Giáo trình Điện kỹ thuật (Nghề Công nghệ ô tô Cao đẳng)

1 BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC GIÁO TRÌNH MƠN HỌC 07: ĐIỆN KỸ THUẬT NGHỀ CƠNG NGHỆ Ơ TƠ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 979 QĐ-CĐVX-ĐT ngày 12 tháng 12 năm 2019 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cơ điện xây dựng Việt Xơ Ninh Bình - năm 2019 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 Ngày kỹ thuật điện phát triển mạnh ứng dụng rộng rãi lĩnh vực khoa học đời sống Chính kiến thức kỹ thuật điện cần thiết cho sinh viên trình đào tạo ngành công nghệ ô tô, ngánh khác Giáo trình biên soạn để làm tài liệu giảng dạy cho môn học kỹ thuật điện cho sinh viên hệ cao đẳng chuyên ngành công nghệ ô tơ, ngồi tài liệu tham khảo bổ ích cho học sinh chuyên ngành khác Về nội dung giáo trình đề cập cách có hệ thống kiến thức quan trọng theo chương trình khung 2019 cho môn kỹ thuật điện, ngành công nghệ ô tô Các chương mục xắp xếp theo trật tự định để đảm bảo tính hệ thống chun mơn Giáo trình gồm chương bao gồm: Chương 1: Đại cương dòng điện Chương 2: Máy phát điện Chương 3: Động điện Chương 4: Máy biến áp Do thời gian có hạn, giáo viên chun ngành cơng nghệ ô tô, hiểu biết chuyên ngành kỹ thuật điện cịn hạn chế, chắn giáo trình khơng tránh khỏi thiếu sót mong đóng góp ý kiến bạn đọc để kỳ tái sau hoàn hảo Xin chân trọng cảm ơn khoa Cơ khí Động lực trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô giúp đỡ quý báu đồng nghiệp giúp tác giả hồn thành giáo trình Ninh Bình, ngày… tháng… năm 2019 MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG Lời giới thiệu Mục lục Chương 1: Đại cương mạch điện Chương 2: Máy phát điện 27 Chương 3: Động điện 33 Chương 4: Máy biến áp 41 Tài liệu tham khảo 48 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC ĐIỆN KỸ THUẬT Tên môn học: Điện kỹ thuật Mã môn học: MH 07 Thời gian thực môn học: 45 (Lý thuyết: 31 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 11 giờ; Kiểm tra: giờ) I Vị trí tính chất mơn học: - Vị trí: Mơn học bố trí giảng dạy song song với môn học/ mô đun sau: MH 08, MH09, MH10, MH11 - Tính chất: Là mơn học kỹ thuật sở II Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Hệ thống kiến thức mạch điện + Trình bày yêu cầu, nhiệm vụ, cấu tạo nguyên lý hoạt động loại máy điện dùng phạm vi nghề Cơng nghệ Ơ tơ + Trình bày cơng dụng phân loại loại khí cụ điện - Về kỹ năng: Vẽ sơ đồ dấu dây, sơ đồ lắp đặt mạch điện - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Tuân thủ quy định an toàn sử dụng thiết bị điện + Rèn luyện tác phong làm việc cẩn thận III Nội dung môn học: Nội dung tổng quát phân bổ thời gian: Số TT Tên chương, mục Chương 1: Đại cương mạch điện Mạch điện chiều Các khái niệm dòng điện xoay chiều Các khái niệm dòng điện xoay chiều ba pha Cách đấu dây mạch điện xoay chiều ba pha Chương 2: Máy phát điện Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại máy phát điện Cấu tạo nguyên lý làm việc máy phát điện chiều Cấu tạo nguyên lý làm việc máy phát điện xoay chiều Sơ đồ lắp đặt máy phát điện hệ thống điện Chương 3: Động điện Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại động điện Cấu tạo nguyên lý làm việc động điện chiều Cấu tạo nguyên lý làm việc động điện xoay chiều Chương 4: Máy biến áp Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại máy biến áp Cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp Sơ đồ lắp đặt máy biến áp hệ thống điện Cộng Thời gian (giờ) Thực hành, Lý Tổng thực tập, thí thuyết số nghiệm,Thảo luận, tập Kiểm tra 12 3 2 3 12 1 2 2 3 1 3,5 2,5 4,5 2,5 12 2 2 45 31 11 CHƯƠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ MẠCH ĐIỆN Mã bài: MH07 - 01 * Mục tiêu: - Trình bày khái niệm, nguyên lý sản sinh dòng điện chiều, đại lượng định luật mạch điện chiều - Trình bày nguyên lý sản sinh sức điện động xoay chiều đại lượng đăc trưng cho dòng điện xoay chiều - Trình bày ý nghĩa hệ số cơng suất biện pháp nâng cao hệ số công suất - Trình bày sơ đồ đấu nối hệ thống điện xoay chiều ba pha kiểu hình (Y) hình tam giác (  ) mối quan hệ giữa đại lượng pha dây - Tuân thủ quy định, quy phạm kỹ thuật điện * Nội dung chương: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 Khái niệm nguyên lý sản sinh dòng điện chiều 1.1.1 Khái niệm mạch điện chiều Dịng điện dịng chuyển động hạt mang điện điện tử, ion Chiều dòng điện quy ước từ dương sang âm (ngược với chiều chuyển động điện tử từ âm sang dương (hình1.1) Dịng chiều dịng có trị số chiều khơng đổi theo thời gian D B A Hình 1.1 Dòng điện chiều 1.1.2 Nguyên lý sản sinh dòng điện chiều Sơ đồ nguyên lý làm việc máy phát điện chiều hình 1.2a Máy gồm có khung dây a b c d có đầu nối với hai phiến góp Khung dây phiến góp quay quanh trục với tốc độ không đổi từ trường hai cực nam châm N-S Các chổi than A, B đặt cố định ln tỳ vào phiến góp Khi phần ứng quay (khung dây abcd quay) từ trường phần cảm (nam châm S-N), dẫn dây quấn phần ứng cắt từ trường phần cảm, theo định luật cảm ứng điện từ, khung dây cảm ứng suất điện động xoay chiều mà trị số tức thời xác định theo cơng thức: e = Blv (1-1) B: Từ cảm nơi dẫn quét qua (đơn vị: T) l: Chiều dài dây dẫn nằm từ trường (m) v: Tốc độ dài dẫn (m/s) Chiều suất điện động xác định theo quy tắc bàn tay phải Vậy theo hình 1.2a suất điện động dẫn ab nằm cực từ N có chiều từ b đến a, cịn dẫn cd nằm cực S có chiều từ d đến c Nếu nối hai chổi than A B với tải suất điện động khung dây sinh mạch ngồi dịng điện chạy từ chổi than A đến chổi than B Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc máy phát điện chiều a Mô tả nguyên lý máy phát; b SĐĐ máy phát có phần tử; c SĐĐ máy phát có nhiều phần tử Khi phần ứng quay nửa vịng, vị trí phần tử thay đổi, dẫn ab cực S, dẫn cd cực N, suất điện động dẫn đổi chiều Nhờ chổi than đứng yên, chổi A tiếp xúc với phiến góp trên, chổi B tiếp xúc với phiến góp dưới, nên dịng điện mạch ngồi khơng đổi Nhờ cổ góp chổi than, điện áp chổi dòng điện qua tải điện áp dịng điện chiều Nếu máy có phần tử, điện áp điện cực máy phát hình 1.2b Để điện áp lớn đập mạch (hình1.2c) Dây quấn có nhiều phần