Giáo trình Máy điện (Nghề Điện công nghiệp Trung cấp)

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: MÁY ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 215/QĐ-CĐDK ngày tháng năm 2022 Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) 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 Trang LỜI GIỚI THIỆU Nội dung giáo trình “Máy Điện” biên soạn dựa theo “Giáo trình Máy điện” Vụ Trung Học Dạy Nghề – NXB GD, có tham khảo thêm giáo trình, tài liệu chuyên ngành từ trường khác có chỉnh sửa, bổ sung cho phù hợp với đối tượng học sinh hệ TC,CĐ Nghành Điện Cơng Nghiệp Trường CĐ Dầu Khí Giáo Trình trình bày theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu, có bổ sung hình ảnh minh họa,nhằm giúp người học dễ tiếp thu Các cơng thức có đánh số để dễ đối chiếu, tham khảo Các ký hiệu đại lượng điện điều chỉnh nhằm giúp người học thuận tiện cho việc tham khảo tài liệu tương đương bậc học cao sau Mặc dù cố gắng chắn không tránh khỏi khiếm khuyết, mong nhận đóng góp đồng nghiệp người học để giảng ngày hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng năm 2022 Tham gia biên soạn Chủ biên: Ninh Trọng Tuấn Nguyễn Lê Cương Lê Thị Thu Hường Trang MỤC LỤC BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 1.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI: 1.2 CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN TRONG MÁY ĐIỆN 1.3 ĐỊNH LUẬT LỰC ĐIỆN TỪ: 1.4 ĐỊNH LUẬT MẠCH TỪ TÍNH TỐN MẠCH TỪ 1.5 VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN: 1.6 NGUYÊN LÝ MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1.7 NGUYÊN LÝ PHÁT NÓNG VÀ LÀM MÁT MÁY ĐIỆN BÀI 1: MÁY BIẾN ÁP 2.1 KHÁI NIỆM CHUNG 2.2.CẤU TẠO 2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MBA 2.4 MẠCH ĐIỆN THAY THẾ CỦA MBA 2.5 CÁC THAM SỐ CỦA MÁY BIẾN ÁP 2.6 CHẾ ĐỘ CÓ TẢI CỦA MBA: 2.7 GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG CỦA MBA: 2.8 MBA BA PHA 2.9 SỰ LAM VIỆC SONG SONG CỦA MBA 2.10 MÁY BIẾN ÁP ĐẶC BIỆT 2.11 QUẤN MÁY BIẾN ÁP PHA CỠ NHỎ BÀI 2: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 3.2 CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐINH ̣ MỨC 3.3 CẤU TẠO CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 3.4 TỪ TRƯỜNG CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 3.5 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐIỆN KĐB 3.7 MOMEN QUAY ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 3.8 MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 3.9 ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 3.10 ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ 3.11 ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA 3.12 DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA 3.13 DÂY QUẤN ĐỒNG TÂM 3.14 DAY QUẤN DẠNG Q PHAN SỐ 3.15 DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ PHA BÀI : MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 15 16 18 19 19 20 21 23 25 26 28 31 32 35 38 39 40 44 45 47 65 66 67 67 70 74 76 77 82 84 86 87 91 91 93 96 Trang 4.