Giáo trình Điện kỹ thuật (Nghề Vận hành máy thi công nền - Trình độ Cao đẳng): Phần 2 trình bày những kiến thức cơ bản về máy điện, khí cụ điều khiển và bảo vệ mạch điện, điện tử công nghiệp. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm những nội dung chi tiết.
Trang 1CHƯƠNG 5:
DỤNG CỤ VÀ KỸ THUẬT ĐO ĐIỆN
5.1.Công dụng và phương pháp sứ dụng máy đo VOM ( Đồng hồ điện tứ) 5.1.1.Công dụng: Đồng hồ vạn nang ( VOM ) la thiét bi do không
thể thiếu được với bất kỳ một kỹ thuật viên điện tử nào, đồng hồ vạn
năng có 4 chức năng chính là Đo điện trở, đo điện áp DC, đo điện áp AC va do dòng điện
_ Dong hồ vạn năng hay vạn năng kế là một dụng cụ đo ờng điện có nhiều chức năng Các chức năng cơ bản là ampe kệ vôn kế, và ôm kế, ngoài ra có một số đồng hồ còn có thé do tan số dòng điện, điện dung tụ điện, kiểm tra bóng bán dẫn (transitor
Ưu điểm: đo nhanh, kiểm tra được nhiều loại linh kiện, thấy được sự phóng nạp của tụ điện , tuy nhiên đồng hồ này có hạn chế về độ chính xác và có trở kháng thấp khoảng 20K/Vol do vây khi đo vào các mạch cho dòng thấp chúng bị sụt áp 5.1.2 Phân loại Có các loại đồng hồ vạn năng: 1 Đồng hồ vạn năng điện tử 2 Đồng hồ vạn năng hiển thị kim * Đồng hồ vạn năng điện tử
Đồng hồ vạn năng điện tử, còn gọi là vạn năng kế điện tử là một đồng hồ vạn năng sử dụng các linh kiện điện tử chủ đông, và do
đó cần có nguồn điện như pin Đây là loại thông dụng nhất hiện nay cho những người làm công tác kiểm tra điện và điện tử Kết quả của
phép đo thường được hiển thị trên một màn tỉnh thê lỏng nên đồng hộ
còn được gọi là đồng hồ vạn năng điện tử hiện số
Trang 2
Việc lựa chọn các don vi do, thang do hay vi chỉnh thường được tiến hành bằng các nút bắm, hay một công tắc xoay, cd nhiều nắc, và việc cắm dây nối kim đo vào đúng các lỗ Nhiều vạn năng kế hiện đại có thể tự động chọn thang đo
Vạn năng kê điện tử còn có thê có thêm các chức năng sau:
1 Kiểm tra nối mạch: máy kêu "bíp" khi điện trở giữa 2 đầu đo (gần) bằng 0
2 Hién thị số thay cho kim chỉ trên thước
3 Thêm các bộ khuếch đại điện để đo hiệu điện thế hay cường độ
dòng điện nhỏ khi điện trở lớn
4 Do dé tu cam của cuộn cảm và điện dung của tụ điện, có ích khi kiểm tra và lap dat mach dién
5 Kiém tra diode va transistor, cé ich cho sửa chữa mạch điện
6 Hỗ trợ cho đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt
Trang 3
7 Do tần số trung bình, khuếch đại âm thanh, đề điều chỉnh mạch
điện của radio Nó cho phép nghe tín hiệu thay cho nhìn thấy tín hiệu (như trong đao động kế)
§ Dao động kế cho tần số thấp, có ở các vạn năng kế có giao tiếp với máy tính
9 Bộ kiểm tra điện thoại
10 Bộ kiểm tra mạch điện ô-tô
11 _ Lưu giữ số liệu đo đạc (ví dụ của hiệu điện thể)
Đồng hỗ vạn năng hiển thị kim 5.1.3 Phương pháp sử dụng *Hướng dẫn đo điện áp xoay chiều Nếu để thang quá cao thì kết quả đo không chính xác Ảnh có bản quyên - Vinh Sử dụng đồng hồ vạn năng đo áp AC
Khi đo điện áp xoay chiều đa chuyển thang đo về các thang AC, để thang AC cao hơn điện áp cần đo một nắc, Ví dụ nếu đo điện á áp AC220V ta để thang AC 250V, nếu ta đề thang thấp hơn điện áp cần
đo thì đồng hồ báo kịch kim, nếu để thanh quá cao thì kim báo thiếu
chính xác
Trang 4Tuyết đối không đề thang đo điện trở hay thang đo dòng điện khi đo
Trang 5Cam dé cac thang do dién trở khi đo vào nguồn AC AG220V c3 Ảnh có bản quyền - Vinh Dé nhằm thang đo điện trở, đo vào nguồn AC => sẽ hỏng các điện trở trong đồng hồ
Trang 6Để thang DC đo áp AC đồng hô không lên kim
tuy nhiên đông hô không hỏng
“Hướng dẫn đo điện áp một chiều DC bằng đồng hồ vạn năng
Khi đo điện áp một chiều DC, ta nhớ chuyển thang đo về thang DC, khi đo ta đặt que đỏ vào cực dương (†) nguồn, que đen vào cực âm (-) nguồn, để thang đo cao hơn điện áp cần đo một nấc Ví dụ nếu đo áp DC 110V ta đề thang DC 250V, trường hợp để thang đo thấp hơn điện áp cần đo => kim báo kịch kim, trường hợp để thang quá cao => kim báo thiếu chính xác Để thang quá cao kết quả đo không chính xác Ánh có bản quyền - Vinh
Dùng đồng hồ vạn năng đo điện áp một chiều DC * Trường hợp để sai thang đo :
Nếu ta dé sai thang đo, đo á áp một chiều nhưng ta để đồng hồ thang xoay chiéu thi dong hồ vạn năng sẽ báo sai, thông thường giá trị báo sai cao gấp 2 lần giá trị thực của điện áp DC, tuy nhiên đồng hồ cũng không bị hỏng
Trang 7Để thang AC đo nguồn DC đồng hồ báo sai Ảnh có bản quyền - Vinh
Để sai thang đo khi đo điện áp một chiều => báo sai giá trị
* Trường hợp để nhầm thang đo
Chú ý : Tuyệt đối không để nhằm đồng hồ vạn năng vào thang đo dòng điện hoặc thang đo điện trở khi ta đo điện áp một chiều (DC) , nêu nhâm dong hồ sẽ bị hỏng ngay !!
