Giáo trình Điện kỹ thuật (Nghề: Công nghệ ô tô - Trình độ: Cao đẳng) - Trường CĐ Cơ điện-Xây dựng và Nông lâm Trung bộ

Trang 1

1

Điện kỹ thuật : là một mảng kiến thức và kỹ năng không thể thiếu được đối với mỗi học sinh-

sinh viên Trong đó máy điện có mặt hầu hết các thiết bị của ơ tơ, trong sinh hoạt, sản xuất.Vì vậy đối với người thợ cũng như cán bộ quản lý kỹ thuật cần có kiến thức cơ bản về kết cấu nguyên lý làm việc cảu các loại máy biến áp, động cơ điện, máy phát điện … Từ đó đưa ra phương pháp vận hành sửa chữa hợp lý

Hơn nữa sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, máy điện nói riêng và thiết bị điện nói chung ngày càng cải tiến hiện đại, và phức tạp hơn, đa dạng hơn…Do đó khi biên soạn giáo trình này chúng tôi cân nhắc đến đặc điểm của ngành nghề, thời gian đào tạo Môn học điện kỹ thuật không chỉ trang bị cho học viên những kiến thức cơ bản về khái niệm, nguyên lý sản sinh ra sức điện động xoay chiều và dòng điện một chiều, phương pháp giải các bài toán một chiều, xoay chiều về kết cấu nguyên lý làm việc và kỹ năng vận hành sửa chữa các loại máy điện mà còn trang bị cho học viên các kiến thức về cấu tạo, nguyên lý của các loại khí cụ điện bảo vệ và điều khiển mạch điện

Môn học điện kỹ thuật được bố trí sau khi học xong các mơn học, mô đun: Giáo dục thể chất, cơ kỹ thuật, vật liệu cơ khí, vẽ kỹ thuật, ngoại ngữ, thực hành nguội cơ bản, kỹ thuật chung về ô tô

Là môn cơ sở nghề bắt buộc.

II.Mục tiêu mô đun:

Sau khi hồn tất mơ đun này, học viên có khả năng:

- Trình bày được ngun lý sản sinh ra sức điện động xoay chiều và dòng điện mọtt chiều - Giải được các bài toán về mạch điện có các thành phần điện trở, điện, cảm và điện dung (RLC) - Mô tả đúng thành phần cấu tạo và giải được các bài toán của dịng điện một chiều

- Mơ tả đúng cấu tạo và trình bày được nguyên lý là việc của MBA 1 pha, 3 pha

- Mô tả đúng thành phần cấu tạo và trình bày được nguyên lý làm việc của động cơ điện xoay chiều

không đồng bộ 3 pha và phương pháp đổi chiều quay

- Mô tả đúng thành phần cấu tạo và trình bày nguyên lý làm việc của động cơ điện xoay chiều

không đồng bộ 1 pha

- Mô tả đúng thành phần cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy điện một chiều

- Mô tả đúng thành phần cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ xuay chiều 3

pha dùng làm máy nạp điện ác quy trên ôtô

- Phân tích được những hiện tượng và nguyên nhân và biện pháp phòng tránh những hư hỏng đơn

giản của máy điện dùng trong phạm vi nghề công nghệ ôtô

III Nội dung môn học:

Số TT Tên chương, mục Thời gian Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra*

I Đại cương về mạch điện 10 9 1 0

II Máy phát điện 9 7 1 1

III Động cơ điện 9 7 1 1

Trang 2

2

Cộng: 45 37 5 3

VI.Tham gia biên soan:

Phamngocvan1963@gmail.com

CHƯƠNG I: ĐẠI CƯƠNG VỀ MẠCH ĐIỆN Bài 1: MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU Khái niệm chung Mạch điện và mơ hình

Mạch điện là một hệ gồm các thiết bị điện, điện tử ghép lại trong đó xảy ra các q trình truyền đạt, biến đổi năng lượng hay tín hiệu điện tử do bởi các đại lượng dòng điện hoặc điện áp.Mạch

điện được cấu trúc từ các phần riêng lẻ đủ nhỏ thực hiện các chức năng xác định gọi là “ các phần tử

mạch điện “ Có hai loại phần tử chính của mạch điện là: Phần tử nguồn và phần tử phụ tải

 Nguồn là phần tử dùng cung cấp năng lượng điện hoặc tín hiệu điện cho mạch.Vd: máy phát

điện (biến đổi cơ năng thành điện năng), ắc qui (biến đổi hoá năng thành điện năng) cảm biến nhiệt (biến đổi tín hiệu nhiệt thành tín hiệu điện)

 Tải là phần tử tiêu tán năng lượng điện (nhận năng lượng điện hay tín hiệu điện để biến thành

dạng năng lượng khác).Vd: động cơ điện, đèn điện (biến điện năng thành quang năng) bếp

điện …

Ngoài hai loại chính trên cịn có nhiều loại phần tử khác nhau như : phần tử dùng để nối nguồn với tải (dây nối , hay đường dây tải điện) phần tử dùng thay đổi áp và dòng trong các phần khác cuả mạch( máy biến áp , máy biến dịng)…

Trên mỗi phần tử thường có một số đầu nối ta gọi là các cực dùng để nối nó với cá phần tử khác

Là dịng chuyển dịch có hướng cuả các diện tích Lượng điện tích dịch chuyển qua một bề mặt nào đó (tiết diện ngang của dây dẫn , nếu là dòng điện chạy trong dây dẫn ) trong một đơn vị thời gian được gọi là cường độ dòng điện

Đơn vị cuả dòng điện là ampere (A)

Dòng điện trong một nhánh của mạch điện được xác định bởi chiều (kí hiệu) và độ lớn (giá trị đại số)

Chiều dòng điện được định nghiã là chiều chuyển động của các điện tích dương Để tiện lợi người ta chọn tuỳ ý một chiều nào đó và kí hiệu bằng mũi tên và gọi là chiều dương cuả dịng điện khi đó tại một thời điểm nào đó chiều dịng điện trùng với chiều dương thì I sẽ mang dấu dương ( I > 0 ) còn nếu

Trang 3

3

như chiều dịng điện ngược với chiều dương thì I sẽ âm ( I < 0 )

Các dòng điện ở mỗi nhánh khác nhau ta phải ký hiệu bằng các ký hiệu khác nhau

Ví dụ:

Trên ba nhánh của mạch điện ta ký hiệu ba dòng điện khác nhau I1, I2 , I3

Nếu ta đổi giá trị độ lớn của dòng điện đi qua một phần tử trong một mạch điện từ âm sang dương, đồng thời đổi ln ký hiệu của dịng điện trong nhánh đó ta được mạch điện khơng đổi

Ví dụ hai mạch điện sau đây (Hình 1-6) là tương đương Hiện tượng biến đổi năng lượng có thể chia thành hai loại:

 Nguồn :( Phần tử cung cấp công suất)

Là hiện tượng biến đổi từ các dạng năng lượng khác như cơ năng, hoá năng, nhiệt năng … thành năng lượng điện từ

Một phần tử gọi là nguồn cung cấp cơng suất nếu dịng điện đi ra từ cực dương và đi vào cực âm ở hai đầu phần tử đó

 Tải (Phần tử tiêu thụ công suất)

Là Phần tử biến đổi năng lượng điện từ thành các dạng năng lượng khác như cơ, nhiệt, quang, hoá năng … năng lượng tiêu tán đi khơng hồn trở lại

trong mạch

Một phần tử gọi là tải nếu dòng điện đi vào từ cực dương và đi ra từ cực âm của phần tử đó

Ac quy1: nguồn (phần tử cung cấp công suất) Ac quy 2: tải (phần tử tiêu thụ công suất)

- Hiện tượng tích phóng năng lượng điện từ:

Là hiện tượng năng lượng điện từ được tích trong một vùng khơng gian có tồn tại trường điện từ hoặc đưa từ vùng đó trả lại bên ngồi

- Hiện tượng tích phóng năng lượng điện từ bao gồm hiện tượng tích phóng năng lượng trong trường từ và hiện tượng tích phóng năng lượng trong trường điện

 Trong cuộn dây :

Hiện tượng xảy ra chủ yếu là hiện tượng tích phóng năng lượng trường từ Ngồi ra dịng điện dẫn cũng gây ra tổn hao nhiệt trong dây dẫn của cuộn dây nên trong cuộn dây cũng xảy ra hiện tượng tiêu tán (trong cuộn dây cũng xảy ra hiện tượng tích phóng năng lượng trường điện nhưng thường rất yếu và có thể bỏ qua)

 Trong tụ điện :

Hình 1-5

Hình 1-6

Trang 4

4 biến điện năng thành nhiệt năng

 Trong điện trở :

Trong điện trở thực hiện tượng chủ yếu xảy ra hiện là hiện tượng tiêu tán (tải) Nó biến đổi năng lượng trường điện từ thành nhiệt năng

Các đại lượng đặc trưng

Mơ hình mạch điện dùng trong lý thuyết mạch được xây dựng từ các phân tử mạch lý tưởng sau  Phần tử điện trở (R) là phần tử đặc trưng cho sự tiêu tán năng lượng (tải)

Quan hệ giữa dòng điện và điện áp trên hai cực của điện trở có dạng u=R.i

 Phần tử điện cảm (L) là phần tử đặc trưng cho sự phóng thích năng

lượng trường từ Quan hệ giữa dòng điện và điện áp trên hai cực của điện cảm có dạng: dtdiLu

 Phần tử điện dung (C) là phần tử đặc trưng cho sự phóng thích năng

lượng trường điện Quan hệ giữa dòng điện và điện áp trên hai cực của điện dung có dạng: dtduCi

 Phần tử nguồn là phần tư cung cấp cơng suất Phần tử nguồn có hai loại Phần tử nguồn áp:

 Nguồn áp độc lập

e(t)

Dòng điện i(t) phụ thuộc vào tải mắc vào hai đầu nguồn áp và đi ra từ cực dương của nguồn

 Nguồn áp phụ thuộc

+ Nguồn áp phụ thuộc áp (VCVS) (voltage controlled voltage source)

Là phần tử nguồn áp mà giá trị của nó phụ thuộc vào điện áp của một phần tử nào đó bất kỳ trong mạch

+ Nguồn áp phụ thuộc dòng

(VCCS) (voltage controlled currunt source) +

Trang 5

5

Phần tử nguồn dòng:

 Nguồn dòng độc lập

Điện áp u(t) phụ thuộc vào tải mắc vào hai đầu nguồn dòng

 Nguồn dòng phụ thuộc

+ Nguồn dòng phụ thuộc áp

(CCCS) (currunt controlled voltage source)

Là phần tử nguồn dịng mà giá trị của nó phụ thuộc vào điện áp của một phần tử nào đó bất kỳ trong mạch

+ Nguồn dòng phụ thuộc dòng

(CCVS) (currunt controlled currunt source)

Là phần tử nguồn dòng mà giá trị của nó phụ thuộc vào dịng điện qua một phần tử nào đó bất kỳ trong mạch

Các định luật cơ bản của mạch điện

Định luật Ôm và các đại lượng đặc trưng

Định luật Ohm:

a Định luật Ohm cho một đoạn mạch

Định luật ôm nêu lên mối quan hệ giữa dòng điện qua đoạn mạch và điện áp giữa hai đầu đoạn mạch đó

Giá sử áp U đặt vào hai đầu đoạn mạch (vật dẫn) chiều dài l, nó sẽ tạo ra điện trường đều có cường độ là:

 =

lU

Dưới tác dụng của điện trường, các phân tử dẫn điện sẽ di chuyển tạo thành dịng điện Điện trường càng mạnh thì mật độ dòng điện càng lớn, tức mật độ dòng điện tỷ lệ với cường độ điện trường

 = . Trong đó:

 - mật độ dòng điện

 - điện dẫn suất Điện dẫn suất càng lớn, vật liệu dẫn điện càng tốt Thay giá trị của  và  vào ta có:

SI = lU Rút ra: I = lSU = g.U I(t)=j(t)=const

U(t) không phụ thuộc vào j(t)

Trang 6

6

l

Vậy: dòng điện qua một đoạn mạch tỷ lệ với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch và với điện dẫn

của đoạn mạch đó

Nghịch đảo của điện dẫn gọi là điện trở, ký hiệu r :

r = g1 = Sl1 = Sl

Trong đó, (rơ) – là điện trở suất của vật liệu  =



1Từ đó, ta có dạng khác của định luật Ôm :

I =

rU

Và được phát biểu như sau: dòng điện qua một đoạn mạch tỷ lệ với điện áp hai đầu đoạn

mạch, tỷ lệ nghịch với điện trở của đoạn mạch

Định luật Ohm cho toàn mạch

Tổng quát , xét mạch điện như hình vẽ

Áp dụng định luật Ơm cho từng đoạn mạch ta có: - Sụt áp trên phụ tải: U = I.Rt

- Sụt áp trên đường dây: Ud = I.rd

- Sụt áp trên điện trở trong của nguồn: Uo = I.ro Từ phương trình cân bằng s.đ.đ (bài 3), ta có: E = U + Ud + Uro = I.(Rt + rd + ro)

Suy ra: I =  dot rrRERETrong đó , E =  U

Ta có định luật Ơm cho tồn mạch: ”Dịng điện trong mạch tỉ lệ với sức điện động của nguồn và tỉ lệ

nghịch với điện trở toàn mạch”

Các đại lượng đặc trưng Dòng điện:

- Dòng điện i có trị số bằng tốc độ biến thiên của điện lượng Q qua tiết diện ngang của vật dẫn i =

dtdQ

(A)

- Người ta quy ước chiều dòng điện chạy trong vật dẫn ngược với chiều chuyển động của điện từ

Điện áp:

- Tại mỗi điểm trong mạch điện có một điện thế  Hiệu điện thế giữa hai điểm gọi là điện áp U (đơn vị là V)

- Điện áp giữa 2 điểm A và B là: UAB = A - B

- Chiều điện áp quy ước là chiều từ điểm có điện thế cao đến điểm có điện thế thấp

Trang 7

7 - Cơng suất của mạch ngồi là: P = U.I

Đơn vị là oát, (W, kW)

Các định nghiã cơ bản của một mạch điện:

Nhánh: là phần tử hai cực bất kì hoặc là các phần tử hai cực nối tiếp với nhau trên đó có cùng dịng điện chạy

Nút (đỉnh): là biên của nhánh, điểm chung của nhánh

Vòng: sơ đồ mạch đặt đủ các nhánh tạo thành một đường khép kín

Mắt lưới: chỉ áp dụng cho mạch phẳng là vịng mà khơng chứa vịng nào bên trong

Mạch phẳng: là mạch mà có thể vẽ lên trên một mặt phẳng sao cho khơng có nhánh nào c81t nhau

Trong bài toán lý thuyết mạch để xét một mạch điện tổng quát ta xét mạch điện có: một mạch phẳng n nhánh, d nút thì số mắt lưới: m = n- d + 1

Định luật Kirchhoff 1:

(còn gọi là định luật Kirchhoff về dòng điện )

“Tổng đại số các dòng điện chảy vào hoặc ra một nút hoặc một mặt cắt tuỳ ý thì ln ln bằng khơng “ KnKI1Quy ước:

Chiều dòng điện chảy vào là: dương Chiều dòng điện chảy ra là: âm Cho ví dụ:

Theo định luật kirchhoff 1 ta có thể viết được tổng các dịng điện tại một nút hoặc một mặt cắt S bao quanh mắc lưới như sau

I1 – I2 + I3 =0 (Theo giá trị thực) K1 : cho nút a : I1 – I4 – I5 =0 (1) K1 : cho nút b: I4– I2– I6= 0 (2) K1 : cho nút c: I3+I6+I5 = 0 (3)

K1 : cho mạch kín S bao 3 nút : (1) + (2) + (3) : I1 – I2 + I3 = 0

Định luật Kirchhoff 2:

( còn gọi là định luật Kirchhoff về điện áp )

“ Tổng đại số các điện áp của tất cả các phần tử thuộc một vịng kính thì bằng khơng “

0)/

(

 uk

* Định luật Kirchhoff viết cho một vòng:

Trang 8

8 Vd: Vẽ hình và phân tích:

Chiều dương của vòng là chiều tuỳ ý do chúng ta chọn: (Nhưng trên thực tế nên chọn chiều dương của vòng cùng chiều quay với kim đồng hồ, để sau này chúng ta khơng nhầm lẫn)

Từ ví dụ trên ta viết định luật kirchhoff 2 ta được: U1 – E1 – U2 – U3 – U4 = 0 (1)

Trong đó theo định luật omh ta có: U1 = r1 I 1 U2 = - r2 I2 dttdiLUDTTICUdttdUCI)()(1)(44433333 Suy ra: 01  KKKKKKKVONGEdtICdtdILIrDấu ± trước lk:

(+) : chiều dương của dòng điện trùng với chiều dương của vòng (-) : chiều dương cuả dòng điện ngược với chiều dương cuả vòng

0)()(1144332211   EdttdiLdtticIrIr

* Định luật Kirchhoff viết theo điện áp giữa hai nút:

“ Điện áp Uij giữa hai nút i và j thì bằng tổng đại số các điện áp của tất cả các phần tử trên một đường tuỳ ý đi từ điểm I tới điểm j “

dttiCIrUUUij .1 3()32232 dttdiLIrEEUUUij  1 4 1  1 1 1 4 4()  KKKKKKKij IdtECdtdiLirU1

(+) : Chiều dương của dòng điện trùng với chiều dương của vòng

(-) : Chiều dương của dòng điện ngược với chiều dương của vịng

Tính độc lập và phương trình tuyến tính của các phương trình K1 và K2

Tính độc lập và tuyến tính của Kirchhoff 1: Định lí:

Trang 9

9 K1 : Cho nút (1) : I1 – I2 – I3 = 0 (1) K1 : Cho nút (2) :-I1 – I4 –I6 = 0 (2) K1 : Cho nút (3) : I3 + I6 + I5 = 0 (3) K1 : Cho nút (4) : I2 + I4 – I5 = 0 (4)

Ta nhận thấy trong 4 phương trình trên sẽ có một phương trình được suy ra từ 3 phương trình cịn lại Có nghiã là khi ta viết phương trình cho các nút thì chú ý rằng định luật Kirchhoff 1 có tình độc lập tuyến tính và ta nhận thấy khi mạch có d nút thì chỉ có thể viết được d- 1 phương trình K1 độc lập tuyến tính cịn các phương trình cịn lại chỉ là phụ thuộc tuyến tính