tử nhiều phiến đổi chiều 1.2 Các định luật đại lượng đặc trưng dòng điện chiều 1.2.1 Các định luật a Định luật Ơm cho đoạn mạch - Nhánh có điện trở: Xét mạch điện trở (hình1.3), biểu thức tính dịng điện qua điện trở: I = U/ R (1-2) U: tính Volt (V) I: Tính Ampe (A) R: Tính Ohm (Ω) Định luật: Cường độ dòng điện đoạn mạch tỷ lệ thuận với hiệu điện tỷ lệ nghịch với điện trở qua đoạn mạch R I U Hình 1.3 Nhánh trở - Nhánh có sức điện động E điện trở R: Xét nhánh có E, R (hình 1.4) Biểu thức tính điện áp U: U = U1 + U2 + U3 + U4 = R1.I - E4 + R2.I + E2 = (R1 + R2) I - (E4 - E2) Vậy: U = ( R) I - E (1-3) Trong biểu thức (1-3) quy ước dấu sau: Sức điện động E dòng điện I có chiều trùng với chiều điện áp U lấy dấu dương, ngược chiều lấy dấu âm Biểu thức tính dịng điện: U E Nhánh sức điện động R (1-4) I= R Trong biểu thức (1-4) quy ước dấu sau: Sức điện động E điện áp U có chiều trùng với chiều dịng điện lấy dấu dương, ngược lại lấy dấu âm b Định luật Ơm cho tồn mạch Cho mạch điện hình 1.5 Rd Rn Rt E Hình 1.5 E I= Rn Rd Rt (A)(1-5) Trong đó: I: Cường độ dòng điện mạch (A) E: Sức điện động nguồn điện (V) Rn: Điện trở nguồn ( ) Rd: Điện trở dây dẫn ( ) Rt: Điện trở phụ tải ( ) Rd + Rt: Điện trở mạch ( ) I1 R1 R3 A I3 I2 R2 E1 E2 115v B Hình 1.6 Định luật: Cường độ dịng điện mạch kín tỷ lệ thuận với sức điện động nguồn điện tỷ lệ nghịch với tổng trở toàn mạch VD: Cho mạch điện hình 1.6 Biết E1 = 100 V; I1 = 5A.Tính điện áp UAB dịng điện nhánh I2, I3 Lời giải Tính điện áp UAB: UAB = E1 - R1I1 = 100 - 2.5 = 90 V 10 Dòng điện I2: I2 = UAB R2 90 = 30 A Dòng điện I3: UAB E3 90 115 = - 25 A R3 Dòng điện I3 0, chiều thực dòng điện I3 ngược với chiều vẽ hình c Định luật Kirchoff Định luật cho ta quan hệ giữa dòng điện nút, phát biểu sau: Tổng đại số những dịng điện nút khơng Trong quy ước dịng điện tới nút lấy dấu dương, dịng điện rời khỏi nút lấy dấu âm (hình 1.7) Hình 1.7: Dịng điện nút I nút = (1-6) Ở hình 1.7 thì: I1 + (-I2) + (-I3) = d Định luật Kirchoff Định luật cho ta quan hệ giữa sức điện động, dòng điện điện trở mạch vịng khép kín, phát biểu sau: I3 = Đi theo mạch vịng khép kín Hình1.8: Mạch vịng dịng điện theo chiều tuỳ ý chọn, tổng đại số những sức điện động tổng đại số điện áp rơi (sụt áp) điện trở mạch vòng RI = E (1-7) Quy ước dấu: Các sức điện động, dòng điện có chiều trùng chiều mạch vịng lấy dấu dương, ngược lại lấy dấu âm Ở mạch vịng hình 1.8: R1I1 - R2I2 + R3I3 = E1 - E2 + E3 Hình 1.9: Mạch vịng Ví dụ : Tính dịng điện I3 sức điện động E1, E2 mạch điện hình 1.9, biết: 37 Cấu tạo nguyên lý làm việc động điện chiều 2.1 Cấu tạo Cấu tạo động điện chiều hình vẽ 3.1 gồm có: Cuộn dây stator (nam châm điện): cuộn cực từ ghép thép kỹ thuật điện Rotor (phần ứng): gồm có lõi thép, dây quấn, cổ góp trục Dây quấn gồm nhiều phần tử mắc nối tiếp với nhau, đặt rãnh phần ứng tạo thành nhiều vịng kín Phần tử dây quấn bối dây gồm hoăc nhiều vòng dây, hai đầu nối với hai phiến góp vành góp Vỏ: thường đúc găng thép Lõi thép phần ứng: trụ làm thép kỹ thuật điện, phủ sơ cách điện