Trang 8
i
Loại này ra đời trước va dần bị thay thể bởi vạn năng kế điện tử Bộ phận chính của nó là một Gavanô kế Nó thường chỉ thực hiện đo các đại lượng điện học cơ bản là cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở Hiển thị kết quả đo được thực hiện bằng kim chỉ trên một thước hình cung Loại này có thé không cần nguồn điện nuôi khi hoạt động trong chế độ đo cường độ dòng điệnvà hiệu điện thế
Trang 9
Cam dé các thang đo dòng điện khi đo vào nguồn DC Ảnh có bản quyền - Vinh Trường hợp đề nhằm thang đo dòng điện khi đo điện áp DC => đồng hỗ sẽ bị hỏng ! Ảnh có bản quyền - Vinh
Trường hợp đề nhằm thang đo điện trở khi đo điện
Trang 10*Hướng dẫn đo điện trở và trở kháng
Với thang đo điện trở của đồng hồ vạn năng ta có thể đo
được rất nhiều thứ
„_ Đo kiểm tra giá trị của điện trở
._ Đo kiểm tra sự thông mạch của một đoạn dây dẫn - Do kiém tra sự thông mạch của một đoạn mạch in - Do kiém tra các cuộn đây biến áp có thông mạch không - Do kiém tra su phong nap cua tụ điện
- Do kiém tra xem tụ có bị đò, bi chập không
- Do kiém tra trở kháng của một mạch điện - Do kiém tra di ốt và bóng bán dẫn
* Để sử dụng được các thang đo này đồng hồ phải được lắp 2 Pin tiêu 1,5V bên trong, để xử dụng các thang đo 1Kohm hoặc
10Kohm ta phải lắp Pin 9V - Đo điện trở :
Trang 11Ảnheöbản quyển -Vinh Đo kiểm tra điện trở bằng đồng hô vạn năng Dé do tri số điện trớ ta thực hiện theo các bước sau :
Bước 1 : Để thang đồng hồ về các thang đo trở, nếu điện trở nhỏ thì để thang x1 ohm hoặc x10 ohm, nếu điện trở lớn thì để thang xlKohm hoặc 10Kohm => sau đó chập hai que đo và chỉnh
triết áo để kim đồng hồ báo vị trí 0 ohm
Bước 2 : Chuẩn bị đo
Bước 3 : Đặt que đo vào hai đầu điện trở, đọc trị số trên thang đo, Giá trị đo được= Chỉ số thang đo X Thang đo
Ví dụ : nếu dé thang x 100 ohm va chỉ số báo là 27 thì giá trị là = 100 x 27 = 2700 ohm = 2,7 K ohm
Bước 4 : Nếu ta để thang đo quá cao thì kim chỉ lên một chút , như vậy đọc trị SỐ SẼ không chính xác
Bước 5 : Nếu ta để thang đo quá thấp , kim lên quá nhiều, và đọc trị số cũng không chính xác
Khi đo điện trở ta chọn thang đo sao cho kim báo gần vị trí giữa vạch chỉ số sẽ cho độ chính xác cao nhất
Trang 12- Dùng thang điện trở để đo kiểm tra tụ điện
+ — Ta có thể dùng thang điện trở để kiểm tra độ phóng nạp và hư hỏng của tụ điện , khi đo tụ điện , nếu là tụ gốm ta dùng thang đo xIK ohm hoặc 10K ohm, nếu là tụ hoá ta dùng thang x 1 ohm hoặc x 10 ohm
Ảnh cò bàn quyền - Vinh
Dùng thang x IK ohm để kiểm tra tụ gốm Phép đo tụ gốm trên cho ta biết :
Tụ C1 còn tốt => kim phóng nạp khi ta đo
Tụ C2 bị dò => lên kim nhưng không trở về vị trí cũ ` Tu C3 bị chập => kim đông ho lên = 0 ohm và không trở về
Trang 13G1 100 Micro Fara
100 Micrd Fara
Ảnh có bản quyền - Vinh
Dùng thang x 10 ohm để kiểm tra tụ hoá
Ở trên là phép đo kiểm tra các tụ hoá, tụ hoá rất ít khi bị đò hoặc chập mà chủ yếu là bị khô ( giảm điện đung) khi do tụ hoa dé biết
chính xác mức độ hỏng của tụ ta cần đo so sánh với một tụ mới có cùng điện dung
Ở trên là phép đo so sánh hai tụ hoá cùng điện dung, trong đó tụ C1 là tụ mới còn C2 là tụ cũ, ta thấy tụ C2 có độ phóng nạp yêu hơn tụ CI => chứng tỏ tụ C2 bị khô ( giảm điện dung )
Chú ý khi đo tụ phóng nạp, ta phải đảo chiều que đo vài lần để xem độ phóng nạp
5.2 Hướng dẫn đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng
Cách 1 : Dùng thang đo dòng ` ¬
Đê đo dòng điện băng dong ho van nang, ta đo đông hồ nôi tiệp với tải tiêu thụ và chú ý là chỉ đo được dòng điện nhỏ hơn giá trị của thang đo cho phép, ta thực hiện theo các bước sau
Buoc 1 : Đặt đồng hồ vạn năng vào thang đo dòng cao nhất
Bước 2: Đặt que đồng hồ nối tiếp với tải, que đỏ về chiều dương, que đen về chiêu âm
Trang 14Nếu kim lên kịch kim thì tăng thang đo, nếu thang do da dé thang cao nhât thì đồng hồ vạn năng không đo được dòng điện
này - „
Chỉ sô kim báo sẽ cho ta biệt giá trị dòng điện Cách 2 : Dùng thang do dp DC
Ta có thể đo dòng điện qua tải bằng cách đo sụt áp trên điện trở hạn dòng mắc nối với tải, điện áp đo được chia cho giá trị trở hạn dòng sẽ cho biết giá trị dòng điện, phương pháp này có thể đo được các dòng điện lớn hơn khá năng cho phép của đồng hồ vàđổng hồ vạn
năng cũg an toàn hơn
Cách đọc trị số dòng điện và điện áp khi đo như thế nào ?