Tính độc lập và tuyến tính của định luật kirchhoff2 viết cho một vịng Định lí:

Mạch có n nhánh, d nút thì có thể viết ( n – d + 1) phương trình K2 độc lập tuyến tính Cácphương trình cịn lại có thể suy ra từ ( n- d + 1) phương trình trên

Vd: cho mạch điện như hình:

Mắc lưới (I) : -E1 + R1.I1 + R3.I3 – R6.I6 = 0

Mắc lưới ( II ) : E2 + R2.I2 – R3.I3 + R5.I5 = 0 Mắc lưới ( III ) : -R4.I4 – R5.I5 + R6.I6 = 0 Mắc lưới ( IV ) : -E1 + R1.I1 – R6.I6 +E2 + R2.I2 + R5.I = 0

Phương pháp dòng điện nhánh để phân tách mạch:

Để tìm được các dịng điện trên các nhánh cuả một mạch điện ta cần thiết lập kột hệ phương trình có chưá các dịng điện nhánh , nên phương pháp này người ta gọi là phương pháp dòng điện nhánh Để thiết lập một hệ phương trình dịng điện nhánh ta cần viết một sơý phương trình sau :

Viết ( d – 1 ) phương trình K1 Viết ( n – 1 + d) phương trình K2

Từ hệ phương trình trên có n ẩn số và n phương trình Ta giải hệ n phương trình và tìm được n dòng điện nhánh

Vd1:

Cho ví dụ như hình vẽ : có các thơng số E1 = 70V , E2 = 45V , R1 = 10Ω , R2 = 30Ω , R3 = 15Ω

a_ Tìm cá dịng điện trong các nhánh

b_ Nghiệm lại sự cân bằng công suất trong mạch

Bài giải:

a_ Tìm các dịng điện trong các nhánh

Bước 1:

Trang 10

10 Viết phương trình K1 cho nút thứ 1 :

I1 – I2 + I3 = 0 (1) Viết phương trình K2 cho mắt lưới (vòng 1):

-E1 + U1 – U3 + E2 = 0

 -70 + 10I1 – 15I3 +45 = 0 (2) Viết phương trình K2 cho mắt lưới (vòng II):

U3 + U2 – E2 = 0  15I3 +30I2 – 45 = 0 (3) Bước 3: Từ n phương trình ta tìm các ẩn số: Từ 3 phương trình trên ta có: I1 – I2 + I3 = 0 (1) -70 + 10I1 -15I3 + 45 = 0 (2) 15I3 + 30I2 – 45 = 0 (3)  I1 = 2 (A)  I2 = 5/3 (A)  I3 = - 1/3 (A)

b Nghiệm lại sự cân bằng cơng suất trong mạch: Tìm tổng công suất nguồn phát:

Pphát = E1 I1 + E2 I3

 70 x 2 + 45 x (-1/3) = 125 (W)  Pphát = 125 (W)

Tìm tổng cơng suất tải tiêu thụ :

Ptiêu thụ = r1 I12

Như vậy công suất tiêu htụ và công suất của nguồn phát ra cân bằng

Chú ý : Trong khi giải một bài toán lý thuyết mạch xong , ta nhận được kết quả thì có thể kiểm tra được kết quả đúng hay sai bằng cách tính tổng cơng suất của nguồn phát và tổng cơng suất của tải tiêu thụ xem có cân bằng hay khơng Nếu như khơng cân bằng thì kết quả nhận được khơng đúng, cịn nếu như cơng suất cân bằng thì kết quả nhận được là đúng

MỘT SỐ VÍ DỤ VÀ BÀI TẬP

Ví dụ 1: tìm cơng suất cung cấp và cơng suất tiêu thụ của mạch sau Giải:

Phần tử 1 cung cấp công suất P1 = 5x2 = 10w

Phần tử 2 tiêu thụ công suất P2 = U2 x I2 =2 x 2 =4w Phần tử 3 tiêu thụ công suất P3 = U3 x I3 =3 x 2 =6w

Trang 11

11 Phần tử 1 tiêu thụ công suất

P1 = 5x2 = 10w

Phần tử 2 cung cấp công suất P2 = U2 x I2 =2 x 2 =4w Phần tử 3 cung cấp công suất P3 = U3 x I3 =3 x 2 =6w

Kiêm tra lại nguyên lý cân bằng công suất P1 = P2 + P3

Ví dụ 3: Tìm áp trên các điện trở (mạch phân áp) Giải:

Ap dụng định luật K2 và định luật ôm

UR1 + UR2 - U =0 02.1   IRIRU URRI.(12)212.2.211.1.2121RRRURIURRRURIURRUIRR

Kết luận: nguồn điện áp U bị chia trên hai điện trở R1 và R2 theo các điện áp tỷ lệ thuận với giá trị điện trở

Ví dụ 4: Cầu phân dịng

Tìm I1 , I2 khi biết I

Giải:

Trang 12

12 Ví dụ 5 Dùng định luật KCL để tìm VR2 và Vx Ta viết pt k2 cho mạch vòng bên trái 4 - 36 + VR2 = 0 Suy ra VR2 = 32 v

Cuối cùng để tính giá trị Vx ta thường nghĩ rằng,Vx sẻ bằng tổng các điện áp rơi trên 3 phần tử phía bên phải, điều đó khiến ta khơng tìm ra được kết quả Nhưng thật là đơn giản nếu chúng ta sử dụng K2 cho những phần tử phía bên trái và qua a đến Vx tới b

4 – 36 -+12 + 14 + Vx = 0 Suy ra

Vx = 6 v

Nếu ta đã biết VR2 chúng ta có mạch vịng ngắn hơn qua R2 - 32 + 12 + 14 + Vx = 0

Ta cũng suy ra được Vx = 6 v

BÀI 2: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1.1 Định nghĩa và sự sản sinh ra sức điện động xoay chiều hình sin

1 Định nghĩa

- Dòng điện xoay chiều là dòng điện thay đổi cả chiều và trị số theo thời gian

- Dòng điện xoay chiều biến thiên theo quy luật hình sin theo thời gian gọi là dòng điện xoay chiều hình sin

2 Nguyên lý tạo ra sức điện động xoay chiều hình sin

Trang 13

13 + Hệ thống cực từ gọi là (phần cảm)- đứng yên (stator)

+ Một bộ dây gọi là (phần ứng) đặt trên lõi thép chuyển động quay cắt từ trường nên gọi là (phần quay-rôto)

+ Hệ thống cực từ : Cực bắc –N ; cực nam –S được chế tạo sao cho trị số từ cảm B phân bố đều trên mặt cực giữa khe hở của roto và stator ( gọi là khe hở khơng khí) biến thiên theo qui luật hình sin + Phần ứng gồm khung dây ,trục OO’ trục trung tính có trị số từ cảm B=0

+ Khi khung dây lệch với trục OO’ một góc , ta có : B= Bmsin

Bm là trị số cực đại của từ cảm

- góc giữa mặt phẳng trung tính và mặt phẳng khung dây

- Khi máy phát điện làm việc roto mang khung dây quay với tốc độ (rad/s) mỗi khung dây nằm trên mặt rôto sẽ quay với tốc độ vo theo phương vng góc với đường sức cảm ứng ra một sức điện động cảm ứng :

ed= Blv=Bmlvsint →ev = 2 Bmlvsint + Khi khung dây có w vòng :

e= W.ev = 2 Bmlwv sint = Emsint

(Em=2BmlvW) là biên độ của s.đ.đ

Trang 14

14 f= .()60p nhzTrong đó : p- số đôi cực từ n- tốc độ rôto

3 Các đại lượng đặc trưng cho dịng điện xoay chiều hình sin

Trị số của một lượng hình sin (lượng hình sin này là dòng điện, điện áp hay sức điện động) ở một thời điểm t nào đĩ gọi là trị số tức thời và được biểu diễn bằng biểu thức:

Dòng điện tức thời: = Imax.sin(t + i) (A) Điện áp tức thời: u = Umax.sin(t + u) (V) Sđđ tức thời: e = Emax.sin(t + e) (V)

Trong đó:

* i, u, e : là trị số tức thời của dòng điện , điện áp

* Imax, Umax, Emax: là trị số cực đại (hay biên độ) của dòng điện, điện áp

* (t + i), (t + u) , (t + e) : l à gó c p h a ( h a y p h a ) c ủ a dòng điện, điện áp, sđđ Pha

xác định trị số và chiều của dòng điện, điện áp, sđđ ở thời điểm t

* i, u, e : là pha đầu của dòng điện, điện áp, sđđ Pha đầu là pha ở thời điểm t = 0 Phụ thuộc vào việc chọn tọa độ thời gian, pha đầu có thể bằng 0, âm hoặc dương

Ví dụ : Hinh vẽ trên cho các trường hợp u > 0 và i < 0

* : là tần số góc của dịng điện hình sin, đơn vị của  là rad/s

* T : l Chu kỳ của lượng hình sin, là khoảng thời gian ngắn nhất để lượng hình sin lặp lại trị số và

chiều biến thiên, nghĩa là trong khoảng thời gian T, góc pha đã biến thiên một lượng là :

T = 2 (rad)

* f : được gọi l Tần số của dòng điện hình sin L Số chu kỳ lượng hình sin thực hiện được trong một

