Giáo trình Máy điện cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm chung về máy điện; Máy biến áp; Máy điện không đồng bộ; Máy điện đồng bộ; Máy điện một chiều. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 giáo trình!
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: MÁY ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG/ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số 257 /QĐ-TCĐNĐT ngày 13 tháng năm 2017 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Quyển sách giáo trình “MÁY ĐIỆN” sách thuộc môn học chuyên môn ngành thuộc khối kỹ thuật nói chung đặc biệt ngành Cơng nhân kỹ thuật Điện – Điện tử nối riêng Giáo trình “MÁY ĐIỆN” quan trọng giáo viên học sinh sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử môn học sở để học tập môn học chuyên ngành Trang bị điện, Truyền động điện vận dụng vào mô đun chuyên ngành Lập trình PLC cách hiệu Quyển tài liệu biên soạn theo cấu trúc chương, phần từ đơn giản đến phức tạp giúp học sinh sinh viên có kiến thức kỹ môn học làm tản cho nhiều môn học chun mơn khác Quyển tài liệu trích lọc từ nhiều nguồn tài liệu tham khảo kết hợp chắt lọc nội dung phù hợp từ thực tế giảng dạy nhằm đơn giản nội dung cho phù hợp với lực thực tiễn học sinh sinh viên Quyển tài liệu biên soạn cho chương trình đào tạo lý thuyết 45 tiết gồm chương sau: Chương 1: Khái niệm chung máy điện Chương 2: Máy biến áp Chương 3: Máy điện không đồng Chương 4: Máy điện đồng Chương 5: Máy điện chiều Cuối lời xin chân thành cám ơn tác giả nhiều tài liệu Máy điện, cám ơn cộng tác quý bạn bè, đồng nghiệp Xin chân thành cám ơn đến ban tổ chức biên soạn giáo trình đóng góp q báu doanh nghiệp chuyên gia để tài liệu hoàn thiện xuất Đồng Tháp, ngày tháng năm 2017 Tham gia biên soạn Chủ biên: MỤC LỤC Trang Lời giới thiệu Chương 1: Khái niệm chung máy điện Định nghĩa phân lọai Tính thuận nghịch máy điện Các định luật máy điện 10 Các đơn vị 13 Sơ lược vật liệu chế tạo máy điện 14 Phát nóng làm mát 16 Chương 2: Máy biến áp 20 Đại cương 20 Nguyên lý làm việc máy biến áp 20 Các đại lượng định mức 22 Các lọai máy biến áp 23 Cấu tạo máy biến áp 25 Tổ nối dây máy biến áp 28 Chương 3: Máy điện không đồng 34 Đại cương máy điện không đồng 34 Quan hệ điện từ máy điện khơng đồng 39 Các đặc tính máy điện không đồng 53 Mở máy điều chỉnh tốc độ 63 Máy điện không đồng pha 74 Sơ đồ trãi động không đồng ba pha 79 Sơ đồ trãi động không đồng pha 90 Chương 4: Máy điện đồng 94 Định nghĩa công dụng Cấu tạo, nguyên lý làm việc 94 Động điện đồng 95 Mở máy động đồng 97 Chương 5: Máy điện chiều 98 Đại cương máy điện chiều 103 Mở máy động điện chiều 103 Tài liệu tham khảo 109 113 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên môn học: MÁY ĐIỆN Mã môn học: MH12 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Là mơn học sở ngành Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử, bố trí dạy từ đầu khóa học, trước học mơn học, mơ đun chun ngành - Tính chất: Là môn học lý thuyết chuyên môn làm tảng cho mô đun Trang bị điện, Đo lường điện, Kỹ thuật lắp đặt điện, PLC bản, PLC nâng cao - Ý nghĩa vai trị mơn học: Máy điện đa dạng chủng loại: máy điện tỉnh, máy điện