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ CÔNG DỤNG 4.2 CẤU TẠO MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 4.3 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ 4.4 PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ 4.5 PHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN ÁP CỦA MÁY PHÁT CỰC LỒI 4.6 ĐẶC TÍNH NGỒI VÀ ĐẶC TÍNH ĐIỀU CHỈNH 4.7 SỰ LÀM VIỆC SONG SONG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ 4.8 ĐỘNG CƠ VÀ MÁY BÙ ĐỒNG BỘ BÀI 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 5.1.CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 5.2.TÙ TRƯÒNG VÀ SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 5.3 CÔNG XUẤT ĐIỆN TỪ, MOMEN ĐIỆN TỪ 5.4 TIA LỬA ĐIỆN TRÊN CỔ GÓP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 5.5 MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 5.7 DÂY QUẤN PHẦN ỨNG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 97 98 99 100 101 102 103 104 106 107 111 113 113 114 117 118 Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT U: Điện áp I: Dịng điện P: Cơng suất tác dụng Q: Cơng suất phản kháng S: Cơng suất tồn phần MBA: Máy biến áp ĐC: Động KĐB: Không đồng Trang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.Ký hiệu MBA 17 Hình 2.Máy điện quay 17 Hình 3.Máy điện quay 17 Hình 4.Từ thơng xun qua vòng dây 18 Hình 5.Thanh dẫn từ trường 18 Hình 6.Định luật lực điện từ 19 Hình 7.Định luật mạch từ 19 Hình 8.Gồm nhiều cuộn dây 20 Hình 9.Nguyên lý máy điện chiều 22 Hình 10.Nguyên lý máy điện đồng 23 Hình 1.Hình da ̣ng chung của máy biế n áp 28 Hình 2.Lõi thép kiể u tru ̣: pha và 28 Hình 3.Lõi thép kiể u bo ̣c, pha, pha 28 Hình 4.ghép rời lõi thép 29 Hình 5.ghép xen kẽ lõi thép 29 Hình 6.Thùng máy biến áp 30 Hình 7.Nguyên lý làm việc MBA 31 Hình 8.Mạch điện thay 34 Hình 9.Mạch điện đơn giản 35 Hình 10.Sơ đờ thí nghiê ̣m không tải của m.b.a 36 Hình 11.Ma ̣ch điê ̣n thay thế m.b.a lúc không tải 36 Hình 12.Sơ đờ thí nghiê ̣m ngắ n ma ̣ch m.b.a 36 Hình 13.Ma ̣ch điê ̣n thay thế của m.b.a lúc ngắ n ma ̣ch 36 Hình 14.Ma ̣ch điê ̣n thay thế đơn giản 36 Hình 15.Tam giác điê ̣n áp ngắ n ma ̣ch 37 Hình 16.Tam giác tở ng trở ngắ n ma ̣ch 37 Hình 17.Đường đă ̣c tính ngoài máy biế n áp 38 Hình 18.Giản đờ lươṇ g m.b.a 40 Hình 19.Máy biế n áp pha ma ̣ch từ riêng (ghép bằ ng máy pha) 41 Hình 20.Máy biế n áp pha ma ̣ch từ chung 41 Hình 21.Cách đấu hình 42 Hình 22.Tổ nố i dây của máy biế n áp pha 42 Hình 23.Xác đinh ̣ tở nớ i dây bằ ng phương pháp kim đồng hồ 43 Hình 24.Tở nớ i dây Y/Y-12 43 Hình 25.Tở nớ i dây Y/∆-11 43 Hình 26.MBA mắc song song 44 Hình 27.Máy biế n dòng 45 Hình 28.Máy biế n điê ̣n áp 46 Hình 29.MBA tự ngẫu 46 Hình 1.Cấu tạo máy điện KĐB 68 Hình 2.Stato máy điện 68 Hình 3.Bộ dây máy điện KĐB 69 Trang Hình 4.Rơ to lồng sóc 69 Hình Roto dây quấ n 70 Hình 6.Từ trường 2p=4 71 Hình 7.Từ trường 2p=2 71 Hình 8.Từ trường dây quấn ba pha 72 Hình 9.