Giáo trình Sửa chữa vận hành máy điện (Nghề Điện công nghiệp Trình độ Trung cấp nghề)

ỦY BAN NHÂN DÂN HUYỆN CỦ CHI TRƯỜNG TRUNG CẤP NGHỀ CỦ CHI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: SỬA CHỮA VẬN HÀNH MÁY ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số: 67/QĐ-TCNCC ngày 19 tháng 08 năm 2022 Hiệu trưởng trường Trung Cấp Nghề Củ Chi Tp Hồ Chí Minh, năm 2022 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo trường Cuốn giáo trình dùng cho học sinh hệ trung cấp lưu hành nội Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Máy điện biên soạn dựa Chương trình khung Trình độ trung cấp nghề Điện công nghiệp Nội dung biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dể hiểu Các kiến thức tồn giáo trình có mối liên hệ lơgíc chặt chẽ Tuy vậy, giáo trình phần nội dung chuyên ngành đào tạo, người dạy, người học cần tham khảo thêm giáo trình có liên quan ngành học để việc sử dụng giáo trình có hiệu Trong giáo trình cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến mơn học phù hợp với học sinh trình độ Trung cấp nghề cố gắng gắn nội dung lý thuyết với vấn đề thực tế thường gặp sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn cao Khi biên soạn, người biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế học tập đồng thời có tính thực tiễn cao Nội dung giáo trình biên soạn với thời gian đào tạo 150 gồm có: - Bài 1: Bài mở đầu - Bài 1: Máy biếp áp - Bài 2: Máy điện không đồng - Bài 3: Máy điện không đồng Mặc dù cố gắng chắn không tránh khỏi khiếm khuyết Rất mong nhận ý kiến đóng góp người sử dụng để giáo trình chỉnh sửa, bổ sung hoàn chỉnh Củ Chi, ngày tháng năm 2022 Người biên soạn Trần Ngọc Phiên MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU Trần Ngọc Phiên GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: MÁY ĐIỆN Bài mở đầu: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN .7 I ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LỌAI II CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN LIÊNN QUAN ĐẾN MÁY ĐIỆN III VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN IV CÂU HỎI ÔN TẬP BÀI 1: MÁY BIẾN ÁP 10 1.1 Khái niệm chung 10 2.1 Cấu tạo .11 3.1 Nguyên lý làm việc 13 4.1 Các đại lượng định mức 14 5.1 Máy biến áp pha 15 6.1 Mơ Hình Tốn MBA 21 7.1 Sơ Đồ Tương Đương Của MBA 22 8.1 MBA làm việc song song .26 9.1 Các máy biến áp đặc biệt 28 10.1 Quấn máy biến áp pha cỡ nhỏ 30 11.1 Thi công quấn dây máy biến áp pha công suất nhỏ 33 12.1 Câu hỏi ôn tập: 40 BÀI 2: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 43 2.1 Khái niệm chung máy điện không đồng 43 2.2 Cấu tạo động không đồng 44 2.3 Khái niệm từ trường quay 48 2.4 Điện áp cảm ứng 49 2.5 Khái niệm trượt rotor 50 2.6 Ảnh hưởng trượt lên tần số biên độ điện áp cảm ứng rotor 50 2.7 Mạch điện tương đương động cảm ứng pha 51 2.8 Q trình chuyển hóa lượng máy điện không đồng 54 2.9 Mở máy động cảm ứng 55 2.10 Điều chỉnh tốc độ động không đồng ba pha 59 2.11 Động không đồng pha 67 2.12 Động pha vòng ngắn mạch 68 2.13 Xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn động kđb pha 69 2.15 : Xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn động kđb pha 83 2.16 Dây quấn lớp 85 2.17 Dây quấn lớp 93 2.18 Xây dựng sơ đồ khai triển số dạng dây quấn đặc biệt động kđb pha 96 2.19 Đấu dây vận hành động 102 2.20 Tháo lắp động 103 2.21 Các bước quấn dây động không đồng 105 2.22 Câu hỏi ôn tập: 111 BÀI 3: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 116 3.1 Khái quát chung phân loại máy điện đồng 116 3.