ghép lại, có rãnh để quận dây Trục: cách điện với cổ góp cuộn dây rotor Hình 3.1: Cấu tạo động điện chiều 2.2 Nguyên lý làm việc Trên hình 3.2a cho điện áp chiều U vào hai chổi than dây quấn phần ứng có dịng điện Iư Các dẫn ab cd mang dòng điện nằm từ trường chịu lực tác Hình 3.2: Nguyên lý làm việc máy điện chiều 38 dụng tương hỗ lên tạo nên mô men tác dụng lên rotor làm rotor quay (chiều lực tác dụng xác định quy tắc bàn tay trái) Khi phần ứng quay nửa vòng, vị trí dẫn ab cd đổi chỗ cho nhau, nhờ chổi than dương âm đứng yên nên dòng điện ab cd đổi chiều (hình 3,2b), giữ cho chiều lực tác dụng khơng đổi, lực tác dụng lên rotor theo chiều định, đảm bảo động có chiều quay khơng đổi 2.3 Các trị số định mức động điện chiều Chế độ làm việc động điện chế độ làm việc những điều kiện mà nhà chế tạo quy định Chế độ đặc trưng những đại lương ghi nhãn máy, gọi những đại lượng định mức Công suất định mức: Pđm ( KW hay W) Điện áp đinh mức: Uđm (V) Dòng điện định mức: Iđm (A) Tốc độ định mức: nđm (vịng/ phút) Ngồi cịn ghi kiểu máy, phương pháp kích thích, dịng điện kích từ… Cơng suất định mức cơng suất đầu trục động 2.4 Mô men điện từ công suất điện từ động điện chiều Khi động điện làm việc dây quấn phần ứng có dịng điện chạy qua Tác dụng từ trường lên dây dẫn có dịng điện sinh mô men điện từ trục máy Lực điện từ tác dụng lên dẫn: f = BTB l.I đó: BTB = / l từ cảm trung bình khe hở : từ thơng khe hở cực từ : bước cực l: Chiều dài dẫn Nếu tổng số dẫn dây phần ứng N dòng điện mạch nhánh là: iư = Iư / 2a mơ men điện từ tác dụng lên dây quấn phần ứng: M = BTB I u 2a l.N D Trong đó: I ư: dòng điện phần ứng Do: D = 2P / ta có: M = a: số đơi mạch nhánh song song D: đường kính ngồi phần ứng l: chiều dài tác dụng dẫn PN 2.t a Iư = KM Iư (Nm) (3-1) Từ công thức 3-1ta thấy, muốn thay đổi mô men điện từ, ta phải thay dổi dòng điện phần ứng Iư thay đổi dòng điện kích từ It Mơ men điện từ mơ men chiều quay với đông Công suất điện từ bằng: Pđt = M (3-2) đó: M mô men điện từ 39 Pđt = M= PN n 60a Iư = Eư Iư (3-3) Từ công thức (3-3) quan hệ giữa công suất điện từ với mô men điện từ trao đổi lượng máy điện Công suất điện từ chuyển công suất điện thành cơng suất Hình 3.3:Từ thơng lực tác dụng lên rotor động không đồng pha Cấu tạo nguyên lý làm việc động điện xoay chiều 3.1 Động không đồng pha Động không đồng pha sử dụng rộng rãi dân dụng như: máy gặt, tủ lạnh, máy bơm, quạt, dụng cụ cầm tay, Là động công suất nhỏ khoảng đến 7,5KW, chúng đựoc cấp điện 110V 220V 3.1.1 Sơ đồ cấu tạo Cấu tạo stator giống động không đồng ba pha, ta đặt dây pha cung cấp nguồn điện xoay chiều pha, cịn rotor thường rotor lồng sóc (hình 3.4) 3.1.2 Ngun lý hoạt động Khi cho dịng điện hình sin chạy qua dây stator, từ trường stator có phương khơng đổi có độ lớn thay đổi hình sin theo thời gian, gọi từ trường đập mạch (hình 3.5): B = Bm sin t cosα Từ trường sinh dòng điện cảm ứng dẫn dây rotor, dòng điện tạo từ thơng rotor mà Hình 3.4:Từ thông lực tác dụng lên rotor động không đồng pha 40 theo định luật Lenz, chống lại