Đảo chiều quay ĐC ba pha 73 Hình 10.Nguyên lý làm việc ĐC 75 Hình 1.Cấu tạo máy điện đồng 98 Hình 2.Roto cực nồi 99 Hình 3.Roto cực ẩn 99 Hình 4.Nguyên lý làm việc máy phát ĐB 99 Hình 5.Phản ứng phần ứng 101 Hình 6.Đặc tính ngồi máy phát 103 Hình 7.Đặc tính điều chỉnh máy phát 103 Hình 1.Cấu tạo máy điện chiều 108 Hình 2.Cấu tạo stato 108 Hình 3.Cấu tạo roto 109 Hình 4.Cấu tạo cổ góp 109 Hình 5.Nguyên lý làm việc máy phát 110 Trang GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: MÁY ĐIỆN Tên mơ đun: Máy điện Mã số mô đun: ELEI56135 Thời gian thực mô đun: 150 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành: 120 giờ) Số tín chỉ: I Vị trí, tính chất mơ đun: Vị trí: Máy điện mô đun chuyên môn nghề sau học xong MH/MĐ sở, Môn học Đo lường điện ngành Điện cơng nghiệp Tính chất: Máy điện mơ đun thực hành chuyên môn nghề II Mục tiêu mô đun: Về kiến thức: + Trình bày cấu tạo, phân tích nguyên lý loại máy điện Về kỹ năng: + Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn máy điện + Tính tốn thơng số kỹ thuật máy điện + Quấn lại động pha, ba pha bị hỏng theo số liệu có sẵn + Tính tốn quấn máy biến áp công suất nhỏ + Chủ động lập kế hoạch, dự trù vật tư, thiết bị Về lực tự chủ trách nhiệm: + Phát huy tính tích cực, chủ đô ̣ng, sáng ta ̣o và tư khoa học công viê ̣c III Nội dung mô đun: Chương trình khung: Thời gian đào tạo (giờ) Mã MH, MĐ I Tên môn học, mô đun Các môn học chung/đại cương Tín Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập Kiểm tra LT TH 14 285 117 153 10 COMP52001 Giáo dục trị 30 15 13 2 COMP51003 Pháp luật 15 COMP51007 Giáo dục thể chất 30 24 COMP52009 Giáo dục quốc phòng nn ninh 45 21 21 COMP52005 Tin học 45 15 29 FORL54002 Tiếng Anh 90 30 56 SAEN52001 An toàn vệ sinh lao 30 23 Trang Thời gian đào tạo (giờ) Mã MH, MĐ Tên mơn học, mơ đun Tín Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập LT TH Kiểm tra động I Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề II.1 Môn học, mô đun sở 48 1185 309 822 21 33 195 70 116 ELEI52033 Mạch điện 30 28 ELEI53132 Mạch điện 60 28 29 10 ELET51165 Vẽ điện 30 29 11 ELEI53117 Khí cụ điện 75 14 58 41 990 239 706 16 29 II.2 Môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề 12 ELEI53115 Đo lường điện 75 14 58 13 ELEI56135 Máy điện 150 28 116 14 ELEI6509 Cung cấp điện 90 56 29 15 ELET55157 Trang bị điện 120 28 87 16 ELEI55138 Thí nghiệm điện 75 14 58 17 ELEI55124 Kỹ thuật lắp đặt điện 120 28 87 18 ELEI54123 Kỹ thuật lạnh 90 28 58 2 19 ELEI54148 Thiết bị điện gia dụng 90 28 58 2 20 ELEI54152 Thực tập sản xuất 180 15 155 10 62 1470 426 975 31 38 Tổng cộng Chương trình chi tiết mơ đun: Thời gian (giờ) Số TT Nội dung tổng quát Tổng số Thực hành, Lý thí nghiệm, thuyết thảo luận, tập Kiểm tra LT TH Trang 