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc máy điện đồng 116 3.3 Các phương trình sơ đồ thay máy điện đồng 120 3.4 Quá trình biến đổi lượng máy điện đồng 122 3.5 Các chế độ làm việc máy điện đồng 123 3.6 Máy điện đồng làm việc chế độ động 128 3.7 QuẤn lại dây quẤn động đồng .130 3.8 Câu hỏi ôn tập: 136 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: MÁY ĐIỆN Mã mơ đun: MĐ 14 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơđun: - Vị trí: Mơ đun học sau mơn sở như: An toàn lao động, Mạch điện Đo lường điện - Tính chất: Là mơ đun chun mơn nghề, thuộc mô đun đào tạo nghề bắt buộc - Ý nghĩa mơ đun: giúp học sinh hiểu giải thích cấu tạo, nguyên lý sửa chữa máy biến áp, động không đồng bộ, máy phát điện đồng bộ… - Vai trị mơ đun: mơ đun chun ngành để học sinh có kiến thức học tiếp môn học nâng cao như: Trang bị điện, khí nén, PLC Mục tiêu mơ đun: -Về kiến thức: + Phân tích cấu tạo, nguyên lý máy biến áp, động không đồng bộ, máy phát điện đồng + Phân tính, khảo sát đặc điểm, đặc tính loại máy điện nói -Kỹ năng: + Nhận dạng đo kiểm, đấu dây vận hành sơ đồ + Hòa đồng máy phát + Vẽ, phân tích sơ đồ dây quấn + Dị tìm, phát sửa chữa khắc phục số hư hỏng - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, xác học tập thực cơng việc… Nội dung mô đun: Bài mở đầu: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN I ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LỌAI Định nghĩa: Máy điện thiết bị điện từ , nguyên lý làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện từ Dùng để biến đổi dạng lượng như: thành điện (máy phát điện) ngược lại biến đổi điện thành (động điện), dùng để biến đổi thông số điện như: biến đổi điện áp (máy biến áp), biến đổi dòng điện (máy biến dòng), biến đổi tần số (máy biến tần).v.v… Phân loại: Máy điện có nhiều loại, phân loại theo nhiều cách khác như: ▪ Phân loại theo công suất ▪ Phân loại theo cấu tạo ▪ Phân loại theo chức Phân loại theo dòng điện Phân loại theo nguyên lý làm việc Nguyên lý máy phát điện động điện Tính thuận nghịch máy điện ▪ Máy điện có tính thuận nghịch, nghĩa làm việc chế độ máy phát điện động điện: 3.1 Chế độ máy phát điện:cho động sơ cấp tác dụng vào dẫn lực học Fcơ dẫn chuyển động với tốc độ v từ trường nam châm N – S (hình 1) dẫn cảm ứng sức điện động e nối vào hai cực Hình dẫn điện trở R tải, dòng điện I chạy dẫn cung cấp điện cho tải Nếu bỏ qua điện trở dẫn, điện áp đặt vào tải u = e Công suất điện máy phát cung cấp cho tải Pđ = ui = ei Dòng điện I nằm từ trường tác dụng lực điện từ Fđt = Bil có chiều hình Khi máy quay với tốc độ không đổi lực điện từ cân với lực động sơ cấp: F = Fđt Nhân hai vế với v ta có F v = Fđtv = Bilv = ei Như công suất động sơ cấp Pcơ = Fcơv biến đổi thành công suất Pđ = ei nghĩa biến thành điện 3.2 Chế độ động điện: Cung cấp điện cho máy phát điện, điện áp U nguồn điện gây dòng điện I dẫn Dưới tác dụng lực điện từ Fđt = Bil tác dụng lên dẫn làm dẫn chuyển động với tốc độ v có chiều hình Như cơng suất điện từ Fđt = ui đưa vào động Hình biến thành công suất F = Fđtv trục động Điện biến đổi thành Ta nhận thấy thiết bị điện từ tùy theo lượng đưa vào mà máy điện làm việc chế độ động hay máy phát điện Mọi loại máy điện có tính chất