Tác dụng của dây quấn bù trong máy điện một chiều là gì?

Khi chổi than đặt trên đường trung tính hình học của máy điện một chiều, từ trường phần ứng tác động lên khe hở dưới hai nửa cực từ sẽ có chiều ngược nhau. Điều này là do từ trường phần ứng tạo ra một từ thông đi qua mạch từ chính và có xu hướng làm suy yếu từ thông này ở một nửa cực và tăng cường ở nửa cực kia. Do đó, tác dụng tổng thể của từ trường phần ứng là làm méo từ trường chính và gây ra hiện tượng phản ứng phần ứng.

Để giải bài toán này, chúng ta cần tính toán các giá trị zn, rn, và xn dựa trên các thông số đã cho của máy biến áp. Công thức và các bước tính toán như sau:

1. Tính điện áp thứ cấp định mức (U2đm):
Vì máy biến áp có tổ nối dây Y/Δ, điện áp thứ cấp định mức dây là 6.6 kV.

2. Tính dòng điện định mức thứ cấp (I2đm):
Sđm = 3200 kVA = 3200000 VA
I2đm = Sđm / (√3 * U2đm) = 3200000 / (√3 * 6600) ≈ 280 A

3. Tính tổng trở định mức (zn):
Un% = 7.5% = 0.075
zn = (Un% * U2đm) / I2đm = (0.075 * 6600) / 280 ≈ 1.7678 Ω (Đây là tổng trở trên phía thứ cấp)
Tuy nhiên, do phía thứ cấp đấu theo kiểu Δ, trở kháng trên mỗi pha sẽ là 3 lần trở kháng dây. Do đó, zn (pha) = 3 * 1.7678 ≈ 5.3034
Chuyển về giá trị quy đổi về phía sơ cấp: zn' = zn * (35/6.6)^2 = 5.3034 * (35/6.6)^2 ≈ 149.87 Ω (Đây là tổng trở quy đổi về phía sơ cấp).
Vì đề bài yêu cầu tính zn, rn, xn nên ta tính trên phía thứ cấp.
zn = Un% * U2dm^2 / Sdm = 0.075 * 6600^2 / 3200000 = 1.023 (ohm)

4. Tính điện trở định mức (rn):
Pn = 25.5 kW = 25500 W
rn = Pn / (3 * I2đm^2) = 25500 / (3 * 280^2) ≈ 0.1087 Ω (Điện trở trên phía thứ cấp)
Do phía thứ cấp đấu theo kiểu Δ, điện trở trên mỗi pha sẽ là 3 lần điện trở dây. Do đó, rn (pha) = 3 * 0.1087 ≈ 0.3261
Chuyển về giá trị quy đổi về phía sơ cấp: rn' = rn * (35/6.6)^2 = 0.3261 * (35/6.6)^2 ≈ 9.21 Ω (Đây là điện trở quy đổi về phía sơ cấp).
Vì đề bài yêu cầu tính zn, rn, xn nên ta tính trên phía thứ cấp.
rn = Pn / Sdm = 25500 / 3200000 = 0.00796875 (pu) => qui đổi về ohm: 0.00796875 * 6600^2 / 3200000 = 0.1087 (ohm)
Vậy rn = Pdm / 3 / Idm^2 = 25500 / 3 / 280^2 = 0.1087 (ohm)

5. Tính điện kháng định mức (xn):
xn = √(zn^2 - rn^2) = √(1.023^2 - 0.1087^2) ≈ 1.017 Ω (Điện kháng trên phía thứ cấp)
Do phía thứ cấp đấu theo kiểu Δ, điện kháng trên mỗi pha sẽ là 3 lần điện kháng dây. Do đó, xn (pha) = 3 * 1.017 ≈ 3.051
Chuyển về giá trị quy đổi về phía sơ cấp: xn' = xn * (35/6.6)^2 = 3.051 * (35/6.6)^2 ≈ 86.2 Ω (Đây là điện kháng quy đổi về phía sơ cấp).
Vậy xn = sqrt(Udm%^2 - r^2) = sqrt(0.075^2 - 0.00796875^2) = 0.0745 => qui đổi về ohm: 0.0745 * 6600^2 / 3200000 = 1.016 (ohm)
Từ các tính toán trên, không có đáp án nào hoàn toàn khớp với kết quả tính toán. Tuy nhiên, đáp án gần đúng nhất là:
rn ≈ 0.1087 (ohm)
xn ≈ 1.017 (ohm)
zn ≈ 1.023 (ohm)

Do đó không có đáp án nào đúng.

Trong thí nghiệm ngắn mạch máy biến áp (MBA), điện áp đặt vào dây quấn thường rất nhỏ, chỉ khoảng 5-20% điện áp định mức (Uidm). Mục đích là để dòng điện trong mạch đạt giá trị định mức mà không gây quá nhiệt cho MBA. Do đó, đáp án C là phù hợp nhất.

Trong máy điện một chiều (MĐ1C), phản ứng phần ứng (armature reaction) là hiện tượng từ trường do dòng điện phần ứng sinh ra tác động lên từ trường chính do cực từ tạo ra. Mức độ ảnh hưởng của phản ứng phần ứng phụ thuộc vào hai yếu tố chính:

1. Vị trí chổi than: Vị trí đặt chổi than ảnh hưởng đến sự phân bố dòng điện trong dây quấn phần ứng, từ đó ảnh hưởng đến dạng và cường độ của từ trường do phần ứng sinh ra.
2. Độ lớn của tải: Khi dòng điện tải tăng lên, dòng điện phần ứng cũng tăng theo, làm tăng cường độ từ trường do phần ứng sinh ra, và do đó làm tăng ảnh hưởng của phản ứng phần ứng.

Vì vậy, đáp án A là chính xác nhất, vì nó chỉ ra rằng phản ứng phần ứng phụ thuộc vào cả vị trí chổi than và độ lớn của tải.

Dựa vào kiến thức về phân loại dây quấn theo cách thực hiện, ta có thể thấy các loại dây quấn xếp đơn, xếp phức tạp, sóng đơn, sóng phức tạp và hỗn hợp (kết hợp xếp và sóng) là các cách phân loại phổ biến. Cách phân loại "dây quấn xếp cuộn tròn" không được sử dụng.