10 c.Cổ góp chổi điện Hình 3.Cấu tạo roto Cổ góp gồm nhiều phiến đồng ghép lại có cách điện, có dạng hình trụ, gắn đầu trục roto Chổi than làm than graphit Các chổi than tỳ sát lên cổ góp nhờ lị xo chổi than gắn nắp máy Hình 4.Cấu tạo cổ góp 4.1.2 Ngun lý hoạt động a.Máy phát: Khi động sơ cấp quay phần ứng, dẫn dây quấn phần ứng cắt từ trường cực từ, cảm ứng sức điện động Chiều sức điện động cảm ứng xác định Trang 109 theo quy tắc bàn tay phải Như hình vẽ từ trường hướng từ cực N đến cực S (từ xuống ), chiều quay phần ứng ngược chiều kim đồng hồ, dẫn phía trên, sức điện động có chiều từ b đến a Ở dẫn phái sức điện động có chiều từ d đến c Sức điện động phần tử hai lần sức điện động dẫn Nếu nối hai chổi than A B với tải, tải có dịng điện, điện áp máy phát có cực dương chổi than A cực âm chổi than B Hình 5.Nguyên lý làm việc máy phát Khi phần ứng quay vịng, vị trí phần tử thay đổi, ab cực S, dc cực N, sức điện động dẫn đổi chiều Nhờ có chổi điện đứng yên chổi điện A nối phiến góp phía trên, chổ than B nối phiên góp phía dưới, nên chiều dịng điện mạch ngồi khơng đổi Ta có máy phát điện chiều với cực dương chổi than A, cực âm chổi than B Để điện áp lớn đập mạch, dây quấn phải có nhiều phần tử, nhiều phiến đổi chiều Ở chế độ máy phát điện dòng điện phần ứng Iư chiều với sức điện động phần ứng Eư Phương trình cân điện áp hai cực máy phát là: U=Eư - Iư.Rư (Iư chiều Eư), Eư: gọi sức điện động b.Động điện Khi cho điện áp U vào chổi than A B, dây quấn phần ứng có dịng điện Các dẫn ab, cd có dịng điện nằm từ trường, chịu lực tác dụng làm cho roto quay Chiều lực từ xác định theo quy rắc bàn tay trái Trang 110 Khi phần ứng quay nửa vịng, vị trí dẫn ab, cd đổi chổ cho nhau, có phiến góp, đổi chiều dịng điện, giữ cho lực tác dụng khơng đổi, đảm bảo động có chiều khơng đổi Khi động quay, dẫn cắt từ trường, cảm ứng sức điện động Eư Chiều sức điện động xác định theo quy tắc bàn tay phải Ở chế độ động điện chiều sức điện động Eư ngược chiều với dòng điện Iư, nên Eư gọi sức phản điện Phương trình cân điện áp là: U = Eư + RưIư 4.2 TỪ TRƯỜNG VÀ SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU: 4.2.1 Từ trường máy điện chiều Khi không tải, từ trường máy dịng điện kích từ gây gọi từ trường cực từ, phân bố đối xứng, đường trung tính hình học mn, cường độ từ cảm B=0→ dẫn chuyển động qua khơng cảm ứng sức điện động (hình a) Trang 111 Khi máy điện có tải, dịng điện Iư dây quấn phần ứng sinh từ trường phần ứng hướng vng góc với từ trường cực từ (hình b) Hình a Hình b Hình b Tác dụng từ trường phần ứng lên từ trường cực từ gọi phản ứng phần ứng, từ trường máy tổng từ trường phần ứng từ trường cực từ (hình c) Ở mỏm cực từ trường tăng cường ( từ trường phần ứng chiều với từ trường cực từ ), mỏm cực kia, từ trường bị yếu ( từ trường phần ứng ngược chiều với từ trường cực từ ) * Hậu phản ứng phần ứng là: Từ trường máy bị biến dạng, điểm có