽ giản đồ vectơ để khảo sát hoạt động của động cơ không đồng bộ ứng
với trường hợp máy có cùng kW công suất điện đầu vào và cosϕ = 0,5 trễ, cosϕ =
1, cosϕ = 0,5 sớm.
Bài 44: Dùng giản đồ vectơ để khảo sát hoạt động của động cơ đồng bộ khi tải
thay đổi, trong khi điện áp lưới và dòng kích từ vẫn được giữ không đổi.
Bài 45: Dùng giản đồ vectơ để khảo sát hoạt động của động cơ không đồng bộ khi
điện áp lưới và kW công suất đầu vào là không đổi, còn dòng kích từ thay đổi.
Điều gì xảy ra khi dòng kích từ giảm xuống giá trị không?
Bài 46: Động cơ đồng bộ kéo 1 quạt gió ở cosϕ = 1. Dùng giản đồ vectơ để giải
thích điều gì xảy ra khi:
a/ Dòng kích từ tăng 10%
b/ Điện áp lưới tăng 10%

Bài 47: Động cơ đồng bộ 3 pha 2300V, nối Y, có r ư = 0,2Ω/pha, xđb = 2,2Ω/pha.
Động cơ làm việc ở cosϕ = 0,5 sớm, dòng phần ứng Iư = 200A. Xác định:
a/ Sức điện động cảm ứng E0 (giá trị pha và dây).
b/ Giữ nguyên dòng kích từ trong khi tải lại tăng gấp đôi. Giả sử rằng hiệu suất
không thay đổi, tính dòng phần ứng và cosϕ mới.


Bài 48:
a/ Động cơ đồng bộ 3 pha 200HP, 2300V, nối Y, có r ư = 1,0Ω/pha, xđb = 11Ω/pha.
Động cơ làm việc ở tải định mức với điện áp định mức, khi đó dòng phần ứng I ư =
51A, cosϕ = 0,8 sớm. Tính sức điện động cảm ứng E0 (giá trị pha).
b/ Động cơ vẫn làm việc ở điện áp lưới và dòng kích từ như cũ, nhưng tải đột ngột
bị cắt, xác dịnh dòng điện phần ứng và cosϕ khi đó.
c/ Tính công suất cực đại của động cơ ở giá trị dòng kích từ như trên và điện áp là
định mức.
Bài 49: Động cơ đồng bộ 3 pha 100HP, 900v/ph, cosϕ = 0,6, có rư = 0,04/pha, xđb
= 0,5/pha. Tính trong hệ đơn vị tương đối:
a/ Ở điều kiện tải, điện áp lưới, cosϕ là định mức, tính dòng kích từ (trong đơn vị
tương đối).
b/ Tính dòng phần ứng khi động cơ làm việc không tải, điện áp lưới vẫn là định
mức, dòng kích từ có giá trị như câu a/.
c/ Tính dòng phần ứng khi động cơ làm việc không tải, khi điện áp lưới tăng lên
10%.
Bài 50: Động cơ đồng bộ 3 pha cực từ lồi, 500HP, 4600V, tiêu thụ dòng I ưđm =
63A, với dòng kích từ được điều chỉnh sao cho cosϕ = 0,8 sớm. Các giá trị rư =
0,04/pha, xd = 0,5/pha, và xq = 0,3/pha, tính trong đơn vị tương đối:
Dùng giản đồ vectơ của máy cực từ lồi, xác định:
a/ Dòng kích từ (trong đơn vị tương đối).
b/ Góc ψ giữa E0 và Iư.
c/ Góc θ giữa E0 và U.

Bài 51: Động cơ đồng bộ 3 pha 150kW, 2300V, 60Hz, 28 cực, 257 vòng/phút
được cấp điện trực tiếp từ lưới vô cùng lớn. Các thông số của động cơ như sau:
J = 444kg.m2 (moment quán tính của rotor và tải cơ học)
Công suất chỉnh bộ: Ps = 11,0 kW/0điện
Moment cản dịu Md = 2400 N.m (0cơ/s)
a/ Tìm các thông số dao động điện cơ của máy
b/ Máy đang làm việc không tải thì đóng tải định mức. Khảo sát tình trạng quá độ
điện động theo sau.