Đọc giá trị điện áp AC và DC
Khi đo điện áp DC thì ta đọc giá trị trên vạch chỉ số DCV.A Nếu ta để thang đo 250V thì ta đọc trên vạch có giá trỊ cao nhất là 250, tương tự để thang 10V thì đọc trên vạch có giá trị cao nhất là 10 trường hợp đề thang 1000V nhưng không có vạch nào ghi cho giá trị 1000 thì đọc trên vạch giá trị Max = 10, giá trị đo được nhân với 100 lần
Khi đo điện áp AC thì đọc giá trị cũng tương tự đọc trên vạch AC.10V, nếu đo ở thang có giá trị khác thì ta tính theo tỷ lệ Ví
dụ nếu đề thang 250V thì mỗi chỉ số của vạch 10 số tương
đương với 25V
Khi đo dòng điện thì đọc giá trị tương tự đọc giá trị khi đo điện ap
Trang 15CH ONG6
MAY DIEN
6.1: Khái niêm
- Máy điện là một thiết bị điện từ nh làm việc trên nguyên lý cảm ứng điện từ, về cấu tạo có mạch từ ( lõi thép ) và mạch điện ( cuộn dây )dùng để biến đổi các dạng năng l- ợng điện thành các dạng năng l- ợng khác và ng- ợc lại nh- cơ năng thành điện năng ( máy phát )hoặc điện năng thành điện cơ năng ( động cơ )hoặc dùng để biến đổi các thông số điện nh- dòng điện, tân số, số pha , điện áp
VD : Máy biến áp là thiết bị truyền tải năng ]- ợng dòng điện xoay chiều từ điện áp này tới điện áp khác
- Các máy phát điện và động cơ diện là các thiết bị biến đổi từ cơ năng sang điện năng hoặc ng- ợc lại
- Vì vậy máy điện đóng vai trò chủ yếu trong cả 3 khâu ( sản xuất , chuyên tải , tiêu thụ điện )
6.1.1 phan loai
- Có 2 loại máy điện
+ Máy điện tĩnh ( biến áp ) : biến đổi điện áp của mạch xoay chiều nh- ng giữ nguyên tần số
+ Máy điện quay: máy có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hay động cơ
e Động cơ: Biến đổi điện năng thành cơ năng
se Máy phát : Biến đổi cơ năng thành điện năng
- Máy điện tĩnh —> máy biến áp
- Máy điện quay —› máy điện một chiều , máy điện xoay chiều _—_>Động cơ điện 1 chiều - Máy điện một chiều gồm 2 loai
Máy điện 1 chiều
_ 3> Máy điện đồng bộ
- Máy điện xoay gồm có 2 loại
Trang 16Máy phát không đồng bộ - Máy điện không đồng bộ gồm có 2 loại Động cơ không đồng bộ 6.12 Các tri số đỉnh mức
+ Các trị số định mức quan trọng là điện áp dây định mức ( Uạm
)và công suât định mức ( Pạ„ hoặc Sa„ ).Đối với máy phát điện , công
suất định mức là công suất điện phát ra ngoài Đối với động cơ điện là công suất có trên trục , với máy biến áp là công suất phía thứ cấp
- Đối với ng- ời sử dụng ( điều khiển ) sử dụng các máy điện các dai l- ong định mức là tiêu chuẩn chính để ta theo dõi tình trạng làm việc của máy điện
6.2.Máy biến áp
6.2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại máy biến áp
a Nhiệm vụ
Máy biến áp trong hệ thống điện lực là thiết bị dùng để tăng điện áp ở đầu đường dây và giảm điện áp ở cuối đường dây gọi là máy biến áp (MBA)
Máy biến áp dùng đề truyền tải và phân phối điện năng, MBA dùng để biến
đổi một hệ thống đòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện
xoay chiều ở điện áp khác với tần số không thay đồi
Máy biến áp còn được dùng rộng rãi :
Trong kỹ thuật hàn điện, thiết bị lò nung, trong kỹ thuật vô tuyến điện,
trong lĩnh vực đo lường, trong các thiết bị tự động, làm nguồn cho thiết bị điện, điện tử , trong thiết bị sinh hoạt gia đình v.v
b Yêu cầu
- Khi truyền tái điện năng cần có máy biến áp (MBA) tăng áp yêu cầu có
công suất lớn, điện áp truyền tải cao trọng lượng và chỉ phí kim loại mầu nhỏ Máy
có công suất cao đề truyền tải điện đi xa giảm tốn hao điện
- Ở nơi tiêu thụ điện cần có MBA giảm áp phái có công suất rộng rãi, đề đáp
ứng được nhu cầu tiêu thụ điện ở các khu vực khác nhau
- MBA phân phối điện có thể treo được ở ngoài trời, tiện cho việc sử dụng,
chịu được nhiệt độ biến đổi lớn, chịu được tác động của môi trường
- Máy biến áp
- Chế tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn, giá thành rẻ, độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, hiệu suất cao, an toàn khi sử dụng
c Phân loại MBA
Trang 17- MBA tang ap: thường có các loại 35, 110, 220, 500 KV - MBA giảm áp: thường có các loại giảm áp từ 0.4 + 6 KV
+ MBA dùng trong lò luyện kim, các thiết bị chỉnh lưu, MBA hàn,
+ MBA tự ngẫu dùng để liên lạc trong hệ thống điện, mở máy động cơ không đồng bộ có công suất lớn
+MBA đo lường dùng để giảm điện áp, và dòng điện lớn đưa vào các dụng cụ đo
tiêu chuân hoặc để điều khiển
+ MBA thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao
MBA có rất nhiều loại song thực chất hiện tượng xảy ra trong chúng đều
giống nhau
6.2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp
6.2.2.1 Cấu tạo máy biến áp một pha
a Sơ đồ cấu tạo Cấu tạo máy biến áp E—E—_—] «+» [—s 5 gơng ba bộ phận: Lỗi thép, L a || 7 fl | i dây quân và vỏ máy | |
+ Lõi thép máy biến áp: 16 5
Lõi MBA (hình 4.1) “ By suốnho dp =
dùng để dẫn từ thông, được chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ
thuật điện có bề dày tử 0,3 + Imm, mặt ngoài các lá thép có sơn cách điện rồi ghép
lại với nhau thành lõi thép Lõi thép gồm
hai phần trụ và gông
- Trụ T là phần để đặt dây quấn con gong
G là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín
+ Dây quấn MBA:
Dây quấn MBA (hình 4.2) thường
làm bằng dây dẫn đồng hoặc nhôm, tiết
diện tròn hay chữ nhật, bên ngoài dây dãn Hình 4.2: MBA một pha
có bọc cách điện, Dây quấn gồm nhiều
vòng dây và lồng vào trụ thép Giữa các vòng dây, giữa các dây quấn và giữa các