từ cảm B=0 dịch chuyển từ đường trung tính hình học mn đến vị trí gọi trung tính vật lý m,n,, góc lệch β nhỏ lệch theo chiều quay roto máy phát điện, ngược lại chiều quay roto động điện vị trí trung tính hình học B ≠0, dẫn chuyển động qua cảm ứng sức điện động→ ảnh hưởng xấu đến việc đổi chiều Khi tải tăng→Iư lớn→Φư lớn, phần mỏm từ trường tăng cường bị bảo hoà→B tăng lên ít, mỏm cực từ từ trường giảm nhiều→Φ máy giảm nhiều→Eư giảm đầu cực máy phát U giảm Ở chế độ động Φ↓→momen giảm→tốc độ động thay đổi Để khắc phục hậu trên, người ta dùng cực từ phụ dây quấn bù, từ trường cực từ phụ dây quấn bù ngược với từ trường phần ứng ( đấu nối tiếp cực từ phụ dây quấn bù nối tiếp mạch phần ứng).(hình vẽ) 4.2.2 Sức điện động phần ứng Trang 112 a Sức điện động dẫn: Khi quay roto, dẫn dây quấn phần ứng cắt từ trường, dẫn cảm ứng sức điện động là: e=B.l.V Btb: cường độ từ cảm trung bình cực từ l: chiều dài hiệu dụng dẫn V: tốc độ dài dẫn b Sức điện động phần ứng Eư: Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử nối tiếp thành mạch vịng kín Nếu số dẫn dây quấn N, số nhánh song song 2a(a số đôi mạch nhánh) E ư= N N B.l.V (1) e  2a 2a V: tốc độ dài xác định theo tốc độ quay n(V/p), V= Từ thông cực từ Φ = Btb  Eư = p.N n.  k E n. (4) 60.a  D.l 2p  n.D 60 (2), D: đkính ngồi phần ứng (3) p: số đôi cực KE= p.N phụ thuộc kết cấu dây quấn phần ứng 60.a 4.3 CÔNG XUẤT ĐIỆN TỪ, MOMEN ĐIỆN TỪ Pđt=Eư.Iư= Momen điện từ: Mđt= Pđt r  p.N n. I u , 60.a 2 n p.N I u ,   K M I u ,  (r  ) 2 a 60 Mđt=KM.Iư.Φ , ( KM= p.N : phụ thuộc vào cấu tạo dây quấn ) 2 a 4.4 TIA LỬA ĐIỆN TRÊN CỔ GÓP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC Khi máy điện làm việc, qua trình đổi chiều thường gây tia lửa điện chổi than cổ góp điện Tia lửa lớn gây nên vành lửa xung quanh cổ góp điện, phá hỏng chổi than cổ góp điện, gây tổn hao lượng, ảnh hưởng xấu đến môi trường gây nhiểu đến thiết bị điện tử Sự phát sinh nguyên nhân sau: 4.4.1 Nguyên nhân khí Trang 113 Do tiếp xúc cổ góp chổi than khơng tốt, cổ góp khơng trịn, không nhẫn chổi than không quy cách, rung động chổi than cố định khơng tốt lực lị xo không đủ để tỳ sát chổi than vào cổ góp 4.4.2 Nguyên nhân điện từ Khi roto quay liên tiếp có phần tử chuyển từ mạch nhánh sang mạch nhánh khác Ta gọi phần tử phần tử đổi chiều Trong phần tử đổi chiều xuất sức điện động sau: a Sức điện động tự cảm eLdo biến thiên dòng điện phần tử đổi chiều b Sức điện động hổ cảm e m biến thiên dòng điện phần tử đổi chiều khác lân cân c Sức điện động eqdo từ trường phần ứng gây Ở thời điểm chổi điện ngắn mạch phần tử đổi chiều sức điện động sinh dòng điện i chạy quẩn phần tử ấy, tích luỹ lượng pháng dới dạng tia lửa vành góp chuyển động Để khắc phục tia lửa, việc loại trừ nguyên nhân khí, người ta dùng cực từ phụ dây quấn bù để tạo nên phần tử đổi chiều sức điện động nhằm bù (triệt tiêu), tổng sức điện động eL,em,eq Từ trường