từ thơng stator Từ ta xác định chiều dòng điện cảm ứng chiều lực điện từ tác dụng lên dẫn rotor T a thấy mô men tổng tác dụng lên rotor không rơ to khơng thể tự quay Để động làm việc được, trước hết ta phải quay rotor theo chiều sau động tiếp tục quay chiều Để thấy rõ nguyên lý làm việc động cơ, ta xem hình 3.5 ta thấy: từ trường đập mạch B tổng hai từ trường B B tốc độ quay n1, biên độ nửa từ trường đập mạch quay ngược chiều - Từ trường B quay chiều với rotor lúc động làm việc, gọi từ trường quay thuận - Từ trường B quay chiều với rotor lúc động làm việc, gọi từ trường quay ngược 3.2 Động điện xoay chiều ba pha 3.2.1 Cấu tạo động không đồng ba pha Hình 3.5 Động điện xoay chiều ba pha có tốc độ quay rotor (n) nhỏ tốc độ (n1) từ trường dòng điện cấp cho động gọi động không đồng ba pha Động không đồng ba pha sử dụng rộng rãi công nghiệp, nông nghiệp đời sống, Động không đồng ba pha (đặc biệt động rotor lồng sóc)được sử dụng rộng rãi có cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn, vận hành đơn giản Cấu tạo nguyên lý làm việc: a Cấu tạo: Cấu tạo động khơng đồng ba pha (hình 3.6) gồm hai phận là: 1- Lá thép stator; - Dây stator; - Nắp; - Ổ bi - Trục - Hộp đấu dây - Lõi thép rotor - Thân máy 9,10 - Quạt hộp quạt + Stator: gồm có lõi thép Hình 3.6: Động khơng đồng ba pha dây 41 Lõi thép: gồm thép kỹ thuật điện ghép lại thành hình trụ, mặt có rãnh đặt dây Dây quấn: Dây quấn stator động không đồng ba pha dây đồng phủ sơn cách điện, gồm ba pha dây quấn AX, BY, CZ đặt rãnh stator theo quy luật định Sáu đầu dây ba pha dây quấn nối hộp đấu dây (đặt vỏ Hình 3.7: Kết cấu thép statorr rotor động cơ) để nhận điện vào + Rotor: gồm lõi thép, dây quấn, trục quay, vòng trượt Lõi thép: Làm thép kỹ thuật điện (hình 3.7) mặt ngồi xẻ rãnh, giữa có lỗ để lắp trục, ghép lại thành hình trụ Dây quấn: có hai kiểu - Dây quấn kiểu rotor lồng sóc: có dạng hình (3.8a) ký hiệu hình (3.7c) - Dây quấn kiểu rotor dây quấn: Hình 3.8: Cấu tạo rotor động có dạng hình (3.8b) khơng đơng ký hiệu hình (3.8d) a- dây rotor lồng sóc, 3.2.2 Nguyên lý làm việc: b- lõi thép rotor dây cuốn, c- ký hiệu Khi cho dòng ba pha vào dây quấn stator động cơ, stator có từ trường quay (giống nam châm vĩnh cửu quay) Từ trường quay quét qua dây quấn rotor, làm xuất sức điện động dòng điện cảm ứng Lực tương tác điện từ giữa từ trường quay dòng điện cảm ứng tạo mô men quay Fđt tác động lên rotor (hình 3.6), kéo rotor Hình 3.9: Quá trình tạo mơ men quay quay theo chiều quay từ động không đồng trường với tốc độ n n1 ( n1 tốc độ từ trường quay) 42 Tốc độ từ trường quay tính theo cơng thức: n1 = 60f/p (vịng/ phút) đó: f: tần số dịng điện (Hz) p: số đôi cực từ Sự chênh lệch tốc độ giữa từ trường quay tốc độ rotor gọi tốc độ trượt: n2 = n1 - n Tỷ số s = n2/n1 = (n1- n)/n gọi hệ số trượt tốc độ Khi động làm việc bình thường: s = 0,02 0,06 Sơ đồ lắp đặt động điện hệ thống điện Mục tiêu - Vẽ giải thích lắp đặt động điện pha, ba pha hệ thống điện 4.1 Sơ đồ lắp đặt động điện xoay chiều pha (hình 3.10) Hình 3.10 : Sơ đồ động