Trang 15

15 f = 50 Hz,  = 250 = 100 = 314 rad/s

* Góc lệch pha : Do đặc tính của các thơng số mạch, các đại lượng dịng và áp thường có sự lệch pha

nhau Góc lệch pha giữa các đại lượng là hiệu pha đầu của chúng, ký hiệu là  :  =

u - i

Đơn vị của  l rad hay độ

Góc  phụ thuộc vào các thông số mạch :

Nếu biểu thức tức thời của điện áp là : u = Umax.sint (V), thì biểu thức tức thời của dòng điện là : i = Imax.sin(t - ) (A)

Hình a :  > 0 điện áp vượt pha trước dòng điện Hình b :  < 0 điện áp chậm pha sau dòng điện Hình c :  = 0 điện áp và dịng điện đồng pha

* Trị số hiệu dụng

Tác dụng nhiệt của dịng điện tỉ lệ với bình phương dịng điện Vì vậy, đối với dịng điện biến đổi chu kỳ, để tính các tác dụng, cần tính trị số trung bình bình phương dịng điện trong một chu kỳ Ví dụ, khi tính cơng suất tác dụng P của dịng điện qua điện trở R, ta phải tính trị số trung bình cơng suất điện trở tiêu thụ trong thời gian một chu ky T Công suất tác dụng được tính như sau :

P = T1.T02dt.i.R = R.T1.T02dt.i = R.I2Trong đó : I = T02dt.i.T1

Trị số I tính theo biểu thức trên được gọi là trị số hiệu dụng của dòng điện biến đổi i Nó được dùng để đánh giá, tính tốn hiệu quả tác động của dòng điện biến thiên theo chu kỳ

Đối với dịng điện xoay chiều hình sin, ta thay i = Imax.sint vào biểu thức I, sau khi lấy tích phân, ta được quan hệ giữa trị số hiệu dụng I và trị số cực đại Imax của dòng điện xoay chiều i là :

I = 2Imax

Trang 16

16

Từ đó ta suy ra : Imax = I 2 và Umax = U 2

Vậy , biểu thức trị số tức thời của dòng và áp viết theo trị số hiệu dụng có dạng i = I 2.sin(t + i) (A) và u = U 2.sin((t + u) (V)

Trị số hiệu dụng được dùng rất nhiều trong thực tế Ví dụ, khi nói trị số dịng điện 10 A, điện áp 220 V, ta hiểu đó là trị số hiệu dụng của chúng Các số ghi trên các dụng cụ và thiết bị thường là trị số hiệu dụng Trị số hiệu dụng cũng được dùng trong các cơng thức tính và đồ thị vectơ

Trị số hiệu dụng viết bằng chữ in hoa: I, U, E, P

4 Biểu diễn các đại lượng xoay chiều bằng đồ thị vec tơ

Ở các phần trên, ta đã biểu diễn dòng điện hình sin bằng biểu thức tức thời, hoặc bằng đường cong trị số tức thời Việc biểu diễn như vậy không thuận tiện khi cần so sánh hoặc làm các phép tính cộng, trừ dịng điện, điện áp

Từ toán học ta đã biết việc cộng, trừ các đại lượng hình sin cùng tần số tương ứng với việc cộng, trừ các vectơ biểu diễn chúng trên đồ thị Vì vậy trong kỹ thuật điện thường hay biểu diễn các đại lượng hình sin bằng vectơ có độ lớn ( môđun ) bằng trị số hiệu dụng và góc tạo với trục Ox bằng pha đầu của các đại lượng ấy Bằng cách biểu diễn đó, mỗi đại lượng hình sin được biểu diễn bằng một vectơ, và ngược lại mỗi vectơ biểu diễn một đại lượng hình sin tương ứng

Ví dụ: Hình a sau đây vẽ các vectơ ứng với góc pha  > 0 và  < 0 Hình b sau đây vẽ vectơ dòng điện I

biểu diễn dòng điện = 10 2.sin(t + 20o) , và vectơ điện áp U

biểu diễn điện áp u = 20 2.sin(t – 45o)

Sau khi đã biểu diễn các đại lượng dòng điện và điện áp bằng vectơ, hai định luật Kiếchốp sẽ được viết dưới dạng sau :

Định luật Kiếchốp 1: I = 0 Định luật Kiếchốp 2: U

Trang 17

17

Bài 3: TÍNH CHẤT CỦA MẠCH XOAY CHIỀU MỘT PHA 1 Mạch xoay chiều thuần điện trở(R)

Khi có dịng điện i = Imax.sint qua điện trở R, điện áp trên điện trở sẽ là: uR = R.i = R.Imax.sint = URmax.sint

Trong đó: URmax = R.Imax  UR =

2URmax

= R.I

Vậy , quan hệ giữa trị số hiệu dụng của dòng và áp là : UR = R.I hoặc I = RUR

Dịng điện và điện áp có cùng tần số và trùng pha nhau

Đồ thị vectơ dịng điện và điện áp:

Cơng suất tức thời của điện trở là:

pR(t) = uR.i = Umax.Imax.sin2t = UR.I.(1 – cos2t)

Từ hình vẽ các đường cong uR, i và pR ở trên , ta thấy pR luôn luôn  0 , nghĩa là điện trở liên tục tiêu thụ điện năng của nguồn và biến đổi sang dạng năng lượng khác

Vì cơng suất tức thời khơng có ý nghĩa thực tiễn , nên người ta đưa ra khái niệm công suất tác dụng P , là trị số trung bình của cơng suất tức thời pR trong một chu kỳ : P = T0R(t).dtp.T1 = T 0R.I(1cos2t).dtU.T1

Sau khi lấy tích phân, ta có : P = UR.I = R.I2

Đơn vị của công suất tác dụng là W (t) hoặc KW (Kilơốt ) = 103 W

2 Mạch xoay chiều thuần điện cảm (L)

Trang 18

18 Trong đó : ULmax = .L.Imax = XL.Imax  UL =

2ULmax

= XL.I

XL = .L có thứ nguyên của điện trở, đo bằng  , gọi là cảm kháng Từ đó rút ra quan hệ giữa trị số hiệu dụng của dòng và áp là:

UL = XL.I hoặc I = LLXU

Dịng điện và điện áp có cùng tần số nhưng lệch pha nhau một góc /2 Dịng điện chậm pha sau điện áp một góc /2

Đồ thị vectơ dịng điện và điện áp

Cơng suất tức thời của điện cảm:

pL(t) = uL.i = ULmax.Imax.sin(t + 2).sin = 2I.ULmax max.sin2t = UL.I.sin2t Từ hình vẽ các đường cong uL, i và pL

ở trên , ta thấy có hiện tượng trao đổi năng lượng Trong khoảng t = 0 đến t = /2, công suất pL(t) > 0 , điện cảm nhận năng lượng và tích lũy trong từ trường Trong khoảng tiếp theo t = /2 đến t = , công suất pL(t) < 0 , năng lượng tích lũy trả lại cho nguồn và mạch ngồi Q trình cứ tiếp diễn tương tự Vì thế trị số trung bình của công suất pL(t) trong một chu kỳ sẽ bằng 0

 Công suất tác dụng của điện cảm

bằng 0 : PL = T1 p(t).dtT0L = 0

Để biểu thị cường độ quá trình trao đổi năng lượng của điện cảm, người ta đưa ra khái niệm công suất phản kháng QL của điện cảm QL được đo bằng biên độ của công suất tức thời pL(t) :

QL = UL.I = XL.I2

Đơn vị của công suất phản kháng là VAR hoặc KVAR = 103 VAR

3 Mạch xoay chiều thuần điện dung (C)

Trang 19

19 XC =

C.1

 có thứ nguyên của điện trở , đo bằng  , gọi là dung kháng

Từ đó rút ra quan hệ giữa trị số hiệu dụng của dóng điện và điện áp là : UC = XC.I hoặc I =

CCXU

Dòng điện và điện áp có cùng tần số song lệch pha nhau một góc /2 Dịng điện vượt pha trước điện áp một góc /2

Đồ thị vectơ dịng điện và điện áp như hình bên

Cơng suất tức thời của điện dung:

pC(t) = uC.i = UCmax.Imax.sin(t - 2).sint = - 2I.UCmax max.sin2t = - UC.I.sin2t Từ hình vẽ các đường cong uC, i và pC ở hình bên, ta thấy có hiện tượng trao đổi năng lượng giữa điện dung với phần mạch cịn lại Cơng suất tác dụng điện dung tiêu thụ:

PC = T1.T0C(t).dtp = 0

Để biểu thị cường độ quá trình trao đổi năng lượng của điện dung, người ta đưa ra khái niệm công suất phản kháng QC của điện dung QC được đo bằng biên độ của công suất tức thời pC(t) :

QC = - UC.I = - XC.I2

Đơn vị của công suất phản kháng là VAR hoặc KVAR = 103 V

.4 Mạch RLC nối tiếp

Khi có dịng điện i = Imax.sint qua nhánh R-L-C nối tiếp, sẽ gây ra những điện áp uR , uL , uC trên các phần tử R , L , C :

Trang 20

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.20

Như đã xét ở các phần trước, các đại lượng dịng và áp đều biến thiên hình sin với cùng tần số, do đó có thể biểu diễn trên cùng một đồ thị vectơ Dòng điện i chung cho các phần tử, vì thế trước hết ta vẽ vectơ dịng điện I

, sau đó dựa vào các kết luận về góc lệch pha , vẽ các vectơ điện áp trên điện trở UR