dây quấn bù cực từ phụ phải ngược chiều với từ trường phần ứng Đối với máy công xuất nhỏ người ta chuyển chổi than trung tính vật lý m,n, 4.5 MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU 4.5.1 Phân loại: Dựa vào phương pháp cung cấp dịng kích từ, người ta chia máy điện chiều làm loại: a Máy điện chiều kích từ độc lập: Dịng điện kích từ máy lấy từ nguồn điện khác không liên hệ với phần ứng máy Trang 114 b Máy điện chiều kích từ song song: Dây quấn kích từ nối song song với mạch phần ứng c Máy điện chiều kích từ nối tiếp: Dây quấn kích từ mắc nối tiếp với mạch phần ứng d Máy điện chiều kích từ hổn hợp: gồm hai dây quấn kích từ, dây quấn kích từ nối tiếp dây quấn kích từ //, dây quấn kích từ // chủ yếu + + - - + Hình a Hình b - + Hình c - + Hình d 4.5.2 Máy phát điện chiều kích từ độc lập  Dịng điện phần ứng dịng điện tải (Iư=I)  Phương trình cân điện áp mạch phần ứng: U = Eư - Rư.I  Trên mạch kích từ: Ukt=Ikt(Rkt+Rđc) Trong đó: Rưlà điện trở dây quấn phần ứng Rktlà điện trở dây quấn kích từ Rđcđiện trở điều chỉnh Khi dịng điện tải tăng, dòng điện phần ứng tăng, điện áp U giảm xuống hai nguyên nhân:  tác động phản ứng phần ứng→Φ↓→Eư↓  Điện áp rơi mạch phần ứng Iư.Rư tăng  Để giữ cho điện áp máy phát khơng đổi tăng dịng điện kích từ Máy phát kích từ độc lập có ưu điểm điều chỉnh điện áp, thường gặp hệ thống máy phát – động để truyền động máy cán, máy cắt gọt kim loại Có nhược điểm cần nguồn kích từ riêng Trang 115 Rtải A Ik U,Eư t - Iư + CKT Rkt - Ik t I + I 4.5.3 Máy phát điện kích từ song song: Để tạo thành điện áp cần thực trình tự kt Lúc đầu máy khơng có dịng kích từ, từ thông máy từ dư cực từ tạo (2-3)%Φđm Khi quay phần ứng, dây quấn phần ứng có sức điện động cảm ứng từ dư sinh ra, sức điện động qua dây quấn kích từ →Ikt tăng lên, q trình tiếp tục điện áp ổn định Để máy phát điện áp, cần thiết phải có từ dư, khơng có từ dư ta phải mồi từ chiều hai tư trường ngược nhau, ta phải đổi cực tính dây quấn kích từ đoỏi chiều dây quấn phần ứng  Mạch phần ứng: U=Eư - Rư.Iư  Mạch kích từ: U=Ikt.(Rkt+Rđc)  Phương trình dịng điện: Iư=I+Ikt - Khi tải tăng → Iư tăng → Ugiảm →Ikt↓ → Φ↓→Eư↓ Rtải A - + CKT Ikt U Iư Rkt I I 4.5.4 Máy phát điện chiều kích từ nối tiếp Trang 116 Dịng điện kích từ dịng điện tải, tải thay đổi điện áp thay đổi nhiều, thực tế không sử dụng máy phát kích từ nối tiếp Đặc tính ngồi U=f(I), tải tăng Iư↑ →Φ↑→ Eư↑ →U↑ I=(2-2,5)Iđm máy bảo hoà I↑→U↓ A U U=f(I) - I + 4.5.5 Máy phát điện KT hổn hợp Khi nối thuận, từ thông cuộn nối tiếp chiều cuộn // Khi tải tăng Φnt↑→Φtổng↑→Eư↑→U khơng đổi→ ưu điểm máy phát kích từ hổn hợp Khi nối ngược Φntvà Φ// ngược nhau, tải tăng U giảm nhiều U=f(I) dốc → dùng làm máy hàn điện chiều U A I U - + I 4.6 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Dựa vào phương pháp kích từ phân loại động điện chiều giống máy phát điện chiều Eư = p.N n. (Eư gọi sức phản điện, Eư