dây quấn với lõi thép đều có cách điện MBA thường có hai hoặc nhiều dây quấn Khi các dây quần đặt lên cùng một trụ thì dây quấn điện áp thấp đặt sát trụ thép còn
Trang 18- Thùng MBA: Trong thùng MBA đặt lõi thép, dây quan va dau MBA Dau MBA
làm nhiệm vụ tăng cường cách điện và tản nhiệt Lúc MBA làm việc, một phần
năng lượng tiêu hao thoát ra dưới dạng nhiệt, làm dây quấn lõi thép và các bộ phận khác nóng lên Nhờ sự đối lưu trong đầu và truyền nhiệt từ các bộ phận bên trong
MBA sang dau va tir dau qua vách thùng ra môi trường xunh quanh
+ Nắp thùng: dùng để đậy trên thùng và có các bộ phận như:
- Sứ ra của dây quấn cao áp, dây quấn hạ áp - Bình dầu phụ
- Ống bảo hiểm
Hình 4.2: Cầu tạo bên ngoài máy biến áp một pha
1 Các ô lấy điện ra 2 Đồng hồ vôn kế;
3.Đồnghồampekế 4.Nútđiềuchính 5 Áptô mát b Nguyên lý hoạt động của máy biến áp một pha
Khi MBA làm việc, điện áp đưa vào dây quấn sơ cấp là U¡ (hình 4.3), trong dây quấn sơ cấp sẽ có dòng điện ¡, chạy qua trong lõi thép sẽ có từ thông móc vòng với cả hai đây quấn Từ thông này sẽ cảm ứng hai dây quấn sơ cấp và thư cấp các suất điện động e; và e; Dây quấn thứ cấp có tải sẽ sinh ra dòng i, dua ra tai voi dién áp U¿; Như vậy năng lượng của
dòng điện xoay chiều đã được i;
truyén tir day quan so cap sang day t
quấn thư cấp +
Nếu bỏ qua sự sụt áp gây ra eee ;
do điện trở và từ thông tản của dây Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý MBA một pha quấn thì: 3 2 Bw pmw 4-1) 1 k: là hệ số của MBA Từ (4-1) ta có: U2 =U; W2/ W, hoac W¡=U¡ W2/U, Néu W, > W, hoac Up > U, ta có MBA tăng áp W¿<W) hoặc U; < U¡ ta có MBA giảm áp Hình 4.4 Ký hiệu MBA một pha 6.2.2.2 Máy biến áp ba pha:
k
Hình 4.4: Ký hiệu MBA một pha
Trang 19Aw lad Be lạb ca 9 C N N N x4tjfex yntLlIPYy;wLiP: a b c Hình 4.5: Tổ hợp MBA ba pha Hình 4.6: MBA 3 pha, 3 trụ Mạch từ MBA 3 pha
Để biến đổi điện áp của hệ thống dòng điện 3 pha, ta có thể dùng MBA một
pha gọi là tổ MBA ba pha (hình 4.5) Hoặc dùng một MBA ba pha ba trụ (hình 4.6)
Dây quấn sơ cấp của MBA ba pha ký hiệu bằng các chữ in hoa: Pha A ký hiệu là
AX, pha B ký hiệu là BY, pha C ký hiệu là CZ Dây quấn thư cấp ký hiệu bằng các chữ thường: pha a ký hiệu bằng ax, pha b ký hiệu bằng by, pha c ký hiệu bằng cz
a Các cách đấu dây MBA ba pha
Dây quấn sơ cấp hoặc thứ cấp có thể đầu hình sao hoặc hình tam giác Nếu sơ
cấp đấu hình sao, thứ cấp đấu hình sao, ta ký hiệu:Y/Y, tương tự ta có 4 cách đầu cơ
ban: Y/Y, Y/A, A/A, A/Y, (hinh 4.7a,b,c,d) A BC A BC A BC A BoC x{_y|_ Z ae a bic a bee xLxLˆ AM rr (a) (b) (c) (d) Hình 4.7: Các cách đấu dây MBA ba pha WAS UN Tỉ số biến áp
Goi W,, W;¿ lần lượt là số vòng dây một pha của dây quấn sơ cấp và day quan thứ cấp Tỷ số biiễn áp pha giữa dây quấn sơ cấp và thứ cấp là:
_ 8e=Us/Up=WƯW›, (4-2)
Tỷ sô biên áp dây của MBA ba pha được định nghĩa là:
aa= Ua/Un (4-3)
Trang 20Tỷ số biến áp ay không chỉ phụ thuộc vào tỷ số vòng dây của hai quận day,
mà còn phụ thuộc vào cách dau day cia MBA
- Khi MBA nối Y/Y: ay = Uu/Ue = V3 Ups! V3 Ups = Wi/ Wo
- Khi MBA nối Y/A: ag= Ua/Ua = V3 Up/Upp = V3 W/W
-Khi MBA néi_ AVA: ag = Ua/Uin = Up Up = W/W
- Khi MBA nối A/Y: a¡= Ua/U¿¿= Uz/x/3 U„¿= W/3W;, b Sơ đồ lắp máy biến áp trong hệ thống điện
Sơ đồ lắp đặt máy biến áp một pha (4-4) (4-5) (4-6) (47)
Hình 4.8: Sơ đồ lắp máy biến áp một pha trong hệ thống điện
Máy biến áp một pha thường lắp như hình 4.8 Khi không cần qua máy biến áp ta
đóng cầu dao sàn trái, cấp điện sử dụng không qua máy biến áp
Khi cần qua máy biến áp ta đóng cầu dao sang phải và nối với máy biến áp, điện sử
dụng đi qua máy biến áp đề ổn định điện áp cấp cho các tải
Sơ đồ lắp đặt máy biến áp ba pha trong hệ thống điện
Trang 21Nenén throng trục ( hroi điện quoc gia) ~-}-‹~- -—-ả.~-~- - May cat ha thé Tới hộ dùng điện
Hình 4.9: Sơ đồ lắp máy biến áp ba pha trong hệ thống điện
Máy biến áp ba pha dấu Y-Y hoặc A-Y Đầu vào máy cắt cao thế K; nối với lưới
điện quốc gia, bên đầu ra là máy cắt hạ thế nói điện đến các hộ tiêu dùng
6.3.Máy phát điện
6.3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại máy phát điện
a Nhiệm vụ
Máy phát điện có nhiệm vụ cung cấp ra điện năng một chiều hoặc xoay chiều
để cấp cho các phụ tải và nạp điện cho ắc qui khi máy phát quay ở các vòng quay khác nhau
Trang 22b Yêu câu
~ SỐ vòng quay máy phát thay đổi trong giới hạn lớn nhưng điện áp sinh ra phải ôn định; phụ tải thay đổi nhưng không làm cho máy phát quá tải là nhờ điều chỉnh tự động
- Có kích thước trọng lượng nhỏ, giá thành ha, dễ chăm sóc, sửa chữa, tuôi thọ cao
- Tiêu thụ nhiên liệu nhỏ, công suất máy phát lớn, ổn định
- Máy phát điện trang bị trên ô tô phải tự động nạp điện cho ắc quy khi điện áp máy
phát lớn hơn điện áp ắc quy và tự động tách ra khỏi ắc quy khi điện áp máy phát nhỏ
hơn điện áp ắc quy
c Phân loại
| Máy phát điện
Máy phát điện xoay chiều
¬¬ ‡ Máy phát điện một chiều ‡ |
May May May May May
phat phat phat phat phat
điện điện điện điện điện đồng không một một một bộ đồng chiều chiều chiều bộ kích từ kích từ kích từ độc song tổng lập song hop 6.3.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc máy phát điện một chiều a Cấu tạo
Cấu tạo gồm các phần chính sau:
a Šfator: Gồm có vỏ máy làm bằng thép ít các bon, có lắp cực từ bằng vít hãm
Cực từ có từ dư Trên cực từ có cuốn các cuộn dây kích thích Phía sau có cửa số đề