, điện áp trên điện cảm UL

, điện áp trên điện dung UC : Điện áp nguồn: U = UR + UL + UC

Từ đồ thị vectơ ta tính được trị số hiệu dụng của điện áp nguồn:

U = U2R(ULUC)2 = (I.R)2(I.XLI.XC)2 = I R2(XLXC)2 = I.Z Trong đó : Z = 2CL2)XX(R

Z có thứ nguyên là , gọi là tổng trở của nhánh R-L-C nối tiếp

Đặt : X = XL - XC

X được gọi là điện kháng của nhánh  Z = R2(XLXC)2 = R2X2

Từ đó ta thấy điện trở R , điện kháng X và tổng trở Z là 3 cạnh của một tam giác vng , trong đó cạnh huyền là Z , cịn hai cạnh góc vng là R và X

Tam giác trên được gọi là tam giác tổng trở , nó giúp ta dễ dàng nhớ các quan hệ giữa các thông số R , X , Z và tính góc lệch pha  giữa dòng điện i và điện u ở hai đầu nhánh Nghiên cứu nhánh R-L-C nối tiếp ta rút ra :

Quan hệ giữa trị số hiệu dụng dòng và áp trên nhánh R-L-C nối tiếp là : U = I.Z hoặc I =

ZU

Điện áp lệch pha với dịng điện một góc  = u - i được tính như sau : tg = RCLUUU = R.I)XX.(I L C = RXXL C = RX

 Nếu XL – XC = 0, góc  = 0 , dòng điện đồng pha với điện áp , lúc này ta có hiện tượng cộng hưởng điện áp , dòng điện trong nhánh khi có cộng hưởng là

I = RU

Trang 21

 Nếu XL – XC > 0, góc  > 0, nhánh có tính điện cảm, dịng điện chậm pha sau điện áp một góc 

 Nếu XL – XC < 0, góc  < 0, nhánh có tính điện dung, dịng điện vượt pha trước điện áp một góc 

5 Cơng suất trong mạch xoay chiều hình sin

Xét trường hợp tổng quát, mạch điện chỉ có một nhánh, một phần tử, một thiết bị, hoặc gồm nhiều nhánh có các thơng số R, L, C

Khi biết dòng điện I , điện áp U , góc lệch pha  giữa điện áp và dòng điện ở đầu vào , hoặc biết các thông số R , L , C của các nhánh , ta tính cơng suất như sau :

Đối với dịng điện xoay chiều, có 3 loại cơng suất phải tính:

Cơng suất tác dụng P

Công suất tác dụng P là công suất trung bình trong một chu kỳ:

P = T1.T0dt).t(p = T1.T0dt.i.u

Thay giá trị của u và i vào, ta có: P = T1 U2.sint.I2.sin(t).dtT0Sau khi lấy tích phân ta có: P = U.I.cos

Cơng suất tác dụng P có thể được tính bằng tổng công suất tác dụng trên các điện trở của các nhánh của mạch điện:

P = Rn.In2

Trong đó: Rn , In lần lượt là điện trở , dòng điện của mỗi nhánh

Công suất tác dụng P đặc trưng cho hiện tượng biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác điện

Công suất phản kháng Q

Để đặc trưng cho cường độ quá trình trao đổi năng lượng điện từ trường, trong tính tốn, người ta đưa ra khái niệm công suất phản kháng Q:

Q = U.I.sin

Công suất phản kháng có thể được tính bằng tổng cơng suất phản kháng của điện cảm và điện dung của mạch điện:

Q = QL + QC = XLn.In2 - XCn.In2

Trong đó: XLn , Xcn , In lần lượt là cảm kháng , dung kháng , dòng điện của mỗi nhánh

Cơng suất biểu kiến S

Ngồi cơng suất tác dụng P, công suất phản kháng Q, người ta cịn đưa ra khái niệm cơng suất biểu kiến S , được định nghĩa là :

S = U.I = P2Q2

Trang 22

So sánh biểu thức của P và S, ta thấy cực đại của công suất tác dụng P, tức khi cos = 1, bằng cơng suất biểu kiến S Vậy, S nói lên khả năng của thiết bị Trên biển máy của các máy phát điện, máy biến áp, người ta ghi công suất biểu kiến định mức của chúng

Quan hệ giữa S , P , Q được mô tả bằng một tam giác vuông , gọi là tam giác cơng suất Trong đó S là cạnh huyền , P và Q là hai cạnh góc vng

Tam giác công suất giúp ta dễ nhớ các quan hệ giữa S , P , Q và  Ví dụ: P = S.cos ; Q = S.sin ; tg = Q/P

P , Q , S có cùng thứ nguyên , song để phân biệt , người ta cho các đơn vị khác nhau Đơn vị của P là W ; của Q là VAR ; và của S là VA

Bài 4: Ý NGHĨA VÀ CÁCH NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 1 Khái niệm, ý nghĩa

Trong biểu thức P = U.I.cos , cos được gọi là hệ số công suất Hệ số cos là chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng, nó có ý nhgĩa rất lớn về kinh tế

Nâng cao hệ số cos sẽ tăng được khả năng sử dụng công suất nguồn Ví dụ, một máy phát điện có Sđm = 10000 KVA, nếu cos = 0,7, công suất định mức phát ra là :

Pđm = Sđm.cos = 100000,7 = 7000 KW

Nếu nâng cos = 0,9, Pđm = 100000,9 = 9000 KW Như vậy, rõ ràng là sử dụng thiết bị có lợi hơn rất nhiều

Mặt khác, nếu cần một công suất P nhất định trên đường dây một pha, thì dịng điện chạy trên đường dây là : I = cos.UP

Nếu cos lớn thì I sẽ nhỏ, dẫn đến tiết diện dây nhỏ hơn, và tổn hao điện năng trên đường dây sẽ bé

2 Các biện pháp nâng cao

Trong sinh hoạt và trong công nghiệp, tải thường có tính chất điện cảm nên cos thấp Để nâng cao cos ta dùng tụ điện nối song song với tải như hình vẽ:

Khi chưa bù, tức chưa có nhánh tụ điện, dịng điện trên đường dây I bằng dòng điện qua tải I1, hệ số cơng suất của mạch là cos1 của tải Khi có bù, có nhánh tụ điện, dịng điện trên đường dây là : I

= I1 + I

Trang 23

Đồ thị vectơ của mạch khi có bù như hình bên

Ta thấy dịng điện I trên đường dây giảm, và cos tăng lên : I < I1 ;  < 1 ; cos > cos1

Vì cơng suất P của tải không đổi, nên công suất phản kháng của mạch là :

 Lúc chưa bù chỉ có cộng suất Q1 của tải : Q1 = P.tg1

 Lúc có bù , hệ số công suất là cos , công suất phản kháng của mạch là : Q = P.tg

Khi ấy công suất phản kháng của mạch gồm Q1 của tải và QC của tụ điện: Q1 + QC = P.tg1 + QC = P.tg

 QC = - P.(tg1 - tg) (1) Mặt khác, cơng suất QC của tụ được tính là :

QC = - UC.IC = - U.U..C = - U2 .C (2)

(1) và (2) cho ta tính được giá trị điện dung C của tụ điện cần thiết nối song song với tải để nâng cao hệ số công suất từ cos1 lên cos là :

C = 2

U.

P

 .(tg1 - tg)

Bài 5: HỆ THỐNG ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 1 Định nghĩa

- Hệ thống mạch điện 3 pha là tập hợp ba mạch điện một pha nối với nhau tạo thành một hệ thống năng lượng chung Trong đó sức điện động ở mỗi mạch đều có dạng hình sin, cùng tần số và biên độ nhưng lệch pha nhau 1/3 chu kỳ

Mỗi mạch điện thành phần của hệ ba pha gọi là một pha S.đ.đ của mỗi pha gọi là S.đ.đ pha Hệ ba pha mà S.đ.đ các pha có biên độ bằng nhau gọi là hệ cân bằng hay đối xứng

Hệ S.đ.đ ba pha do các máy phát ba pha tạo ra

2 Nguyên lý máy phát điện xoay chiều 3 pha

- Để tạo ra sđđ xoay chiều 3 pha người ta dùng MFĐ xoay chiều 3 pha, cấu tạo gồm:

* Phần tĩnh ( Stato ) gồm có các rãnh , trong các rãnh đặt ba dây quấn AX ; BY ; CZ có cùng số

vịng dây và lệch nhau một góc 32

trong khơng gian Mỗi dây quấn được gọi là một pha Dây quấn AX gọi là pha A; dây quấn BY gọi là pha B ; dây quấn CZ gọi là pha C

Trang 24

Nguyên lý làm việc như sau : Khi quay rôto , từ trường lần lượt quét qua các dây quấn xtato cảm ứng vào trong dây quấn xtato các sđđ hình sin cùng biên độ , cùng tần số và lệch pha nhau một góc

32

Chọn pha đầu của sđđ eA của dây quấn AX bằng 0 , biểu thức tức thời sđđ ba pha :

Sđđ pha A : eA = E 2.sint Sđđ pha B : eB = E 2.sin(t - 32) Sđđ pha C : eA = E 2.sin(t - 34) = E 2.sin(t + 32) Hoặc dưới dạng phức : EA = E. j0oe ; EB= E. j(2/3)e  ; EC = E. j(2/3)e Trị tức thời và đồ thị vectơ của sđđ ba pha được vẽ trên các hình dưới đây :