điện pha 43 4.2 Sơ đồ lắp đặt động điện xoay chiều pha ( hình 3.11) Hình 3.11: Sơ đồ lắp động điện ba pha 44 CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ÁP * Mục tiêu: - Nêu nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại máy biến áp - Mô tả cấu tạo trình bày nguyên lý làm việc loại máy biến áp - Mô tả sơ đồ lắp đặt máy biến áp hệ thống điện - Tuân thủ quy định, quy phạm máy biến áp * Nội dung chương: Nhiệm vụ, yêu cau phân loại máy biến áp 1.1 Nhiệm vụ Máy biến áp hệ thống điện lực thiết bị dùng để tăng điện áp đầu đường dây giảm điện áp cuối đường dây gọi máy biến áp (MBA) Máy biến áp dùng để truyền tải phân phối điện năng, MBA dùng để biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp thành hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp khác với tần số không thay đổi Máy biến áp dùng rộng rãi : Trong kỹ thuật hàn điện, thiết bị lò nung, kỹ thuật vô tuyến điện, lĩnh vực đo lường, thiết bị tự động, làm nguồn cho thiết bị điện, điện tử , thiết bị sinh hoạt gia đình v.v 1.2 Yêu cau - Khi truyền tải điện cần có máy biến áp (MBA) tăng áp u cầu có cơng suất lớn, điện áp truyền tải cao trọng lượng chi phí kim loại mầu nhỏ Máy có cơng suất cao để truyền tải điện xa giảm tổn hao điện - Ở nơi tiêu thụ điện cần có MBA giảm áp phải có cơng suất rộng rãi, để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện khu vực khác - MBA phân phối điện treo ngồi trời, tiện cho việc sử dụng, chịu nhiệt độ biến đổi lớn, chịu tác động 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 sử dụng 1.3 Phân loại MBA + MBA dùng để truyền tải phân phối công suất hệ thống điện lực - MBA tăng áp: thường có loại 35, 110, 220, 500 KV - MBA giảm áp: thường có loại giảm áp từ 0.4 KV + MBA dùng lò luyện kim, thiết bị chỉnh lưu, MBA hàn, … 45 + MBA tự ngẫu dùng để liên lạc hệ thống điện, mở máy động khơng đồng có cơng suất lớn + MBA đo lường dùng để giảm điện áp, dòng điện lớn đưa vào dụng cụ đo tiêu chuẩn để điều khiển + MBA thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao MBA có nhiều loại song thực chất tượng xảy chúng giống CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP 2.1 Cấu tạo máy biến áp pha 2.1.1 Sơ đồ cấu tạo Cấu tạo máy biến áp gông ba phận: Lõi thép, dây quấn vỏ máy + Lõi thép máy biến áp: Lõi MBA (hình 4.1) dùng để dẫn từ thơng, Hình 4.1: Mạch từ MBA pha chế tạo vật liệu a Kiểu trụ b Kiểu bọc dẫn từ tốt, thường thép kỹ thuật điện có bề dày tử 0,3 1mm, mặt ngồi thép có sơn cách điện ghép lại với thành lõi thép Lõi thép gồm hai phần trụ gông - Trụ T phần để đặt dây quấn cịn gơng G phần nối liền giữa trụ để tạo thành mạch từ kín + Dây quấn MBA: Dây quấn MBA (hình 4.2) thường làm dây dẫn đồng nhôm, tiết diện trịn hay chữ nhật, bên ngồi dây dãn có bọc cách điện, Dây quấn gồm nhiều vòng dây lồng vào trụ thép Giữa vòng dây, giữa dây quấn giữa dây quấn với lõi thép có cách điện MBA thường có hai nhiều dây quấn Khi dây quấn đặt lên trụ dây quấn điện áp thấp Hình 4.2: MBA pha đặt sát trụ thép dây quấn điện áp cao 46 đặt bên Làm giảm