lắp chỗi than (hình 2.1) Trên thân có các cực:
- Đầu máy phát điện ký hiệu theo Việt Nam: FA; Nga: #l; Mỹ A hoặc GEN
- Đầu cuộn kích thích: Ky hiéu Viét Nam: KT, Nga: LU; My F
- Đầu mát: Việt Nam: M, Nga: M, My GRD
- Đầu nối với ắc quy: Việt Nam: A, Nga: B, Mỹ BAT
b Rotor:Trén truc rotor có ghép các lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 +1,0mm để tránh dòng phucô, có xẻ rãnh (hơi chéo đề giảm tiếng ù) cuốn các cuộn dây ứng điện Đầu
các cuộn dây nối với cỗ góp điện, và dẫn ra mạch ngoài là dòng điện một chiều nhờ
Trang 23chỗi than Chỗi than chế tạo bằng hỗn hợp đồng - grañt để giảm điện trở suất và giảm hệ số ma sát - Có băng bảo vệ
c Nhược điển của máy phát điện một chiều
- Có khối lượng lớn, chỉ phí kim loại màu nhiều, làm việc không bền vững, đặc biệt là
chỗi than và cổ góp điện, luôn luôn xảy ra tia lửa điện nhiệt độ cỗ góp điện 150+1 80°C Giá đỡ chối CổgÓp qạm 7 7 Chổihan Roto Paly ⁄ a, bi no a Zz X2 8 MN bi S NZ Nắp sau Má cực với cuộn Vỏ Nap tr.ớc dây kích thích
Hình 2.1: Cấu tạo máy phát điện một chiều
- Điện áp máy phát ra sử dụng được cho các thiết bị ở số vòng quay trung bình trở
lên mới sử dụng được
- Hay hư hỏng, thường xuyên phải chăm sóc sửa chữa
- Do còn có nhiều nhược điểm nên hiện nay ít sử dụng, chủ yếu sử dụng máy phát điện xoay chiều
b Nguyên lý làm việc
Nguyên lý làm việc tương tự như nguyên lý sản sinh ra dòng điện một chiều ở chương l
Khi máy phát làm việc, ta cấp dòng điện một chiều vào quận dây kích thích
stator, tạo ra từ trường xuyên qua các khung dây của rotor Khi puli kéo rotor quay các khung dây quay trong từ trường của stator và các khung dây sẽ cảm ứng ra suất điện động Nhờ chỗi than ở cổ góp đứng yên, nên các khung dây quay đến vị trí các
chi than dương và chỗi thân âm có cùng một chiều, nên điện áp và dòng điện lấy ra
mạch ngoài là dòng điện một chiều
Trang 24c.Các chí số định mức của máy điện một chiều
Chế độ làm việc định mức của máy điện, là chế độ làm việc trong những điều kiện mà nhà chế tao quy định Chế độ đó được đặc trưng bằng những đại lượng ghi
trên nhãn máy, gọi là những đại lượng định mức
1 Công suất định mức: Pạ„, (đơn vị KW hay W)
2 Điện áp định mức: Uạ, (V) 3 Dòng điện định mức: lạm (A)
4 Tốc độ định mức: nạ» ( vòng/ph)
Ngoài ra còn ghi kiểu máy, phương pháp kích thích, dòng kích thích,
Công suất định mức chỉ công suất đưa ra của máy điện Đối với máy phát điện đó là công suất đưa ra ở đầu cực máy phát, còn đối với động cơ đó là công suất đưa ra trên đầu trục động cơ
Nhược điểm của máy phát điện một chiều:
- Có khối lượng lớn, chỉ phí kim loại màu nhiều, làm việc không bền vững, đặc biệt là chỏi than và cổ góp điện, luôn luôn xảy ra tia lửa điện nhiệt độ cô góp điện 150 -180°C
6.3.3 Câu tạo và nguyên lý làm việc máy phát điện xoay chiều
a Cấu tạo (hình 2.1a)
1 - Vỏ máy phát
2 - Ma cuc stator 3 - Cuc tir rotor 4 - Truc rotor
5 - Quan day rotor (phan cam) 6 - Quan day stator (phan ứng) 7 - Dây nối với ắc qui 8 - Chỗi than 9 - Vòng trượt Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều, gồm có: Stator ( phan tĩnh): gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép vào nhau, tạo thành các má cực hoặc xẻ các rãnh dé
cuốn ba quận dây pha có cùng số vòng dây và lệch nhau một góc 120” trong không gian
Roto: Là một nam châm điện
(N-S) có cuộn dây kích thích 5, hai đầu
Hình 2.1: Cấu tạo máy phát điện
dây nối với hai vòng trượt 9, được hai xoay chiều ba pha chổi than 8 luôn tỳ vào vòng trượt để a Sơ đồ câu tạo; b Cuộn dây rotor
Trang 25cấp điện cho cuộn dây (hình 2.1b)
Khi ta cấp điện một chiều vào cuộn dây kích thích làm rô to biến thành nam châm điện có cực N-S Khi rotor quay từ trường sẽ lần lượt quét qua các quận dây của stator Nam cham điện mạnh hay yếu phụ thuộc vào dòng điện kích thích lớn hay nhỏ
b.Nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều
Khi rotor quay từ trường nam châm điện sẽ lần lượt quét qua các quận dây
pha A-X, B-Y, C-Z cua stator, lam trong day cuốn của stator suất hiện sức điện
động cảm ứng, sức điện động này có dạng hình sin cùng biên độ, cùng tần số góc œ và lệch pha nhau một góc 120” ( 2z/3)
Nếu chọn pha đầu có sức điện động là eA của của dây cuốn A-X bằng không thì biểu thức sức điện động của các pha là: Sức điện động pha A: eA= E42 sin @f Sức điện động pha B: eg = E42 sin (@t - 27/3) Sức điện động pha C:
ec = Ev2 sin (at - 40/3) = Ev2 sin (ct + 23) Hoặc biểu diễn bằng số phức:
EA=E.e Egu=E.eit®2 Ec=E.e2
Hình 2.2a: Vẽ đồ thị tức thời hình sin và hình 2.2 b: vẽ đồ thị véctơ của sức điện động ba pha
BR
Trang 266.3.4 Sơ đồ lắp đặt máy phát điện trong hệ thống điện
Nội dung
Sơ đồ lắp đặt máy phát điện xoay chiều
Bình thường có điện lưới quốc gia, đóng cầu dao K; lên phía trên và đóng cầu dao K, dé ding lưới điện quốc gia
Khi mất điện quốc gia, dùng điện máy phát điện ba pha khởi động động cơ
sơ cấp kéo máy phát điện ba pha hoạt động Đóng K¿ và đóng K; xuống phía đưới
Trang 276.4 Động cơ điện không đồng bộ
6.4.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại động cơ điện
a.Nhiệm vụ
Động cơ điện dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng, được sử dụng khá rộng rãi trong ngành công nghiệp, nông nghiệp và trong đời sống như động cơ dùng trong các máy công cụ như máy tiện, phay, bào, khoan, máy bơm nước, quạt