quay; máy điện chiều, máy điện xoay chiều; máy điện đồng bộ, máy điện không đồng Chính máy điện có vai trị quan trọng đời sống sinh hoạt lỉnh vực công nghiệp Môn học máy điện tổng hợp tinh hoa loại máy điện nhằm đem đến cho người học hiểu biết tối thiểu việc sử dụng khắc phục sửa chữa số hỏng hóc máy điện Việc sử dụng thành thạo máy điện tạo điều kiện thuận lợi cho kỹ thuật điều khiển lập trình ứng dụng nhiều công nghiệp sống Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Hiểu cấu tạo nguyên lý làm việc máy điện đồng bộ, không đồng bộ, máy điện chiều, máy biến áp - Về kỹ năng: + Trình bày nguyên lý làm việc máy điện đồng bộ, không đồng bộ, máy điện chiều, máy biến áp - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Có khả tự phân tích giải thích cấu tạo nguyên lý làm việc máy điện đồng bộ, không đồng bộ, máy điện chiều, máy biến áp Nội dung môn học: Số T T Tên chương, mục Tổng số Chương 1: Khái niệm chung máy điện Định nghĩa phân lọai Tính thuận nghịch máy điện Các định luật máy điện Các đơn vị Sơ lược vật liệu chế tạo máy điện Phát nóng làm mát Chương 2: Máy biến áp Đại cương Nguyên lý làm việc máy biến áp Các đại lượng định mức Các lọai máy biến áp Cấu tạo máy biến áp Tổ nối dây máy biến áp Chương 3: Máy điện không đồng Đại cương máy điện không đồng Quan hệ điện từ máy điện khơng đồng Các đặc tính máy điện không đồng Mở máy điều chỉnh tốc độ Máy điện không đồng pha Sơ đồ trãi động không đồng ba pha Sơ đồ trãi động không đồng pha Kiểm tra Chương 4: Máy điện đồng Thời gian (giờ) Thực Kiểm tra hành, thí Lý (Thường nghiệm, thuyết xuyên, thảo luận, định kỳ tập 4 23 23 Định nghĩa công dụng Cấu tạo, nguyên lý làm việc Động điện đồng Mở máy động đồng Chương 5: Máy điện chiều Đại cương máy điện chiều Mở máy động điện chiều Ôn thi Thi hết môn Cộng 4 4 45 43 Chương 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN Mã chương: MH 12-01 Giới thiệu: Máy điện thiết bị vô quan trọng đời sống sinh hoạt công nghiệp Sự hiểu biết sửa chữa máy điện mảng công việc lớn công nhân kỹ sư ngành Điện việc đào tạo kiến thức máy điện cho học sinh sinh viên ngành Điện – Điện tử trách nhiệm lớn Mục tiêu: Học xong chương sinh viên phân loại máy điện, hiểu được luật cảm ứng điện từ, hiểu phát nóng làm mát máy điện Nội dung chính: Định nghĩa ph n o i máy điện: 1.1 Định nghĩa: Máy điện thiết bị điện từ, nguyên lý làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện từ Về cấu tạo, máy điện gồm mạch từ (lõi thép) mạch điện (các dây quấn), dùng để biến đổi lượng thành điện (máy phát điện) biến đổi ngược lại biến đổi điện thành (động điện), để biến đổi thông số điện biến đổi điện áp, dòng điện, tần số, số pha,… Máy điện máy thường gặp nhiều nghành kinh tế công nghiệp, giao thông vận tải… dụng cụ sinh hoạt gia đình 1.2 Phân loại: Máy điện có nhiều loại, ta phân loại dựa nguyên lý biến đổi điện sau: a Máy điện tĩnh: Máy điện tĩnh thường gặp máy biến áp Nó dùng để biến đổi thơng số điện Ví dụ máy biến áp biến đổi điện có thơng số U1, I1, f thành điện có thơng số U2, I2, f b Máy điện có phần động (quay chyển động thẳng) Loại máy điện thường để biến đổi dạng lượng thành điện (máy phát điện) ngược lại điện thành (động điện) Nó làm việc dựa tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ Do từ trường dịng điện cuộn dây có chuyển động tương gây Để tăng diện tích bề mặt máy lạnh thân máy đúc có cánh tản nhiệt, có đặt quạt gió để tăng tốc độ gió máy, tăng thêm trao đổi nhiệt vỏ lõi - Máy nhiệt làm lạnh độc lập: Ở máy lớn, quạt thường đặt riêng ngồi để hút gió đưa nhiệt lượng máy ngồi Hình 1-9: Hệ làm lạnh Để tránh hút bụi vào máy dùng hệ thống làm lạnh riêng Trong trường hợp đó, khơng khí khí làm lạnh sau máy đưa qua phận làm lạnh lại đưa vào máy theo chu trình kín trình bày (Hình 1-9) - Máy điện làm lạnh trực tiếp: Khi công suất máy điện lớn, khoảng 300 500 ngàn kW hệ làm lạnh kín khí hyđrô không đủ hiệu lực Đối với máy điện đó, dây quấn chế tạo dẫn rỗng có nước dầu chạy qua để làm lạnh trực tiếp Như nhiệt lượng dây quấn không phảI truyền qua chất cách điện mà nước dầu trực tiếp đem tăng mật độ dịng điện dẫn lên đến lần giảm kích thước máy, tiết kiệm vật liệu chế tạo CÂU HỎI Giải thích nguyên lí thuận nghịch máy điện? Các vật liệu chế tạo máy điện gì? Các phương pháp làm lạnh máy điện? 19 Chương 2: MÁY BIẾN ÁP Mã chương: MH 12-02 Giới thiệu: Máy biến áp loại máy điện tĩnh ứng dụng để truyền tải, phân phối điện cách hiệu kinh tế Sự hiểu biết cấu tạo nguyên lý làm việc, chức làm việc cách sử dụng loại máy biến áp mảng quan trọng máy điện Mục tiêu: Học xong chương sinh viên hiểu, trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc, tổ nối dây máy biến áp Nội dung chính: Đ i cương: Để truyền tải phân phối điện xa phù hợp kinh tế phải có thiết bị để tăng giảm áp đầu cuối đường dây Những thiết bị gọi mba (hình 2.1) Những mba dùng hệ thống điện lực gọi mba điện lực hay mba công suất Mba làm nhiệm vụ truyền tải phân phối điện khơng phải biến hố lượng Các loại mba như: mba điện lực, hàn điện, mba dùng cho thiết bị chỉnh lưu đo lường…ngày nay, máy biến áp dây nhôm thay đồng nhằm giảm kích thước trọng lượng, tiết kiệm đồng giá thành rẻ Hình 2-1: Sơ đồ mạng truyền tải đơn giản Nguyên í àm việc máy biến áp: Khi ta nối dây quấn sơ cấp w1 vào nguồn điện xoay chiều điện áp U1, có dịng điện sơ cấp I1 chạy dây quấn sơ cấp w1 Dòng điện sơ cấp I1 sing từ thông biến thiên chạy lõi thép từ thơng móc vịng qua cuộn sơ cấp w1 thứ cấp w2, gọi từ thông 20 Theo định luật cảm ứng điện từ, biến thiên từ thông làm cảm ứng dây quấn sơ cấp sức điện động là: Và cảm ứng dây quấn thứ cấp sức điện động là: Trong w1 w2 số vịng dây quấn sơ cấp thứ cấp Khi máy biến áp không tải, dây quấn thứ cấp hở mạch, dòng điện thứ cấp i2 =0 Từ thơng lõi thép dịng điện sơ cấp i khơng tải sinh ra, có giá trị dịng từ hóa I0 Hình 2-2: Cấu tạo máy tự biến áp pha Khi máy biến áp có tải, dây quấn thứ cấp nối với tải có tổng trở tải Z t, tác động sức điện động e2, có dịng điện thứ cấp i2 cung cấp điện cho tải Khi từ thơng đồng thời dịng điện sơ cấp thứ cấp sinh Nếu bỏ qua điện trở dây quấn từ thơng tản ngồi khơng khí, coi gần thì: nghĩa tỉ số điện áp sơ cấp thứ cấp tỷ số vòng dây E1 , E2 trị số hiệu dụng sức điện động sơ cấp, thứ cấp k gọi hệ số biến áp - Đối với máy biến áp tăng áp ta có U2> U1 ; w2>w1 - Đối với máy biến áp giảm áp ta có: U2