Nguồn điện gồm ba sđđ hình sin cùng biên độ, cùng tần số, lệch pha nhau 32

gọi là nguồn ba pha đối xứng

Đối với nguồn ba pha đối xứng, ta có :

Trang 25

Nếu các dây quấn AX ; BY ; CZ của nguồn điện ba pha nối riêng rẽ với các tải có tổng trở ZA ; ZB ; ZC, ta có hệ ba pha gồm ba mạch một pha không liên hệ nhau Mỗi mạch điện gọi là một pha của mạch điện ba pha

Sđđ, điện áp, dòng điện mỗi pha của nguồn (tải) gọi là sđđ pha ký hiệu EP ; điện áp pha ký hiệu UP ; dòng điện pha ký hiệu IP

Nếu tổng trở phức tải bằng nhau : (ZA = ZB = ZC) thì ta có tải ba pha đối xứng Mạch điện ba pha gồm nguồn, tải và đường dây đối xứng gọi là mạch điện ba pha đối xứng Nếu không thỏa điều kiện : (ZA = ZB = ZC) ta có mạch ba pha không đối xứng

Mạch ba pha không liên hệ, thực tế ít dùng, vì cần tới 6 dây dẫn không kinh tế Thông thường, ba pha của nguồn được nối với nhau, ba pha của tải cũng được nối với nhau, và có đường dây ba pha nối liền giữa nguồn với tải, dẫn điện năng từ nguồn đến tải Dòng điện chạy trên đường dây pha từ nguồn đến tải gọi là dòng điện dây ký hiệu Id , điện áp giữa các đường dây pha ấy là điện áp dây ký hiệu Ud

Có 2 cách nối ba pha của nguồn cũng như ba pha của tải là : nối hình sao (Y) và nối hình tam giác ()

3 Ý nghĩa của hệ thống điện 3 pha

- Hệ thống 3 pha có ý nghĩa tiện lợi về kinh tế hơn so với hệ thống 1 pha, như giảm chi phí đường dây, tạo được hệ thống nguồn năng lượng chung cho các phụ tải 3 pha như động cơ điện 3 pha

Bài 6 : CÁCH ĐẤU DÂY HỆ THỐNG ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 1 Các đại lượng dây và pha

 Điện áp pha: là đệin áp giữa một dây pha và một dây trung tính, có trị hiệu dụng là Up Điện áp dây: là điện áp giữa hai dây pha, cĩ trị hiệu dụng l Ud

Trang 26

2 Cách mắc mạch điện xoay chiều ba pha theo hình sao a Cách nối

Nối 3 điểm cuối X , Y , Z của các cuộn dây máy phát với nhau tạo thành điểm trung tính O , nối 3 điểm cuối X’ , Y’ , Z’ của phụ tải với nhau tạo thành điểm trung tính O’ Đường dây OO’ gọi là dây trung tính

b Các quan hệ giữa đại lượng dây và pha trong cách nối hình sao đối xứng

* Quan hệ giữa dịng điện dây và dòng điện pha : Id = IP * Quan hệ giữa điện áp dây và điện áp pha :

ABU = AU - BU ; BCU = BU - CU ; CAU = CU - AUĐồ thị vectơ điện áp : Từ đồ thị, ta thấy : - Về trị số Ud = 3UP Thật vậy, xét OAB , ta có : AB = 2OA.cos30o = 2OA.23 = 3OA Biết : AB = Ud và OA = UP , vậy : Ud = 3UP - Về pha, điện áp dây UAB ,

BCU ,

CA

U vượt pha trước điện áp pha tương ứng một góc 30o

3 Cách mắc mạch xoay chiều ba pha theo hình tam giác a Cách nối

Lấy đầu pha này nối với cuối pha kia Ví dụ : A nối với Z ; B nối với X ; C nối với Y

Trang 27

b Các quan hệ giữa đại lượng dây và pha trong cách nối hình tam giác đối xứng

* Quan hệ giữa điện áp dây và điện áp pha : Ud = UP * Quan hệ giữa dòng điện dây và dòng điện pha :

A

I = IAB - ICA ; IB = IBC - IAB ; IC = ICA - IBCĐồ thị vectơ dòng điện : Từ đồ thị , ta thấy : - Về trị số : Id = 3IP Thật vậy, xét OEF , ta có : OF = 2OE.cos30o = 2OE.23Biết : OF = Id và OE = IP , vậy : Id = 3IP

- Về pha, dòng điện dây IA , IB , ICchậm pha sau dòng điện pha tương ứng một góc 30o

3 Cơng suất mạch xoay chiều ba pha a Công suất tác dụng

Công suất tác dụng P của mạch ba pha bằng tổng công suất tác dụng của các pha Gọi PA , PB và PC lần lượt là công suất tác dụng của pha A , pha B và pha C , ta có :

P = PA + PB + PC = UA.IA.cosA + UB.IB.cosB + UC.IC.cosC Khi mạch ba pha đối xứng:

Điện áp pha: UA = UB = UC = UP Dòng điện pha: IA = IB = IC = IP

Góc lệch pha giữa dịng điện pha với điện áp pha tương ứng: cosA = cosB = cosC = cos

Do đó : P = 3UP.IP.cos hoặc P = 3RP.IP2Trong đó RP là điện trở pha

Thay đại lượng pha bằng đại lượng dây :

- Đối với cách nối sao : IP = Id ; UP = 3Ud

- Đối với cách nối tam giác : IP = 3Id

; UP = Ud

Ta tính được cơng suất tác dụng ba pha theo đại lượng dây, áp dụng chung cho cả trường hợp đấu sao và đấu tam giác :

P = 3.Ud.Id.cos

b Công suất phản kháng

Công suất phản kháng Q của ba pha là :

Q = QA + QB + QC = UA.IA.sinA + UB.IB.sinB + UC.IC.sinC Khi đối xứng, ta có : Q = 3UP.IP.sin hoặc Q = 3XP.IP2

Trong đó : XP là điện kháng pha

Hoặc tính theo đại lượng dây : Q = 3Ud.Id.sin

Trang 28

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.28 Công suất biểu kiến ba pha : S = 22

QP

Khi đối xứng, ta có : S = 3UP.IP hoặc S = 3Ud.Id

4 Cách giải mạch điện ba pha đối xứng

Đối với mạch ba pha đối xứng, dòng và áp các pha có trị số bằng nhau và lệch pha nhau một

góc 32

Vì vậy, khi giải mạch đối xứng, ta tách ra một pha để tính

a Nguồn đấu sao đối xứng

Các dây từ nguồn đến tải AA’ , BB’ , CC’ gọi là dây pha Dây OO’ gọi là dây trung tính Mạch điện có dây trung tính gọi là mạch điện ba pha 4 dây, mạch điện khơng có dây trung tính gọi là mạch điện ba pha 3 dây

Đối với mạch đối xứng, ta ln lng có :

O

I = IA + IB + IC = 0

Vì thế dây trung tính khơng có tác dụng, có thể bỏ dây trung tính Điện thế điểm trung tính của tải đối xứng luôn luôn trùng với điện thế điểm trung tính của nguồn

Gọi EP = EA = EB = EC là sđđ các pha của nguồn; Ud = UAB = UBC = UCA là điện áp dây và UP = UA = UB = UC là điện áp pha của mạch điện ba pha, ta có:

* Điện áp pha phía đầu nguồn là: UP = EP

* Điện áp dây phía đầu nguồn là: Ud = 3UP = 3EP

b Nguồn đấu tam giác đối xứng: EA = EB = EC = E

Điện áp pha phía đầu nguồn là : UAB = UBC = UCA = UP = EP , cũng chính là điện áp dây phía đầu nguồn , do đó : Ud = UP = EP

c Giải mạch điện ba pha tải nối sao đối xứng

*) Bỏ qua tổng trở đường dây pha

Trang 29

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.29 UP =

3Ud

, với Ud là điện áp dây của mạch

điện ba pha

Tổng trở mỗi pha của tải là : ZP = R2PX2P , với RP và XP là điện trở và điện kháng mỗi pha của tải

Dòng điện qua mỗi pha của tải là:

IP = PPZU = 2P2PdXR.3U

Góc lệch pha giữa điện áp pha và dịng điện pha là :  = arctgPPRX

Vì tải đấu sao nên dịng điện dây cũng chính là dịng điện pha : Id = IP Đồ thị vectơ như hình trên

*) Có xét tổng trở đường dây pha

Cách tính tốn cũng tương tự, nhưng phải gộp tổng trở đường dây với tổng trở pha tải để tính dịng điện pha và dịng điện dây:

IP = Id = 2Pd2Pdd)XX()RR(.3U

Trong đó Rd , Xd là điện trở , điện kháng đường dây

d Giải mạch điện ba pha tải đấu tam giác đối xứng

*) Bỏ qua tổng trở đường dây

Điện áp pha tải bằng điện áp dây:

UP = Ud

Dòng điện pha tải:

IP = PPZU = 2P2PdXRU

Góc lệch pha giữa điện áp pha và dòng điện pha tương ứng:

 = arctgPPRX

Đồ thị vectơ như hình bên

Dịng điện dây: Id = 3.IP

Trang 30

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.30 Tổng trở mỗi pha của tải khi đấu tam giác: ZP = RP + jXP

Biến đổi sang hình sao: ZY = RY + jXY = 3Z = 3RP + j3XP

Tổng trở tương đương của mỗi pha:

Z = (RdRY)2(XdXY)2 = P P 2 d P)23XX()3RR(

Từ đó, ta tính được dịng điện dây: Id = ZUd = 2Pd2Pdd)3XX()3RR(U

Dòng điện qua mỗi pha của tải đấu tam giác: IP =

3Id

Câu hỏi và bài tập

1 Dịng điện xoay chiều hình sin là gì? Biểu thức trị ssó tức thời, trị số hiệu dụng? 2 Nêu cách biểu diễn dòng điện và điện áp bằng đồ thị véc tơ?