điện,
b Yêu cầu
- Động cơ điện có công suất rộng rãi tir vai watt dén vai nghìn klôwatt đáp ứng nhu cầu sử dụng trong công nghiệp, nông nghiệp và trong đời sống
- Động cơ điện có các chỉ số định mức kỹ thuật phù hợp với lưới điện quốc gia như:
điện áp định mức, tần số, tốc độ,
- Điều chỉnh được các thông số phù hợp với tải trọng, phù hợp với yêu cầu sản xuất
- Chế tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn, giá thành rẻ, độ tin cậy cao, vận hành đơn
giản, hiệu suất cao, không cần bảo trì c Phân loạ Động cơ điện | Động cơ điện xoay chiều | Động cơ điện một chiều | 4
Dong Dong Kich Kich Kich
co co thich thich thich
dién dién độc song nối
đồng không lập song tiếp bộ đồng bộ ‡ ‡ 4 t 6.4.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc động cơ điện một chiều a Cấu tạo
Cấu tạo động cơ điện một chiều như hình vẽ 3.1 gồm có:
1 Cuộn day stator (nam châm điện): được cuộn trên các cực từ được ghép bằng các
lá thép kỹ thuật điện
2 Rotor (phần ứng): gồm có lõi thép, dây quấn, cô góp và trục Dây quấn gồm nhiều phần tử mắc nối tiếp với nhau, đặt trong các rãnh của phần ứng tạo thành một hoặc
Trang 28nhiều vòng kín Phần tử của dây quần là một bối dây gồm một hoặc nhiều vòng dây, hai đầu nối với hai phiến góp của vành góp
3 Vỏ: thường được đúc bằng găng hoặc thép
4 Lõi thép phần ứng: là trụ làm bằng các lá thép kỹ thuật điện, phủ sơ cách điện
ghép lại, có rãnh dé quan day cuốn
5 Trục: cách điện với cỗổ góp và cuộn dây rotor ly 5 PT UUÀU ® Pf Hình 3.1: Cấu tạo động cơ điện một chiều b Nguyên lý làm việc Trên hình 3.2a khi cho điện áp một chiều U vào hai chỗi than trong dây quan phần ứng có dòng điện lư Các thanh dan ab va cd mang dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực tác
dụng tương hỗ lên nhau tạo
nên mô men tác dụng lên
rotor làm rotor quay (chiều
lực tác dụng xác định bằng
quy tắc bàn tay trái)
Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí thanh dẫn ab và cd đổi chỗ cho nhau, nhờ chéi than dương và âm đứng yên nên dòng điện trên thanh ab và cd đổi chiều (hình 3,2b), giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, do đó lực tác dụng lên rotor
cũng theo một chiều nhất định, đảm bảo động cơ có chiều quay không đổi
c.Các trị số định mức của động cơ điện 1 chiều
Chế độ làm việc của động cơ điện là chế độ làm việc trong những điều kiện
mà nhà chế tạo quy định Chế độ đó được đặc trưng bằng những đại lương ghi trong
nhãn máy, gọi là những đại lượng định mức
1 Công suất định mức: Pạ„ ( KW hay W)
2 Điện áp đinh mức: Uam (V)
3 Dòng điện định mức: Tim (A)
®)
Hình 3.2: Nguyên lý làm việc
của máy điện 1 chiều
Trang 294 Tốc độ định mức: nạm (vòng/ phút)
Ngoài ra còn ghi kiểu máy, phương pháp kích thích, dòng điện kích từ
Công suất định mức là công suất trên đầu trục động cơ
d Mô men điện từ và công suất điện từ của động cơ điện một chiều
Khi động cơ điện làm việc trong dây quấn phần ứng sẽ có dong điện chạy qua Tác dụng của từ trường lên dây dẫn có dòng điện sẽ sinh ra mô men điện từ
trên trục máy
Lực điện từ tác dụng lên từng thanh dẫn:
f=Bm.LI¿ trong dé: Bry = ®/rÍ từ cảm trung bình trong khe hở
®: là từ thông khe hở dưới mỗi cực từ
+: là bước cực
I: Chiều dài thanh dẫn
Nếu tổng số thanh dẫn của dây cuốn phần ứng là N và dòng điện trong mạch nhánh
là: i¿=l,/2a thì mô men điện từ tác dụng lên dây quấn phần ứng:
M=Bm i LN : Trong đó: I„: dòng điện phần ứng
a: số đôi mạch nhánh song song D: đường kính ngoài phần ứng
I: chiều dài tác dụng thanh dẫn Do: D=2Pt/n tacé: M = 7° @l, =Ky ly, (Nm) (3-1) Ta
Từ công thức 3-lta thấy, muốn thay đổi mô men dién tir, ta phai thay déi
dòng điện phần ứng 1, hoặc thay đổi dòng điện kích từ I Mô men điện từ là mô
men cùng chiều quay với đông cơ
Công suất điện từ bằng: P„= OM (3-2) trong đó: M là mô men điện từ Chiêu lực điện từ | ¿ Từ thông UA” Pa = OM = PX n @ 1, = Eạ ly 60a (3-3) 6 Từ công thức (3-3) \ é quan hệ giữa công suất điện từ
với mô men điện từ và sự trao /
đổi năng lượng trong máy s=— l
điện Công suât điện từ đã yy_
chuyên công suât điện thành
công suất cơ Hình 3.3:Từ thông và lực tác dụng lên rotor
Trang 306.4.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc động cơ điện xoay chiều
6.4.3.1 Động cơ không đồng bộ một pha
Động cơ không đồng bộ một pha được sử dụng rộng rãi trong dân dụng như: máy gặt, tủ lạnh, máy bơm, quạt, các dụng cụ cằm tay, Là các động cơ công suất nhỏ khoảng đến 7,5KW, chúng đựoc cấp điện 110V và 220V.â
a.Sơ đồ cấu tạo
Cấu tạo stator giống động cơ không đồng bộ ba pha, nhưng trên đó ta đặt dây
cuốn một pha và được cung cấp bởi nguồn điện xoay chiều một pha, còn rotor thường là rotor lồng sóc (hình 3.4)
b Nguyên lý hoạt động
Khi cho dòng điện hình sin Chiều lực điện tử chạy qua dây cuén stator, thi tir
trường stator có phương không \ T7
Từ thông
| | stato
đổi nhưng có độ lớn thay đổi
hình sỉn theo thời gian, gọi là từ LÍ Su”,
trường đập mạch (hình 3.5):
B=B, Sin ot cosa g—
Từ trường này sinh ra dòng U- điện cảm ứng trong các thanh
dẫn dây cuốn rotor, các dòng
điện này sẽ tạo ra từ thông rotor
mà theo định luật Lenz, sẽ chống lại từ thông stator Từ đó ta xác định được chiều
dòng điện cảm ứng và chiều của lực điện từ tác dụng lên thanh dẫn rotor T a thấy
mô men tổng tác dụng lên rotor bằng không và do đó rô to không thể tự quay được