vật liệu cách điện + Vỏ MBA: Làm thép gồm hai phận: thùng nắp thùng - Thùng MBA: Trong thùng MBA đặt lõi thép, dây quấn dầu MBA Dầu MBA làm nhiệm vụ tăng cường cách điện tản nhiệt Lúc MBA làm việc, phần lượng tiêu hao thoát dạng nhiệt, làm dây quấn lõi thép phận khác nóng lên Nhờ đối lưu dầu truyền nhiệt từ phận bên MBA sang dầu từ dầu qua vách thùng môi trường xunh quanh + Nắp thùng: dùng để đậy thùng có phận như: - Sứ dây quấn cao áp, dây quấn hạ áp - Bình dầu phụ - Ống bảo hiểm Hình 4.2: Cấu tạo bên máy biến áp pha Các ổ lấy điện Đồng hồ vôn kế; Đồng hồ am pe kế Nút điều chỉnh Áp tô mát 2.1.2 Nguyên lý hoạt động máy biến áp pha Khi MBA làm việc, điện áp đưa vào dây quấn sơ cấp U1 (hình 4.3), dây quấn sơ cấp có dịng điện i1 chạy qua lõi thép có từ thơng móc vịng với hai dây quấn Từ thông cảm ứng hai dây quấn sơ cấp thư cấp suất điện động e1 e2 Dây quấn thứ cấp có tải sinh dòng i2 đưa tải với điện áp U2 Như lượng dòng điện xoay chiều truyền từ dây quấn sơ cấp sang dây quấn thư cấp Nếu bỏ qua sụt áp gây điện trở từ thông tản dây quấn thì: (4-1) k: hệ số MBA Từ (4-1) ta có: U2 = U1 W2/ W1 W1 = U1 W2/U2 Nếu W2 W1 U2 U1 ta có MBA tăng áp W2 W1 U2 U1 ta có MBA giảm áp Hình 4.4 Ký hiệu MBA pha Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý MBA pha Hình 4.4: Ký hiệu MBA pha 47 2.2 Máy biến áp ba pha: Hình 4.5: Tổ hợp MBA ba pha Hình 4.6: MBA pha, trụ 2.2.1 Mạch từ MBA pha Để biến đổi điện áp hệ thống dịng điện pha, ta dùng MBA pha gọi tổ MBA ba pha (hình 4.5) Hoặc dùng MBA ba pha ba trụ (hình 4.6) Dây quấn sơ cấp MBA ba pha ký hiệu chữ in hoa: Pha A ký hiệu AX, pha B ký hiệu BY, pha C ký hiệu CZ Dây quấn thư cấp ký hiệu chữ thường: pha a ký hiệu ax, pha b ký hiệu by, pha c ký hiệu cz 2.2.2 Các cách đấu dây MBA ba pha Dây quấn sơ cấp thứ cấp đấu hình hình tam giác Nếu sơ cấp đấu hình sao, thứ cấp đấu hình sao, ta ký hiệu: / , tương tự ta có cách đấu bản: / , / , / , / , (hình 4.7a,b,c,d) Hình 4.7: Các cách đấu dây MBA ba pha 2.3 Tỉ số biến áp Gọi W1, W2 số vòng dây pha dây quấn sơ cấp dây quấn thứ cấp Tỷ số biiến áp pha giữa dây quấn sơ cấp thứ cấp là: 48 ap = Up1/Up2 = W1/W2 (4-2) Tỷ số biến áp dây MBA ba pha định nghĩa là: ad = Ud1/Ud2 (4-3) Tỷ số biến áp ad khơng phụ thuộc vào tỷ số vịng dây hai quận dây, mà phụ thuộc vào cách đấu dây MBA - Khi MBA nối / : ad = Ud1/Ud2 = Up1/ Up2 = W1/W2 (4-4) - Khi MBA nối / : ad = Ud1/Ud2 = Up1/Up2 = W1/W2 (4-5) - Khi MBA nối / : ad = Ud1/Ud2 = Up1/Up2 = W1/W2 (4-6) - Khi MBA nối / : ad = Ud1/Ud2 = Up1/ Up2 = W1/ W2 ( 4-7) SƠ ĐỒ LẮP MÁY BIẾN ÁP TRONG HỆ THÔNG ĐIỆN 3.1 Sơ đồ lắp đặt máy biến áp pha Hình 4.8: Sơ đồ lắp máy biến áp pha hệ thống điện Máy biến áp pha thường lắp hình 4.8 Khi khơng 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 nối với máy biến áp, điện sử dụng di qua máy biến áp để ổn định điện áp cấp cho tải 3.2 Sơ đồ lắp đặt máy biến áp ba pha hệ thống điện 49 Hình 4.9: Sơ đồ lắp máy biến áp ba pha hệ thống điện Máy biến áp ba pha dấu Y-Y ∆-Y Đầu vào máy cắt cao K1 nối với lưới điện quốc gia, bên