thuận nghịch II CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN LIÊNN QUAN ĐẾN MÁY ĐIỆN Định luật cảm ứng điện từ a Trường hợp từ thông  biến thiên xun qua vịng dây  e Khi từ thơng  biến thiên xuyên qua vòng dây dẫn, vòng dây cảm ứng sức điện động Chiều sức điện động xác định theo quy tắc văn nút chai (hình a.1) Hình a.1 Dấu + (hình a.1) chiều từ thơng từ ngồi vào Sức điện động cảm vịng dây viết theo cơng thức Maxwell: Trong đó:  = n: gọi từ thơng móc vịng cuộn dây N b Trường hợp dẫn chuyển động từ trường: Khi dẫn chuyển thẳng vng góc với đường sức từ trường, dẫn cảm ứng sức điện động, chiều sức điện động xác định B e theo quy tắc bàn tay phải Có trị số là: e = Blv v S Trong đó: B (Tesla): từ cảm L (m) : chiều dài dẫn V (m/s): vận tốc dẫn Định luật lực điện từ: N i B Khi dẫn mang dòng điện đặt thẳng góc với đường sức từ (trường hợp động điện), dẫn chịu lực điện từ tác dụng vng góc Chiều lực điện từ xác định theo quy tắc bàn tay trái, có trị số : Fđt = Bil (N) Fđt S Trong đó: B (T) : từ cảm i (A) : dòng điện l (m) : chiều dài dẫn III VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN Vật liệu chế tạo máy điện gồm: vật liệu dẫn điện, vật liệu dẫn từ, vật liệu cách điện vật liệu kết cấu Vật liệu dẫn điện: Vật liệu dẫn điện dùng máy điện tốt đồng chúng khơng đắt có điện trở suất nhỏ Ngồi cịn dùng nhơm hợp kim khác đồng thau, đồng phốt Để chế tạo dây quấn ta thường dùng đồng, nhôm Vật liệu dẫn từ: Vật liệu dẫn từ thường dùng để chế tạo phận mạch từ, người ta dùng vật liệu sắt từ để làm mạch từ thép kỹ thuật điện, thép thường, thép đúc, thép rèn Gang dùng dẫn từ khơng tốt Vật liệu cách điện: Vật liệu cách điện dùng để cách ly phận dẫn điện với Trong máy điện vật liệu cách điện phải có cường độ cách điện cao, chịu nhiệt tốt, tản nhiệt tốt, chống ẩm bền học Ngoài độ bề nhiệt chất cách điện bọc dây dẫn định nhiệt độ cho phép dây dẫn tải Vật liệu kết cấu: Vật liệu kết cấu vật liệu dùng để chế tạo chi tiết chịu tác động học như: trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy Trong máy điện, vật liệu kết cấu thường là: gang, thép lá, thép rèn, kim loại màu hợp kim kim loại màu, chất dẻo IV.CÂU HỎI ƠN TẬP Giải thích ứng dụng định luật cảm ứng điện từ lực điện từ máy điện Các vật liệu chế tạo máy điện gì? BÀI 1: MÁY BIẾN ÁP Giới thiệu: - Máy biến áp thiết bị điện từ tĩnh làm việc nguyên lý cảm ứng điện từ để chuyển đổi điện áp mạng điện xoay chiều từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác giữ nguyên tần số Mục tiêu bài: - Mô tả cấu tạo, phân tích nguyên lý làm việc máy biến áp pha ba pha - Xác định cực tính đấu dây vận hành máy biến áp pha, ba pha kỹ thuật - Đấu máy biến áp vận hành song song máy biến áp - Tính tốn thơng số máy biến áp trạng thái: khơng tải, có tải, ngắn mạch - Quấn lại máy biến áp pha cỡ nhỏ - Chọn lựa máy biến áp phù hợp với mục đích sử dụng Bảo dưỡng sửa chữa máy biến áp theo yêu cầu - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, xác, tư khoa học sáng tạo Nội dung chính: 1.1 Khái niệm chung Hình : Trạm biến áp 10 => % =  P − P   P  P2 .100 = 1 − .100 100 =  P1 P1   P1   P = Pcơ + Pf + Pt + Pcu + PFe 3.4.2 Động cơ: P1: công suất đầu vào; P1 = P1 UdIdcos P2: công suất đầu PCu Pđt PFe P2 = M Pt PCơ P2 Pf 3.5 Các chế độ làm việc máy điện đồng 3.5.1 Máy phát điện đồng làm việc tải không đối xứng Trong cung cấp điện xảy trường