ngược chiều Iư) 60.a Trang 117 Mđt= p.N I ,  2. a u Đối với động cơ, momen điện từ momen quay, chiều với tốc độ quay n 4.6.1 Mở máy động điện chiều  Phương trình cân điện áp mạch phần ứng: U = Eư+Iư.Rư→ Iư = U  Eu , Ru , Khi mở máy n=0→Eư = → Iư=U/Rư, Rư nhỏ → Iưmm=(20-30)Iđm→ làm hỏng cổ góp chổi than, ảnh hưởng đến lưới điện  Để giảm Imở = (1,5-2)Iđm ta dùng biện pháp sau: a Dùng điện trở mở máy Mắc điện trở vào mạch phần ứng, dòng điện mở máy lúc Iưmở= U lúc đầu Ru ,  Rmo, để Rmởlớn nhất, sau giảm dần (n↑→Eư↑→Iư↓→Rmở↓) b Giảm điện áp đặt vào phần ứng P2 sử dụng có nguồn điện áp thay đổi 4.6.2 Điều chỉnh tốc độ Eư= U-Iư.Rư, mà Eư = KE.ϕ.n  n  U  I u , Ru , K E  (1), nhìn vào phương trình (1) muốn điều chỉnh tốc độ ta có phương pháp sau: a Mắc điện trở phụ mạch phần ứng: Khi thêm điện trở phụ vào mạch phần ứngtốc độ động giảm Vì dịng điện phần ứng lớn, nên tổn hao công xuất điện trở điều chỉnh lớn Phương pháp áp dụng cho động công xuất nhỏ b Thay đổi điện áp: Dùng nguồn 1chiều điều chỉnh điện áp cung cấp cho động Phương pháp sử dụng nhiều c Thay đổi từ thông: Thay đổi từ thông cách thay đổi dịng kích từ 4.7 DÂY QUẤN PHẦN ỨNG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 5.7.1 Khái quát Trang 118 Dây quấn phần ứng tham gia trình biến đổi lượng từ điện sang hay ngược lại, cần có yêu cầu sau đây:  Tạo sức điện động cần thiết, cho dàng điện định chạy qua mà khơng bị nóng qúa nhiệt độ cho phép, đảm bảo đổi chiều tốt  Triệt để tiết kiệm vật liệu, kết cấu đơn giản, làm việc chắn an toàn Dây quấn phần ứng phân làm loại sau:  Dây quấn xếp đơn xếp phức tạp  Dây quấn sóng đơn sóng phức tạp  Dây quấn hổn hợp(kết hợp hai loại dây quấn) 4.7.2 Cấu tạo dây quấn phần ứng  Phần tử: bối dây gồm nhiều vòng dây mà hai đầu nối vào hai phiến góp( hình vẽ)  Rãnh thực: Z  Rãnh nguyên tố: Znt rãnh thực đặt hai cạnh tác dụng gồm cạnh nằm cạnh nằm  Nếu rãnh thực mà người ta đặt 2u canh tác dụng (u=1,2,3…), người ta chia rãnh thực làm u rãnh nguyên tố Znt = u.Z ( hình vẽ )  Số phần tử dây quấn phần ứng: S  Số phiến góp cổ góp: G  Quan hệ S,G,Znt: Znt=S=G 4.7.3 Các bước dây quấn  Bước dây quấn thứ Y1: khoảng cách hai cạnh tác dụng phần tử đo số rãnh nguyên tố  Bước dây thứ hai Y2: khoảng cách cạnh tác dụng thứ hai phần tử thứ với cạnh tác dụng thứ phần tử thứ hai, đo rãnh nguyên tố  Bước dây tổng hợp y: khoảng cách hai cạnh tác dụng hai phần tử liên tiếp nhau, đo rãnh nguyên tố  Bước vành góp yG: khoảng cách hai phiến góp có hai cạnh tác dụng phần tử nối vào đo số phiến góp.