đầu máy cắt hạ nối điện đến hộ tiêu dùng 50 Câu hỏi ôn tập môn học Nêu khái niệm mạch điện chiều? Nguyên lý sản sinh dòng điện chiều? Trình bày nội dung nội dung định luật đại lượng đặc trưng dòng điện chiều? Trình bày nguyên lý sinh dòng điện xoay chiều? đại lượng đặc trưng dòng điện xoay chiều? biểu diễn đại lương xoay chiều đồ thị véc tơ? Nêu ý nghĩa hệ số công suất? cách nâng cao hệ số công suất/ Trình bày ngun lý sinh dịng điện xoay chiều ba pha? Trình bày cách đấu dây mạch điện xoay chiều ba pha nguồn phụ tải theo sơ đồ hình sao? quan hệ giữa dịng điện dây dịng điện pha đối xứng? Trình bày cách đấu dây mạch điện xoay chiều ba pha nguồn phụ tải theo sơ đồ hình tam giác? quan hệ giữa dòng điện dây dòng điện pha? Nêu nhiệm vụ, yêu cầu phân loại máy phát điện? Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc máy phát điện chiều, máy phát điện xoay chiều? sơ đồ lắp máy phát điện xoay chiều ba pha? 9.Nêu nhiệm vụ, yêu cầu phân loại động điện? 10 Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc động điện chiều? nêu trị số định mức động điện chiều? 11 Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc động điện không đồng pha, ba pha? sơ đồ lắp động ba pha hệ thống điện? 12 Nêu nhiệm vụ, yêu cầu phân loại máy biến áp? 13 Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp pha? ký hiệu máy biến áp pha? 14 Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp ba pha? cách dây máy biến áp ba pha? nêu tỷ số biến áp cách đấu dây? 15 Trình bày sơ đồ lắp đặt máy biến áp pha, máy biến áp ba pha? 16 Nêu công dụng, phân loại, cấu tạo nguyên lý hoạt động cầu dao, áp tômát, công tắc điện, nút ấn, cơng tăc tơ? 17 Trình bày nguyên lý hoạt động ứng dụng rơ le điện từ rơ le nhiệt? 18 Trình bày nguyên lý hoạt động mạch điều khiển máy phát động cơ? 19.Trình bày nguyên lý hoạt động mạch điều khiển động điện? 51 Tài liệu thamkhảo Khoa khí (2004), Giáo trình Kỹ thuật điện, Trường cao đẳng nghề khí nơng nghiệp Tổng cục dạy nghề (2012), Giáo trình Kỹ thuật điện, Tổng cục dạy nghề Lê Thị Thanh Hồng (2008), Giáo trình kỹ thuật điện, nhà xuất Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh PGS.TS Đặng Văn Hào, PGS-TS Lê Văn Doanh (2010), Giáo trình kỹ thuật điện, nhà XB Giáo dục Hồng Ngọc Văn (1999), Giáo trình điện tử, đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh trường Đại học sư phạm kỹ thuật Lê Thị Hồng Thắm (2009), Giáo trình Kỹ thuật Điện tử, thành phố Hồ Chí Minh ... n 60a Iư = Eư Iư (3-3) Từ công thức (3-3) quan hệ giữa công suất điện từ với mô men điện từ trao đổi lượng máy điện Công suất điện từ chuyển công suất điện thành công suất Hình 3.3:Từ thơng... dòng điện Chương 2: Máy phát điện Chương 3: Động điện Chương 4: Máy biến áp Do thời gian có hạn, giáo viên chuyên ngành công nghệ ô tô, hiểu biết chuyên ngành kỹ thuật điện hạn chế, chắn giáo trình. .. Ngày kỹ thuật điện phát triển mạnh ứng dụng rộng rãi lĩnh vực khoa học đời sống Chính kiến thức kỹ thuật điện cần thiết cho sinh viên trình đào tạo ngành công nghệ ô tô, ngánh khác Giáo trình