hợp tải pha không nhau,… máy phát điện đồng làm việc với tải không đối xứng, máy điện đồng sinh số tượng bất lợi điện áp khơng đối xứng, sóng điều hịa sđđ dòng điện bậc cao xuất làm tổn hao tăng lên, rotor máy nóng máy rung,… Các tham số máy phát điện làm việc tải không đối xứng: 3.5.1.1Tổng trở thứ tự thuận: Z1 = r1 + jx1: Dòng điện thứ tự thuận sinh máy điện đồng pha sức từ động quay có sóng quay đồng với rotor giống trường hợp làm việc tải đối xứng 3.5.1.2Tổng trở thứ tự ngược: Z2 = r2 + jx2 Hệ thống dòng điện thứ tự ngược sinh sức từ động quay ngược chiều quay rotor với tốc độ đồng 3.5.1.3Tổng trở thứ tự không: Z0 = r0 + jx0 Ảnh hưởng tải không đối xứng máy phát điện đồng bộ: Khi làm việc với tải khơng đối xứng, máy phát điện có dòng điện thứ tự thuận ngược dòng điện thứ tự khơng có trị số nhỏ khơng tồn dây quấn phần ứng thường nối hình có điểm trung tính nối đất khơng nối đất 123 3.5.1.3.1 Điện áp không đối xứng: Khi làm việc tải khơng đối xứng, dịng điện thứ tự gây nên điện áp rơi I2Z2, hậu điện áp đầu máy phát điện không đối xứng, nghĩa trị số không khác góc lệch pha với khác 1200 Tình trạng ảnh hưởng xấu đến hộ dùng điện khơng đồng động điện đồng Nếu máy có đặt dây quấn cản rotor cực từ thép ngun khối Z2 có trị số nhỏ nên điện áp khơng đối xứng (do dịng điện cảm ứng dây quấn cản thép rotor nguyên khối tương đối lớn sinh từ thông làm giảm bớt từ trường quay ngược khiến cho Z2 nhỏ hơn, kết điện áp cải thiện) 3.5.1.3.2 Tổn hao rotor nóng: Khi tải khơng đối xứng, từ trường ngược sinh dòng điện rotor gây thêm tổn hao rotor, rotor bị nóng hiệu suất máy giảm 3.5.1.3.3 Hiện tượng máy rung: Do tác dụng từ trường cực từ với từ trường quay ngược stator từ trường quay thuận stator với từ trường dòng điện cảm ứng rotor sinh (dòng điện náy từ trường ngược sinh ra) → tạo moment quay có dấu thay đổi có lực đập mạnh → rung mạnh ồn Kết luận: Các tượng điện áp đối xứng, rotor phát nóng dội máy rung nghiêm trọng mức độ không đối xứng tải nhiều Để hạn chế tượng trên, thường cho phép máy phát điện làm việc lâu dài với tải khơng đối xứng dịng điện pha không vượt định mức chênh lệch dịng điện cá pha khơng q 10% dịng định mức máy phát điện tuabin 20% máy phát điện tuabin nước 3.5.2 Máy phát điện đồng làm việc song song Trong nhà máy điện, máy phát điện thường làm việc song song đấu lên lưới điện chung Điều làm cho việc vận hành máy phát kinh tế tận dụng cơng suất chúng Hơn nữa, việc cung cấp điện cho phụ tải đảm bảo liên tục Hòa đồng máy phát: ➢ Điều kiện hòa đồng bộ: 124 Tần số máy phát phải tần số lưới điện, nghĩa máy phải quay vận tốc đồng fG = fL Sức điện động máy phát phải điện áp hệ thống lưới điện: máy phải kích từ cho EG = UL Thứ tự pha sức điện động () máy phát phải thứ tự pha lưới () Sức điện động máy phát vàđiện áp lưới phải trùng pha nhau, nghĩa  phải góc pha E & U Khi điều kiện thỏa, điện áp đầu máy cắt 0, ta đóng máy cắt để hịa A1 Lưới điện Hz B1 C1 V a Máy cắt b B2 A2 C2 G~ Hoà đồng MÁY PHÁT phương pháp đèn tối UA1 EA2  UL UB1   EC2 EG EB2 UC1 125 ➢ Hòa đồng xác: • Ánh sáng đèn: Gọi: UA1, UB2, UC1: điện áp pha lưới EA1, EB2, EC1 : sđđ pha máy phát  ñ1 = U  A1 − E  A2 U Ta có :  ñ2 = U  B1 − E  B2 U  ñ3 = U  C1 − E  C2 U UA1 UA1 EA2 Uph   EC2  EB2 UC1 EA2 UB1 UC1 EB2 EC2 UB1 Đầu tiên quay máy phát đồng lên tới tốc độ đồng điều chỉnh kích thích để tăng dần điện áp máy phát Ta kiểm