Để động cơ có thể làm việc được, trước hết ta phải quay rotor theo chiều nào đó và
sau đó động cơ sẽ tiếp tục quay chiều đó
Để thấy rõ nguyên lý làm việc của động co, ta xem hình 3.5 ta thấy: từ trường đập mạch 8 là tổng của hai từ trường 8; và Zs cùng tốc độ quay m,, nhưng biên độ
băng một nửa từ trường đập mạch và quay ngược chiêu nhau
Hình 3.4:Từ thông và lực tác dụng lên rotor động cơ không đồng bộ một pha B~B,+B, B với Bim = Bom = By/2 5 60f ` dye p
- Từ trường 8; quay cùng chiều với rotor lúc
động cơ làm việc, gọi là từ trường quay thuận
- Từ trường 8; quay cùng chiều với rotor lúc
động cơ làm việc, gọi là từ trường quay ngược
Trang 316.4.3.2 Động cơ điện xoay chiều ba pha a Cấu tạo động cơ không đồng bộ ba pha
Động cơ điện xoay chiều ba pha có tốc độ quay của rotor (n) nhỏ hơn tốc độ (m¡) của từ trường dòng điện cấp cho động cơ được gọi là động cơ không đồng bộ ba pha
Động cơ không đồng bộ ba pha được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp và đời sống
Động cơ không đồng bộ ba pha (đặc biệt là động cơ rotor lồng sóc)được sử
dụng rộng rãi vì nó có cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn, vận hành đơn giản
Cấu tạo và nguyên lý làm việc:
a Cau tao: Cau tạo động cơ không đồng bộ ba pha (hình 3.6) gồm hai bộ phận chính là: 1- La thép stator; 2 - Dây cuốn stator; 3 - Nắp; 4-Obi 5 - Truc 6 - Hộp đấu dây 7- Lõi thép rotor 8 - Thân máy 9,10 - Quạt và hộp quạt + Sfator: gồm có lõi thép và dây cuốn Lõi thép: gồm các lá thép kỹ
thuật điện ghép lại thành hình trụ, mặt trong có rãnh đặt dây cuốn Dây quấn: Dây quấn stator động cơ không đồng bộ ba pha là dây đồng được phủ sơn cách điện, gồm ba pha dây quấn AX, BY,
CZ dat trong cac ranh stator theo
một quy luật nhất định Sáu đầu @
dây của ba pha day quấn được nối Hình 3.7: Kết cấu lá thép statorr và rotor ra ngoài hộp đấu dây (đặt ở vỏ
động cơ) đề nhận điện vào
+Rotor: gồm lõi thép, dây quấn, trục quay, vòng trượt
Trang 32Lõi thép: Làm bằng các lá thép kỹ thuật điện (hình 3.7) mặt ngoài xẻ rãnh, ở giữa có ký hiệu như hình (3.7c) lỗ để lắp trục, ghép lại thành hình tren (b) (@ - Day quan kiéu rotor day quan: tru
có dạng như hình (3.8b) và được Hình 3.8: Cấu tạo rotor động cơ Dây quấn: có hai kiểu
- Day quấn kiểu rotor léng sóc:
mm \ không đông bộ
by nga nine hin G8) a- dây cuon rotor lông sóc,
có dạng như hình (3.8a) và được
b- lõi thép rotor dây cuỗn, c- ký hiệu
b Nguyên lý làm việc:
Khi cho dòng ba pha vào dây quấn stator của động co, trong stator sẽ có từ trường quay (giống như một nam
châm vĩnh cửu quay) Từ trường quay quét qua các dây quấn của
rotor, làm xuất hiện các sức điện
động và dòng điện cảm ứng Lực
tương tác điện từ giữa từ trường quay và các dòng điện cảm ứng này tạo ra mô men quay Fy tac động lên rotor (hình 3.6), kéo rotor quay theo chiều quay của từ trường với tốc độ n < m ( mị là
tốc độ của từ trường quay) Hình 3.9: Quá trình tạo mô men quay
Tốc độ của từ trường quay được của động cơ không dong bộ tính theo công thức: nị = 60p (vòng/ phút) trong đó: f: là tần số dòng điện (Hz) p: là số đôi cực từ Sự chênh lệch tốc độ giữa từ trường quay và tốc độ rotor gọi là tốc độ trượt: na=m¡-n
Tỷ số _s =nzn; = (m;- n)/n được gọi là hệ số trượt tốc độ
Khi động cơ làm việc bình thường: s= 0,02 + 0,06
6.4.4 Sơ đồ lắp đặt động cơ điện trong hệ thống điện
Trang 33Mục tiêu
- Vẽ và giải thích được lắp đặt động cơ điện một pha, ba pha trong hệ thống điện
a Sơ đồ lắp đặt động cơ điện xoay chiều 1 pha (hình 3.10) 4——o——— À -^350V BS? C+ 0z + h cc 0 8 ] Đ,
Hình 3.10 : Sơ đồ động cơ điện một pha
Trang 346.5 Máy điên 1 chiều
6.5.1 Nguyên lý máy phát điện môt chiều
Trên hình 3.1, nghiên cứu vòng dẫn ở hai vi tri: vi tri trên hình vẽ và sau khi quay vòng dây dẫn đi 180° Áp dụng định luật cảm ứng điện từ và quy tắc bàn tay phải để tìm chiều sức điện động và dòng điện cảm ứng ta đã thấy dòng điện qua phụ tải là dòng điện xoay
chiều
Bây giờ ta xét một bộ phận gọi là cổ góp điện gồm hai lá góp điện a và b cách điện đối với nhau và cách điện đối với trục của máy Mỗi lá góp điện nối chắc với một đầu vòng dây dẫn
Hình 3.1
Áp dụng định luật cảm ứng điện từ và quy tắc bàn tay phải, tìm đ- ợc chiều dòng điện đi trong mạch kín nh- sau:
Cạnh dây 1 - Cạnh dây 2 - lá góp điện b - chổi than A - phụ tải - chổi than B - lá góp điện a - cạnh dây 1 (hình 3.2a) Khi vòng dây quay đ-ợc 180” (hình 3.2.b) cạnh dây 1 và 2 đổi chỗ cho nhau, các lá
góp điện a và b cũng đổi chỗ, nh-ng các chổi than A và B vẫn giữ
nguyên vị trí, nên chiều dòng điện trong mạch kín sẽ là: cạnh dây 2 -
79
Trang 35cạnh dây 1 - lá góp điện a - chổi than A - phụ tải - chổi than B - lá góp điện b - cạnh dây 2
So sánh dong dién qua phụ tải trên hình (hình 3.2a) và (hình 3.2.b) ta thấy có chiều không thay đổi Theo quy - ớc, dòng điện mạch ngoài có chiều đi từ d-ơng đến âm, nên chổi than A gọi là chổi than d- ơng, chổi than B gọi là chổi than âm
Trong thực tế, máy phát điện một chiều có nhiều vòng dây và nhiều lá góp điện
6.5.2 Nguyên lý đông cơ điện một chiều
Nếu đem máy điện trên nối vào nguồn điện một chiêu, nó sẽ biến thành động cơ điện Điện năng biến thành cơ năng, theo tính chất thuận nghịch của máy điện một chiều Cấu tạo của động cơ điện một chiều giống nh- máy phát điện một chiều