( hình vẽ ) 4.7.4 Dây quấn xếp đơn Trang 119  Bước dây thứ nhất: y1= Z nt   = số nguyên 2p  y1= Z nt ta có dây quấn bước đủ 2p  y1= Z nt   ta có dây quấn bước dài 2p  y1= Z nt   ta có dây quấn bước ngắn 2p  Bước dây tổng hợp y = yG=1  Bước dây thứ hai y = y1- y Ví dụ: Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn xếp đơn Znt= S = G = 16, 2p = * y = yG= 1, y2 = y1- y = 4-1=3 Lớp trên: 10 11 12 13 14 15 16 khép kín Lớp dưới: 10 11 12 13 14 15 16  Cạnh nằm vẽ nét liền, cạnh nằm vẽ nét đứt  Vị trí cực từ đối xứng nhau, nghĩa khoảng cách chúng phải nhau, chiều rộng cực từ khoảng 0,7 bước cực  Vị trí đặt chổi than phải trùng với trục cực từ, chiều rộng chổi than phiến góp 4.7.5 Dây quấn xếp phức tạp Điểm khác dây quấn xếp đơn phức tạp bước yG, yG=m m=2,3…số ngun ta có dây quấn xếp phức tạp Thường dùng m=2 Ví dụ: - Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn xếp phức tạp yG= m = 2, 2p = 4, Znt= S = G = 24 * Các bước dây quấn: y1= Z nt 24   6 2p y = yG=2 y2= y1-y = 6-2 = Trang 120 * Trình tự nối phần tử: Lớp trên: Lớp dưới: Lớp trên: Lớp dưới: 11 11 13 15 17 10 12 14 13 15 19 21 10 12 16 18 17 19 23 14 16 20 22 21 23 18 20 24 22 24 khép kín khép kín 4.7.6 Dây quấn sóng đơn Đặc điểm dây quấn song đơn hai đầu phần tử nối với hai phiến đổi chiều cách xa hai phần tử nối với cách xa nên cách đấu gần giống song Cách xác định bước dây y1tương tự dây quấn xếp đơn, khác bước dây yG yG= G 1 p Nếu lấy dấu (-) ta có dây quấn trái Nếu lấy dấu (+) ta có dây quấn phải Thường chọn dây quấn trái để tiêt kiệm dây y = yG, y2 = y-y1 Ví dụ: - Vẽ sơ đồ khai khiển dây quấn song đơn 2p=4, G=S=Znt=15 *Bước dây: y1 = 15 Z nt      (chọn bước ngắn) 2p 4 yG= G  15    (dây quấn trái) p y = yG→y2= y-y1=7-3=4 Lớp trên: 15 14 13 12 11 10 1khép kín Trang 121 Lớp dưới:4 11 10 12 15 14 13 12  TÓM TẮT NỘI DUNG BÀI 4: 2.1 Đại cương máy điện chiều 2.2 Cấu tạo máy điện chiều 2.3 Nguyên lý làm việc máy điện chiều 2.4 Từ trường sức điện động máy điện chiều 2.5 Công suất điện từ mô-men điện từ máy điện chiều 2.6 Tia lửa điện cổ góp biện pháp khắc phục 2.7 Máy phát điện chiều 2.8 Động điện chiều 2.9 Dây quấn phần ứng máy điện chiều 2.10 Sửa chữa, quấn lại dây quấn máy điện chiều  CÂU HỎI CỦNG CỐ BÀI 4: Trình bày nguyên lý hoạt động máy điện chiều Trình bày loại kích từ máy điện chiều Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn xếp phức tạp yG= m = 2, 2p = 4, Znt= S = G = 24 Trang 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO: Giáo Trình Máy Điện, Vũ Gia Hanh (NXB-KHOA HỌC KỸ THUẬT) Kỹ thuật điện, Lê Văn Đào (NXB-KHOA HỌC KỸ THUẬT) Giáo Trình Máy Điện, Nguyễn Hồng Thanh (NXB-GIÁO DỤC) Trang 123 ... CỐ: Định nghĩa máy điện? Công dụng máy điện? Tính thuận nghịch máy điện gì? Trình bày định luật dùng máy điện Công dụng định luật vào loại máy điện? Nêu loại vật liệu dùng máy điện, đặc điểm loại?... thành điện ( máy phát điện ) ngược lại biến đổi điện thành (động điện ), dùng biến đổi thông số mạch điện biến đổi điện áp, dòng điện , tần số, số pha… Máy điện loại máy phổ biến công nghiệp. .. nghiêm cấm Trang LỜI GIỚI THIỆU Nội dung giáo trình ? ?Máy Điện? ?? biên soạn dựa theo ? ?Giáo trình Máy điện? ?? Vụ Trung Học Dạy Nghề – NXB GD, có tham khảo thêm giáo trình, tài liệu chun ngành từ trường