tra trị số sđđ tần số máy phát V Hz (đóng cầu dao sang a, sang b) sau theo dõi sáng tối đèn để điều chỉnh tần số thứ tự pha Khi điện áp lưới máy phát chưa trùng pha vetor điện áp đặt lên đèn có độ lớn khoảng cách đầu mút vecrơ biểu diễn điện áp lưới máy phát, đèn sáng Khi điện áp lưới máy phát trùng pha điện áp đặt lên đèn 0, đèn tối Nếu tần số máy phát lưới không thí vetơ điện áp lưới máy phát quay với tốc độ góc khác nhau, góc  thay đổi từ 01800, điện áp đặt lên đèn thay đổi từ đến lần điện áp pha (0  Uđ  2Uph) đèn sáng, tối Nếu fL  fG nhiều đèn chớp, tắt nhanh Ta điều chỉnh tần số máy phát cho xảy chậm tốt tắt hẳn khoảng từ (35) giây, sau đóng máy cắt vào lưới điện Chọn đèn:  = 001800 →  Uđ  2Uph => chọn đèn = 2Uph Khi mắc dây theo sơ đồ nối tối má ánh sáng lại ánh sáng quay ta điều chỉnh fG để đạt u cầu có đèn tối & đèn sáng nhau, trường hợp cần phải tráo đổi pha máy phát 127 3.6 Máy điện đồng làm việc chế độ động 3.6.1 So sánh với động không đồng bộ: Động không đồng bộ: Cấu tạo đơn giản, làm việc chắn, bảo trì dễ dàng, giá thành hạ, thay đổi tốc độ nhiều phương pháp Moment động không đồng thay đổi nhiều điện áp thay đổi (tỉ lệ U2), hiệu suất thấp động đồng Động đồng bộ: Động điện đồng kích thích dịng điện chiều nên làm việc với cos = không cần lấy công suất phản kháng từ lưới điện, kết hệ số công suất lưới điện nâng cao, làm giảm điện áp rơi & tổn hao công suất đường dây Động đồng chịu ảnh hưởng sư thay đổi điện áp lưới điện (moment tỉ lệ UE P 2n 2f với U: M ñt = ñt = m ) = sin với  = 60  x ñb p → Khi áp lưới bị sụt, khả giữ tải động điện đồng lớn hơn, tăng kích thích, động đồng làm việc an tồn cải thiện điều kiện làm việc lưới điện Hiệu suất cao động không đồng Cấu tạo phức tạp, giá thành cao (do có máy kích từ), mở máy phức tạp & việc thay đổi tốc độ thực cách thay đổi tần số nguồn điện 3.6.2 Mở máy động điện đồng bộ: 3.6.2.1Mở máy theo phương pháp không đồng bộ: Để tự mở máy được, động đồng có cấu tạo thêm dây quấn gọi dây quấn mở máy Dây quấn mở máy gồm dẫn đặt mặt cực từ rotor cực lồi, hai đầu nối với hai vịng ngắn mạch.(tương tự rotor lồng sóc máy điện khơng đồng bộ) Q trình mở máy gồm hai giai đoạn: Giai đoạn mở máy không đồng đồng bộ: dây quấn stator (phần ứng) đóng vào lưới điện xoay chiều pha, dây quấn kích thích nối với điện trở rm lớn gấp 1012 lầnđiện trở thân dây quấn kích từ Tốc độ động tăng đến gần tốc độ đồng n1 từ trường quay Động mở máy động không đồng lồng sóc Khi quay rotor quay đến n  n1 → tiến hành giai đoạn 2: đóng cầu dao sang phía b để nối cuộn dây kích thích với nguồn chiều Rotor động kéo vào tốc độ đồng 128 R S T (1) BATN (3) (2) MF KT Rm a b Trong giai đoạn mở máy khơng đồng bộ, dây quấn kích thích khơng để hở mạch mà phải nối qua điện trở rm từ trường quay phấn ứng cảm ứng dây quấn kích thích sức điện động lớn, để hở mạch nguy hiểm cho cách điện dây quấn Để giảm dòng điện mở máy động cơ, người ta thường dùng máy tự biến áp để hạ điện áp đặt vào dây quấn phần ứng mở máy 3.6.2.2 Mở máy theo phương pháp hoà đồng bộ: Khi động đồng quay khơng tải, tiêu thụ cơng suất để bù vào tổn hao Công suất nhỏ nên thành phần Icos nhỏ Nếu động làm việc thừa  , nghĩa động gần giống tụ điện & kích từ với I lớn I sớm gần 900 so với U dùng để nâng cao hệ số công suất lưới điện Trong nhà máy sử dụng nhiều động không đồng bộ, chúng tiêu thụ công suất phản kháng Khi đấu