Động cơ điện một chiều chạy đ-ợc nhờ tác dụng của từ tr-ờng lên dây dẫn co điện, sinh ra lực điện từ tạo thành mômen điện từ làm cho rét6 quay
Nếu dòng điện đi vào dây dẫn rôto không đổi, khi rôto quay đ- ợc 180, áp dụng quy tắc bàn tay trái tìm chiều lực điện từ và mô men điện từ, ta thấy chúng đổi chiều làm cho rôto động cơ lại quay ng-ợc lại Vì vậy động cơ một chiều cần có cổ góp điện, để tuy rôto quay,
nh- ng nhờ chổi than cố định trên cổ góp điện, dòng điện đi vào vòng
dây vẫn không đổi chiều lực điện từ và mômen điện từ không đổi Nhờ vậy rôto sẽ quay liên tục theo một chiều
PG oo
+B 2
Trang 366.6 Máy điên đồng bô 3 pha
6.6.1 Máy phát điên đồng bô
- Máy phát điện đồng bộ chủ yếu dùng làm máy phát điên xoay chiều 3 pha
Gồm 2 phân : Phân cảm và phần ứng
+ Phần cảm :( phần quay : rô to ) lõi thép của ro to có thể là thép đúc hay thép lá kỹ thuật điện mỏng ghép lại theo chiều dọc của rô to có phay các rãnh để đặt các cuộn giây kích thích ( cuộn dây sinh ra từ tr- ờng của nam châm điện 1 chiều ) phẩng cảm có thể có 2 + 4 cực từ , dòng điện 1 chiều đ-a vào cuộn dây phần cảm qua 2 chổi than tỳ vào 2 vành đồng ( dòng điện này do 1 máy phát điện 1 chiều có rô to lắp cùng trục với rô to máy phát điện xoay chiều )
+ Phân ứng ( Phần đứng yên: stato)
Phần ứng cũng đ- ợc ghép bằng thép lá kỹ thuật điện mỏng và theo huớng của trục có phay rãnh đê đặt các cuộn dây
+ Phần ứng của máy phát diện 3 pha có 3 cuộn dây mỗi pha đặt lệch nhau 120° trong không gian , th- ờng nối theo hình sao Từ tr- ờng do dòng điện phần ứng sinh ra ( khi máy phát điện có phụ tải ) là 1 từ tr-ờng quay Nh- vậy tốc độ quay của từ tr- ờng đó bằng đúng tốc độ quay của rô to, vì vậy gọi là máy phát điện đồng bộ
6.6.2 Đông cơ điên đồng bô
- Cấu tạo động cơ điện đồng bộ giống nh- máy phát điện đồng bộ , gồm 2 phần phần cảm và phần ứng
- Động cơ đồng bộ th- ờng là động cơ 3 pha
- Khi cho dòng điện xoay chiều 3 pha vào cuộn dây phần ứng (stato) dòng điện vào cuộn dây phần cảm ( rôto ) trong rô to sé sinh
Trang 37ra dòng điện 1 chiều , còn dòng điện xoay chiều 3 pha trong stato sẽ sinh ra 1 từ tr- ờng có tốc độ n = 60 f/p
trong đó P là cặp đôi cực
f là tần số dòng điện 3 pha
6.7 Đông cơ xoay chiều không đồng bô ( đông cơ di bô ) 6.7.1 Nguyên lý tao thanh tir tr- Ong quay (Tw tr_ong quay day quấn 3 pha) Một -u điểm chủ yếu về kĩ thuật của dòng điện xoay chiều 3 pha là có thể sinh ra từ tr- ờng quay Hình 4-4 Ta hãy nghiên cứu để thấy rõ dòng điện 3 pha sinh từ tr-ờng quay nh- thế nào:
Cho dòng điện 3 pha vào cuộn dây quấn lệch nhau 120) trong không gian và cùng quấn trên một khối thép hình trụ rỗng Trên hình 4.4 vẽ t- ng tr- ng 3 cuộn dây và khối thép đó
Xét từ tr- ờng do dòng điện ba pha sinh ra tại các thời điểm a, b, c
Trang 38trong một chu kỳ (hình4.4)
Khi xét ta quy - ớc chiều dòng điện đi từ đầu đến cuối cuộn dây là d-ơng (+) và ng-ợc lại là âm (-) Ngoài ra còn phải chú ý đặc đính của dòng điện ba pha là:
a Khi dòng điện 1 pha bằng không thì dòng điện trong hai pha còn lại có trị số bằng nhau và trái dấu với pha đầu lập thành hai mạch từ riêng
b Khi dòng điện một pha đạt trị số cực đại thì dòng điện hai pha kia sẽ có trị số bằng nhau và ng- ợc dấu với dòng điện pha thứ nhất
Dòng điện hai pha sẽ cùng lập thành một mạch từ riêng với mạch từ pha thứ nhất Ví dụ: Ở thời điểm a trên đồ thị hình 4.5 ta thấy: - Dòng điện pha A có trị số l, = 0 - Dòng điện pha B có trị số I, < 0 - Dòng điện pha C có trị số I, > 0
Biểu diễn chiều của các dòng điện đó lên hình 4.4a và dùng quy tác vặn nút chai tìm chiều đ- ờng sức từ, ta sẽ có các đ- ờng sức từ biểu
diễn theo các đ- ờng chấm chấm và từ tr- ờng tổng hợp biểu diễn theo
mũi tên B
Ở thời điểm b, dong dién pha A có trị số cực đại lập thành một mạch từ riêng, hai dòng điện pha B có pha C có trị số bằng nhau và cùng lập nên một mạch từ riêng Biểu diễn chiêu các dòng điện, chiều đ-ờng sức từ chiều từ tr- ờng tổng hợp lên hình 4.4b ta thấy từ tr- ờng Bởtr-ờng hợp này so với B ở tr-ờng hợp trên đã xoay một góc 900
theo chiêu quay của kim đồng hồ
Xét t-ơng tự ở thời điểm (c) trên đồ thị và biểu diễn từ tr- ờng tổng hợp B lên hình 4.4c sẽ thấy rằng: từ tr-ờng tổng hợp B trong
Trang 39tr- ờng hợp này lại lệch đi một góc 90° so với thời điểm (b) * Đặc điểm từ tr- ờng quay - Tốc độ từ tr- ờng quay phụ thuộc vào tần số dòng dién stato f và số đôi cực P n, -_ ĐÓ (vòng/phút) P
Trang 401 Dây quấn stato 4 Lá thép kỹ thuật rôto 2 Lá thép kỹ thuật stato 5 Dây quấn rôto
3 Vỏ động cơ 6 Trục
7,8 Nap dong
a.Phan tinh (stato):
Gồm 2 bộ phận chính là lõi thép và dây quấn, ngoài ra còn có vỏ
và nắp máy
* Lõi thép stato hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện đ- ợc dập rãnh bên trong ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo h-ớng trục Lõi đ- ợc ép vào trong vỏ má.gồm mạch từ hai bằng thép lá kỹ thuật điện ghép lại Trên mặt lõi thép có phay rãnh để đặt dây quấn stato 2
* Dây quấn làm bằng dây dẫn bọc cách điện đ-ợc đặt trong các rãnh của lõi thép Dong điện xoay chiều 3 pha chạy trong 3 pha dây quấn stato sẽ tạo Ta từ tr- Ong quay mm" ee dị: |" shia if vf LE) Lg iy 4 Poo oo Hitt | A ¿ 8 € ¥ y Hình42 ` b Phan quay (réto):
*Lõi thép: gồm thép lá kỹ thuật điện có phay rãnh dé dat day quấn rôto
* Dây quấn: Có 2 kiểu cấu tạo dây quấn rôto: dây quấn lồng sóc