song song động đồng làm việc khơng tải & q kích từ, phát công suất phản kháng & đem lại điều lợi sau: Điện áp không bị sụt nhiều Tăng khả cung cấp máy biến áp & đường dây 129 Giảm giá điện Động đồng làm việc gọi máy bù đồng Máy bù đồng thường có cấu tạo theo kiểu cực lồi Dây quấn mở máy rotor động đồng 3.7 QuẤn lại dây quẤn động đồng 3.7.1 Xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn sóng Yêu cầu để quấn cặp bối song song: – Tổng số rãnh rotor l số chẵn – Bước bối dây bước ngắn nhỏ bước đủ rãnh – Khi bước bối dây số chẵn, cặp bối song song quấn liên tục theo cách hai rãnh – Khi tổng số rãnh chia cho có gi trị l số lẻ ( ví dụ 14 : =7 ) nhóm bối song song quấn lõin tục cách ba rãnh (tính từ đầu bối thứ nhóm song song đầu đến đầu vào bối thứ nhóm song song kế tiếp) – Khi bước bối dây số lẻ, dây quấn có hai nhóm bối dây độc lập cặp bối song song quấn liên tục cách hai rãnh – Khi tổng số rãnh chia cho có gi trị l số chẵn (ví dụ 12 : = 6) cặp bối song song quấn liên tục theo hai nhóm độc lập Khoảng cách đầu bối cuối nhóm độc lập thứ đến bối đầu nhóm độc lập thứ hai cách hai rãnh 130 Ví dụ: Quấn dây cho rotor động vạn với yêu cầu sau: a) Z = K = 12, 2P = b) Tính tốn vẽ sơ đồ khai triển dây quấn c) Cách quấn dây cặp bối song song GIẢI • Bước 1: Ta có Z = K = 12, nn m= K 12 = =1 Z 12 V Ze = Z = K = 12, rãnh thực chứa rãnh phần tử • Bước 2: Xác định bước dây quấn: Y1 = Ze 12 b = b = 6b 2P Nếu chọn +b dây quấn có bước dài (ít gặp thực tế) Nếu chọn b = 0, dây quấn loại bước đủ Nếu chọn –b dây quấn có bước ngắn (thường sử dụng) nên chọn cho Y1 có bước ngắn bước cực từ rãnh thực Trong trường hợp này, ta chọn : Y1 = – b v b =  Y1 = rãnh thực Ta có m = nn Ye =  tối đa, bố trí bước tiến Ye = Ta bước tổng hợp Y = Ye = 1, suy bước thứ dây quấn có giá trị sau: Y2 = Y – Y1 = – = –4 rãnh thực Số nhánh song song rotor l : A = 2P×Ye = 2ì1 = nhỏnh song song 131 ã Bc 3: Lập bảng xác định bối dây rotor: 10 11 12 Y1 = 6’ 7’ 8’ 9’ 10’ 11’ 12’ 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ • Bước 4: Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn rotor: 2 3 10 11 12 10 11 12 Dy quấn xếp tiến hai mạch nhnh ( K = Z =12, 2P = 2) • Bước 5: Xác định nhóm bối song song theo yêu cầu phần 1, vô dây theo bước 3.7.2 XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHAI TRIỂN DÂY QUẤN V Yêu cầu để quấn bối dây có bước chẵn: – Bối dây bắt đầu bối dây cuối nhóm độc lập tạo thành hình chữ V Chữ V ny có nhánh đối xứng qua trục rotor – Nhóm bối dây thứ hai mở đầu bối dây song song đối xứng qua tâm rotor với bối dây mở đầu nhóm bối thứ – Một bối dây mang số thứ tự chẵn thuộc nhóm bối dây song song với bối dây mang số thứ tự lẻ thuộc nhóm bối dây thứ hai Tương tự cho trường hợp ngược lại – Các bước bối dây quấn phương pháp ln loại có bước ngắn bước đủ rãnh 132 Ví dụ: Quấn dây cho rotor động với yêu cầu sau: a) Z = K =14, 2P = b) Tính tốn vẽ sơ đồ khai triển dây quấn c) Cách quấn dây theo hình V (có bối dây bước sẵn) GIẢI • Bước 1: Ta có Z = K = 14 nn m= K 14 = =1 Z 14 V Ze = Z = K = 14, rãnh thực chứa rãnh phần tử • Bước 2: Xác định bước dây quấn: Y1 = Ze 14 b= b =7b 2P Nếu chọn +b dây quấn có bước dài (ít gặp thực tế) Nếu chọn b = 0, dây quấn loại bước đủ Nếu chọn –b dây quấn có bước ngắn (thường sử dụng) nên chọn cho Y1 có bước ngắn bước cực từ rãnh thực Trong trường hợp này, ta chọn : Y1 = – b v b =  Y1 = rãnh thực Ta có m = nn Ye =  tối đa, bố trí bước tiến Ye = Ta bước tổng hợp Y = Ye = 1, suy bước thứ dây quấn có giá trị sau: Y2 = Y – Y1 = – = –5 rãnh thực Số nhánh song song rotor l : A = 2P×Ye = 2ì1 = nhỏnh song song ã Bc 3: Lp bảng xác định bối dây rotor: 7’ 8’ 9’ 10’ 11’ 12’ 10 11 12 13 14 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ Y1 = • 13’ 14’ Bước 4: 133 2 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 Dây quấn hình V hai mạch nhnh ( K = Z =14, 2P = 2, bước lẻ) • Bước 5: Xác định nhóm bối theo yêu cầu phần để tạo nhóm bối theo hình chữ V, v vơ dây theo bước Yêu cầu để quấn dây bối dây có bước lẻ: – Khi số rãnh rotor chẵn v bước bối dây lẻ, dây khơng tạo thành hai nhóm dây độc lập mà quấn liên tục – Khi quấn bối dây chữ V, hai nhánh chữ V tạo hai bối dây cách hai rãnh – Bối dây bắt đầu nửa dây lại song song với bối dây quấn dây – Bối dây cuối dây song song với bối dây cuối nửa dây đầu Ví dụ: Quấn dây cho rotor động vạn với yêu cầu sau: a) Z = K = 16, 2P = b) Tính tốn vẽ sơ đồ khai triển dây quấn c) Cách quấn dây theo hình chữ V (có bối dây bước lẻ) GIẢI • Bước 1: Ta có Z = K = 16 nn m= K 16 = =1 Z 16 V Ze = Z = K = 16, rãnh thực chứa rãnh phần tử • Bước 2: Xác định bước dây quấn: 134 Ze 16 b= b =8b 2P Nếu chọn +b dây quấn có bước dài (ít gặp thực tế) Nếu chọn b = 0, dây quấn loại bước đủ Nếu chọn –b dây quấn có bước ngắn (thường sử dụng) nên chọn cho Y1 có bước ngắn bước cực từ rãnh thực Trong trường hợp này, ta chọn : Y1 = – b v b =  Y1 = rãnh thực Ta có m = nn Ye =  tối đa, bố trí bước tiến Ye = Ta bước tổng hợp Y = Ye = 1, suy bước thứ dây quấn có giá trị sau: Y2 = Y – Y1 = – = –6 rãnh thực Số nhánh song song rotor l : A = 2P×Ye = 2×1 = nhánh song song Y1 = • Bước 3: Lập bảng xác định bối dây rotor: 8’ 9’ 10’ 11’ 12’ 10 11 12 13 14 15 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ 16 Y1 = • 2 13’ 14’ 15’ 16’ 1’ 7’ Bước 4: 10 11 12 13 14 15 16 10 11 12 13 14 15 16 Dây quấn hình V hai mạch nhánh ( K = Z =16, 2P = 2), bước chẵn 135 3.8 Câu hỏi ôn tập: Bài : Một máy phát điện đồng ba pha cực ẩn công suất 1750 kVA; điện áp 2300V; bỏ qua điện trở phần ứng; điện kháng đồng 2.65 / pha; đấu sao; tải có cos = 0,8 trễ Tính : 1/ sức điện động pha máy phát 2/ phần trăm thay đổi điện áp Bài : Một động đồng ba pha cực ẩn 1270V, đấu tam giác, có điện kháng đồng 2,6 / pha, điện trở phần ứng không đáng kể, bỏ qua tổn hao, công suất vào 820 kW, dịng kích từ điều chỉnh cho sức điện động 1617 V Tính : 1/ Góc momen ( góc tạo U E ) 2/ Dòng điện dây Bài : Một máy phát điện đồng ba pha cực ẩn công suất 500 kVA; điện áp 2400V; bỏ qua điện trở phần ứng; điện kháng đồng / pha; đấu sao; tải có cos = 0,866 trễ Tính : 1/ sức điện động pha máy phát 2/ phần trăm thay đổi điện áp Bài : Một máy phát điện đồng ba pha cực ẩn công suất 1250 kVA; điện áp 4160V; 2p = 10; 50Hz; điện trở phần ứng 0.126 / pha; điện kháng đồng / pha; đấu sao; tải có cos = 0.8 trễ Tính : 1/ sức điện động pha máy phát 2/ phần trăm thay đổi điện áp Bài : Một máy phát điện đồng ba pha cực ẩn công suất 1750 kVA; điện áp 2300V; bỏ qua điện trở phần ứng; điện kháng đồng 2,65 / pha; đấu sao; tải có cos = 0,8 trễ Tính : 1/ sức điện động pha máy phát 2/ phần trăm thay đổi điện áp Bài 6: Một động đồng ba pha cực ẩn 1270V, đấu tam giác, có điện kháng đồng 2,6 / pha, điện trở phần ứng không đáng kể, bỏ qua tổn hao, cơng suất vào 820 kW, ḍịng kích từ điều chỉnh cho sức điện động 1617 V Tính : 1/ Góc momen ( góc tạo U E ) 2/ Dòng điện dây 136 Bài 7: Một máy phát điện đồng ba pha cực ẩn công suất 40 kVA; điện áp 208V; bỏ qua điện trở phần ứng; điện kháng đồng 0,45 / pha; đấu sao; tải có cos = 0,8 trễ Tính : 1/ sức điện động pha máy phát 2/ phần trăm thay đổi điện áp Bài : Một máy phát điện đồng ba pha cực ẩn công suất 1500 kVA; điện áp 2300V; bỏ qua điện trở phần ứng; điện kháng đồng 1,95 / pha; đấu sao; tải có cos = 0,8 trễ Tính : 1/ sức điện động pha máy phát 2/ phần trăm thay đổi điện áp Bài : Một máy phát điện đồng ba pha cực ẩn công suất 500 kVA; điện áp 2400V; bỏ qua điện trở phần ứng; điện kháng đồng / pha; đấu sao; tải có cos = 0,866 trễ Tính : 1/ sức điện động pha máy phát 2/ phần trăm thay đổi điện áp Bài 10 : Một máy phát điện đồng ba pha cực ẩn công suất 1250 kVA; điện áp 4160V; 2p = 10; 50Hz; điện trở phần ứng 0,126 / pha; điện kháng đồng / pha; đấu sao; tải có cos = 0,8 trễ Tính : 1/ sức điện động pha máy phát 2/ phần trăm thay đổi điện áp Bài 11: Máy phát đồng cực từ ẩn ba pha Sđm = 20KVA, Uđm = 220V, cos = 0,85 Điện trở đầu cực không đáng kể, điện kháng đồng Xđb = 0,5 /pha Nối Y, điện áp kích từ 110VDC, dịng kích từ l 10A, PFe = 700W, Pma st, quạt gió… = 600W Xác định: 1/ Sức điện động pha dây quấn phần ứng 2/ Độ thay đổi điện áp % 3/ Hiệu suất máy phát chế độ định mức Bài 12: Máy phát điện đồng ba pha, Sđm = 110MVA, cosđm = 0,8, Uđm = 66KV,  = 90%, nối Y, f = 60Hz, nđm = 360v/ ph 1/ Số cực my pht 2/ Công suất máy phát cấp cho tải 3/ Tính dịng điện định mức máy phát 4/ Công suất cần cung cấp cho máy phát 5/ Moment cần cung cấp cho máy phát 137 Tài liệu cần tham khảo: [1]- Nguyễn Đức Sĩ, Công nghệ chế tạo Máy điện Máy biến áp, NXB Giáo dục 1995 [2]- Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu, Máy điện 1, NXB Khoa học Kỹ thuật 2001 [3]- Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu, Máy điện 2, NXB Khoa học Kỹ thuật 2001 [4]- Châu Ngọc Thạch, Hướng dẫn sử dụng sửa chữa Máy biến áp, Động điện, Máy phát điện công suất nhỏ, NXB Giáo dục 1994 [5]- Nguyễn Xn Phú, Nguyễn Cơng Hiền, Tính tốn cung cấp lựa chọn thiết bị, khí cụ điện, NXB Giáo dục 1998 [6]- Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh, Kỹ thuật điện, NXB Khoa học Kỹ thuật 1999 [7]- Nguyễn Trọng Thắng, Nguyễn Thế Kiệt, Tính tốn sửa chữa loại Máy điện quay Máy biến áp - tập 1, 2, NXB Giáo dục 1993 [8]- Nguyễn Trọng Thắng, Nguyễn Thế Kiệt Công nghệ chế tạo tính tốn sửa chữa Máy điện - tập 3, , NXB Giáo dục 1993 [9]- Minh Trí, Kỹ thuật quấn dây, NXB Đà Nẵng 2000 [10]- Nguyễn Xuân Phú, Tô Đằng, Quấn dây sử dụng Sửa chữa Động điện xoay chiều thông dụng, NXB Khoa học Kỹ thuật 1989 138 ... việc Nguyên lý máy phát điện động điện Tính thuận nghịch máy điện ▪ Máy điện có tính thuận nghịch, nghĩa làm việc chế độ máy phát điện động điện: 3.1 Chế độ máy phát điện: cho động sơ cấp tác dụng... vào động Hình biến thành công suất F = Fđtv trục động Điện biến đổi thành Ta nhận thấy thiết bị điện từ tùy theo lượng đưa vào mà máy điện làm việc chế độ động hay máy phát điện Mọi loại máy điện. .. GIỚI THIỆU Giáo trình Máy điện biên soạn dựa Chương trình khung Trình độ trung cấp nghề Điện công nghiệp Nội dung biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dể hiểu Các kiến thức toàn giáo trình có mối