3.Định nghĩa điện áp pha, điện áp dây, dòng điện pha, dòng điện dây, quan hệ giữa chúng khi nối sao và nối tam giác?

Bài 1 Tải 3 pha đối xứng, mỗi pha gồm điện trở RP = 1000 nối tiếp với tụ điện dung kháng XC = 1700 , đặt vào điện áp 3 pha cân bằng Ud = 380V Biết các dây pha có tổng trở Zd = 50 , tổng trở dây trung tính khơng đáng kể , xác định dịng pha , dịng dây , cơng suất tác dụng , phản phản kháng , biểu kiến của tải 3 pha , tổn hao công suất trên đường dây ba pha trong 2 trường hợp : (a) tải đấu Y (b) tải đấu  ĐS bài 1 : (a) IP = Id = 0,11A ; P(tải) = 36,2W ;

Q(tải) = - 61,5VAR S(tải) = 72,3VA ; P = 1,82W (b) IP = 0,19A ; Id = 0,33A ; P(tải) = 108,5W ; Q(tải) = - 184,5VAR ; S(tải) = 216,8VA ; P = 5,4W

Bài 2 Nguồn 3 pha đối xứng đấu Y có sđđ pha EP = 230V, cung cấp cho tải 3 pha đối xứng đấu Y có tổng trở mỗi pha là ZP = 12 + j16 () Dây dẫn từ nguồn đến tải có tổng trở Zd = 1 + j2 () Trong trường hợp có dây trung tính, tính dịng , áp , cơng suất trên tải và dịng trên dây trung tính

Nếu dây trung tính bị đứt, tình trạng làm việc của mạch có thay đổi khơng ? Tại sao ?

ĐS bài 2 : IP = 10,36A ; UP(tải) = 207,2V ; P(tải) = 3,86KW ; Q(tải) = 5,15KVAR

Trang 31

Bài 3 Nguồn 3 pha cân bằng với áp phức pha A là UA = 200o (V), cấp điện cho một tải 3 pha đấu Y có dây trung tính tổng trở Zo = 2 () Biết tổng trở mỗi pha của tải là ZA = 2 (); ZB = j2 (); ZC = - j2 () , tổng trở các dây pha khơng đáng kể , tìm áp phức và dòng phức trên tải , dòng phức trên dây trung tính

Trang 32

CHƯƠNG II: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

1 Khái niệm chung về máy phát điện một chiều:

Ngày nay, mặc dù máy điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi, máy điện một chiều vẫn tồn tại do chúng có những đặc điểm sau:

Động cơ một chiều (DC motor) có moment khởi động lớn, dễ điều chỉnh tốc độ bằng phẳng, liên tục trong phạm vi rộng

Động cơ DC được sử dụng nhiều trong giao thông vận tải với điều kiện làm việc nặng nhọc, thiết bị nâng, hạ; các động cơ chấp hành trong các hệ thống điều chỉnh tự động với công suất nhỏ (vài Watt)

Máy phát điện một chiều ( DC generator ) là máy phát kích từ cho máy phát điện đồng bộ; dùng trong kỹ thuật hàn, mạ điện chất lượng cao, dùng trong điện hóa, điện ơtơ

Nhược điểm chủ yếu của máy điện một chiều là có cổ góp làm cho cấu tạo phức tạp, giá thành đắt, làm việc kém tin cậy, nguy hiểm trong môi trường dễ cháy nổ Hơn nữa, khi sử dụng động cơ DC phải có nguồn DC đi kèm (ví dụ: chỉnh lưu )

2 Nguyên lý làm việc của máy điện một chiều:

1 Nguyên lý máy phát điện và động cơ điện

Nguyên lý làm việc của các máy điện dựa trên cơ sở định luật cảm ứng điện từ Sự biến đổi năng lượng trong máy điện được thực hiện thông qua từ trường Để tạo được từ trường mạch và tập trung người ta dùng vật liệu sắt từ để làm mạch từ

Theo tính chất thuận nghịch của định luật cảm ứng điện từ máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoặc động cơ điện:

a Chế độ máy phát điện

Cho cơ năng của động cơ sơ cấp tác dụng vào thanh dẫn một lực cơ học Fcơ thanh dẫn sẽ chuyển động với tốc độ v trong từ trường của nam châm N- Strong thanh dẫn sẽ cảm ứng sức điện động e:

e = B l v

Trang 33

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.33 Trong đó: B: từ cảm

L: chiều dài tác dụng của thanh dẫn ab+cd V : tốc độ dài của thanh dẫn

Chiều của sức điện động xác định theo qui tắc bàn tay phải, trên thanh ab chiều từ b  a, thanh cd chiều từ d  c Sức điện động trong khung dây là sức điện động xoay chiều nhưng nhờ có phiến góp và chổi than A( + ) ; B (- ) (sau khi quay 1800 nó cũng khơng đổi cực tính)

Dạng sóng trên hai đầu chổi than:

Trên thực tế người ta chế tạo phần ứng gồm nhiều khung dây đặt lệch nhau một góc  nào đó trong không gian để giảm bớt sự đập mạch ở cổ góp, chổi than và quấn tăng số vịng dây để tăng cường sức điện động

Nếu nối vào thanh dẫn điện trở R của tải sẽ có dịng điện I chạy trong thanh dẫn cung cấp điện cho tải Nếu bỏ qua điện trở của thanh dẫn, điện áp đặt vào tải

u = e

Công suất điện máy phát cung cấp cho tải là: Pđ = ui = ei

.Dòng điện I nằm trong thanh dẫn đặt trong từ trường sẽ chịu tác dụng của lực điện từ: Fđt=BI l sin α

Khi máy quay với tốc độ không đổi lực điện từ sẽ cân bằng với lực cơ của động cơ sơ cấp: Fcơ = Fđt

Nhân 2 vế với v ta có: Fcơ.v =Fđt.v= Bilv = ei

Như vậy công suất cơ của động cơ sơ cấp Pcơ = Fcơ.v đã được biến

0 e t Dạng đập mạch 0 e t

Hình 5.8: Đồ thị sđđ máy phát điện 1 chiều

Trang 34

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.34 đổi thành công suất điện Pđ= ei nghĩa là cơ năng biến thành điện năng

b Chế độ động cơ điện

Cung cấp điện cho máy phát phát điện, điện áp một chiều u của nguồn sẽ gay ra dòng điện I trong thanh dẫn Dưới tác dụng của từ trường sẽ có lực điện từ Fđt = Bil tác dụng lên thanh dẫn làm thanh dẫn chuyển động với tốc độ v có chiều như hình vẽ:

Như vậy cơng suất điện Pđ= ui đưa vào động cơ đã biến thành công suất cơ Pcơ = Fđt.v trên trục động cơ điện năng đã biến thành cơ năng

c.Tính thuận nghịch của máy điện:

Ta nhận thấy cùng một thiết bị điện từ tùy theo năng lượng đưa vào máy điện có thể làm việc ở chế độ động cơ hoặc máy phát điện

-Nếu năng lượng đưa vào máy là cơ năng và năng lượng đầu ra là điện năng ta có máy điện làm việc ở chế độ máy phát

-Nếu năng lượng đưa vào máy là điện năng và năng lượng đầu ra là cơ năng ta có máy điện làm việc ở chế độ động cơ

Như vậy cùng 1 máy điện quay nó có hoạt động ở chế độ máy phát và thể cũng có thể làm việc ở chế độ động cơ.Đo chính là tính thuân nghịch của máy điện

Ngày nay, mặc dù máy điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi, máy điện một chiều vẫn tồn tại do chúng có những đặc điểm sau:

Động cơ một chiều (DC motor) có moment khởi động lớn, dễ điều chỉnh tốc độ bằng phẳng, liên tục trong phạm vi rộng

Động cơ DC được sử dụng nhiều trong giao thông vận tải với điều kiện làm việc nặng nhọc, thiết bị nâng, hạ; các động cơ chấp hành trong các hệ thống điều chỉnh tự động với công suất nhỏ (vài Watt)

Máy phát điện một chiều ( DC generator ) là máy phát kích từ cho máy phát điện đồng bộ; dùng trong kỹ thuật hàn, mạ điện chất lượng cao, dùng trong điện hóa, điện ơtơ

Nhược điểm chủ yếu của máy điện một chiều là có cổ góp làm cho cấu tạo phức tạp, giá thành đắt, làm việc kém tin cậy, nguy hiểm trong môi trường dễ cháy nổ Hơn nữa, khi sử dụng động cơ DC phải có nguồn DC đi kèm (ví dụ: chỉnh lưu )

3 Cấu tạo của máy điện một chiều:

Kết cấu của máy điện một chiều có thể phân làm hai thành phần chính là phần tĩnh và phần quay

Phần tĩnh hay stator:

Đây là phần đứng yên của máy nó gồm các bộ phận chính sau:

Trang 35

a Cực từ chính:

Là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngồi lõi sắt cực từ.Lõi sắt

cực từ 1làm bằng thép lá kỹ thuật điện hay thép các bon dày 0,5 đến 1mm ghép lại bằng đinh tán Lõi mặt cực từ 2 được kéo dài ra (lõm vào) để

tăng thêm đường đi của từ trường.Vành cung của cực từ thường bằng 2/3  (: Bước cực, là khoảng cách giữa hai cực từ liên tiếp nhau) Trên lõi cực có cuộn dây kích từ 3, trong đó có dịng một chiều chạy qua, các dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng mỗi cuộn đều được cách điện kỹ thành một khối, được đặt trên các cực từ và mắc nối nối tiếp với nhau Cuộn dây được quấn vào khung dây 4, thường làm bằng nhựa hoá học hay giấy bakêlit cách điện Các cực từ được gắn chặt vào thân máy 5 nhờ những bu lông 6

b Cực từ phụ:Được đặt giữa cực từ chính dùng để cải thiện đổi chiều, triệt tia lửa trên chổi than Lõi

thép của cực từ phụ cũng có thể làm bằng thép khối, trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn, có cấu tạo giống như dây quấn của cực từ chính Để mạch từ của cực từ phụ khơng bị bão hịa thì khe hở của nó với rotor lớn hơn khe hở của cực từ chính với rotor

c Vỏ máy (Gông từ):

Làm nhiệm vụ kết cấu đồng thời dùng làm mạch từ nối liền các cực từ Trong máy điện nhỏ và vừa thường dùng thép tấm để uốn rồi hàn lại Máy có cơng suất lớn dùng thép đúc có từ (0,2 - 2)% chất than

d Các bộ phận khác:

- Nắp máy: Để bảo vệ máy khỏi bị những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn Trong máy điện nhỏ và vừa nắp máy có tác dụng làm giá đỡ ổ bi

- Cơ cấu chổi than: Để đưa điện từ phần quay ra ngoài hoặc ngược lại

Phần quay hay rotor a Lõi sắt phần ứng:

Để dẫn từ thường dùng thép lá kỹ thuật điện dày 0,5 mm có sơn cách điện cách điện hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xóay gây nên Trên các lá thép có dập các rãnh để đặt dây quấn Rãnh có thể hình thang, hình quả lê hoặc hình chữ nhật

Trong các máy lớn lõi thép thường chia thành từng thếp và cách nhau một khoảng hở để làm nguội máy, các khe hở đó gọi là rãnh thơng gió ngang trục

Ngồi ra người ta cịn dập các rãnh thơng gió dọc trục

Hình 5.1 Cực từ phụ 1) Lõi; 2) Cuộn dây 1) Lõi cực 2) Mặt cực 3) Dây quấn kích từ 4) Khung dây 5) Vỏ máy 6) Bu lông bắt chặt cực từ vào vỏ máy.Hình 4.10 Cự c từ chính

Hình 5.2 Cơ cấu chổi than 1) Hộp chổi than

2) Chổi than 3) Lò so ép

Trang 36

Hình 5.3 Lõi thép phần ứng

b Dây quấn phần ứng:

Là phần sinh ra sức điện động và có dịng điện chạy qua Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện Trong máy điện nhỏ thường dùng dây có tiết diện trịn, trong máy điện vừa và lớn có thể dùng dây tiết diện hình chữ nhật Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh và lõi thép Để tránh cho khi quay bị văng ra ngoài do sức ly tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt và phải đai chặt các phần đầu nối dây quấn Nêm có thể dùng tre gỗ hoặc ba kê lít Dây quấn phần ứng được nối ra cổ góp Cổ góp thường được làm bởi nhiều phiến đồng mỏng được cách điện với nhau bằng những tấm mi ca có chiều dày 0,4 đến 1,2 mm và hợp thành một hình trụ trịn(hình 5.6) Hai đầu trụ trịn dùng hai vành ép hình chữ V ép chặt lại, giữa vành ép và cổ góp có cách điện bằng mica hình V Đi cổ góp cao hơn một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn vào các phiến góp được dễ dàng (hình 5.6)

c Chổi than: Máy có bao nhiêu cực có bấy nhiêu chổi

than Các chổi than dương được nối chung với nhau để có một cực dương duy nhất Tương tự đối với các chổi than âm cũng vậy

d Các bộ phận khác:

- Cánh quạt dùng để quạt gió làm nguội máy

- Trục máy, trên đó có đặt lõi thép phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi Trục máy thường được làm bằng thép các bon tốt

4 Các đại lượng định mức:

do nhà chế tạo qui định, nhãn máy

- Công suất định mức: Pđm (W, kW), đây là công suất đầu ra của máy điện

- P1 P2

P1 P2

- Điện áp định mức: Uđm (V) : điện áp trên 2 đầu chổi than - Dòng điện định mức: Iđm (A) : MP: dòng điện cung cấp cho tải - ĐC: dịng điện ngồi đưa vào động cơ Kiểu kích thích

MP

M,n U,I

ĐC

Trang 37

- Dịng điện kích thích: dịng điện đi qua cuộn dây cực từ chính để tạo ra từ thông cảm trong máy It (A)

- Hiệu suất:

5 Sơ đồ các loại máy phát một chiều

Trong những trường nghiệp hợp do điều kiện sản xuất bắt buộc phải dùng điện 1 chiều (xí nghiệp hóa học, cơng luyện kim, giao thơng vận tải v.v…) thì người ta thường biến điện xoay chiều thành một chiều nhờ các bộ chỉnh lưu hoặc chỉnh lưu kiểu máy điện, cách thứ hai là dùng máy phát điện một chiều để là nguồn điện một chiều

Phân loại các máy phát điện một chiều theo phương pháp kích thích Chúng được chia thành: a Máy phát điện một chiều kích thích độc lập

b Máy phát điện một chiều tự kích

- Máy phát điện một chiều kích thích độc lập gồm:

+ Máy phát DC kích thích bằng điện từ: dùng nguồn DC, ắcqui v.v + Máy phát điện một chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu

- Theo cách nối dây quấn kích thích, các máy phát điện một chiều tự kích được chia thành: + Máy phát điện một chiều kích thích song song

+ Máy phát điện một chiều kích thích nối tiếp + Máy phát điện một chiều kích thích hỗn hợp

Trang 38

CHƯƠNG III: MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU

Bài 1 : KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KĐB BA PHA 1.Khái niệm chung về động cơ điện xoay chiều không đồng bộ

Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ quay rotor khác với tốc độ từ trường quay trong máy

Máy điện không đồng bộ có thể làm việc ở chế độ động cơ, hoặc ở chế độ máy phát

Máy phát điện khơng đồng bộ có đặc tính làm việc khơng tốt so với máy phát đồng bộ nên ít được dùng

Trong sản xuất, máy điện không đồng bộ chủ yếu là động cơ để biến đổi năng lượng dòng điện xoay chiều thành cơ năng Hiện nay đa số các động cơ dùng trong công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp … đều là động cơ điện khơng đồng bộ, vì nó có cấu tạo và vận hành đơn giản dẫn đến giá thành rẻ, chi phí bảo trì thấp

Tuy nhiên, động cơ khơng đồng bộ có khuyết điểm là khó đều chỉnh tốc độ và hệ số cos thấp

2 cấu tạo

Gồm hai phần chính: Stator và Rotor

Stator:

Stator của máy điện khơng đồng bộ gồm các phần chính là lõi thép, dây quấn và vỏ máy Lõi thép stator do nhiều lá thép kỹ thuật điện đã dập sẳn, ghép cách điện với nhau , chiều dài các lá thép thường là 0.5mm, phía trong có các rãnh để đặt dây quấn

Dây quấn ba pha stator đặt trong các rãnh lõi thép, xung quanh dây quấn có bọc các lớp cách điện với lõi thép Các pha dây quấn đặt cách nhau 120 độ điện

Vỏ máy để bảo vệ và giữ chặt lõi thép stator.Vỏ máy làm bằng nhôm (ở máy nhỏ), bằng gang hay thép đúc (ở máy lớn) Vỏ máy có chân máy để cố định máy trên bệ, hai đầu có nắp máy để đỡ trục rotor và bảo vệ dây quấn

Trang 39

Rotor:

Rotor làphần quay gồm lõi thép, trục và dây quấn

Lõi thép rotor cũng gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại Mặt ngoài lõi thép rotor có các rãnh để đặt dây quấn, ở giữa có lỗ để lắp trục, có khi cịn có các lỗ thơng gió Trục máy gắn với lõi thép rotor và làm bằng thép tốt Trục được đỡ trên nắp máy nhờ ổ lăn hay ổ bi

Tùy theo cấu tạo dây quấn phần quay, máy điện không đồng bộ chia ra làm hai loại: máy không

đồng bộ rotor dây quấn và máy khơng đồng bộ rotor lồng sóc

Rotor dây quấn (Wound Rotor): trong các rãnh của lõi thép đặt dây quấn ba pha, thường nối

Trang 40

Ưu điểm của động cơ cảm ứng rotor dây quấn (Slip Ring or Wound Induction Motor):

Dòng điện mở máy thấp

Momen khởi động lớn Khởi động bằng phẳng Có thể điều chỉnh tốc độ trong dãy hẹp

Đơn giản và mạnh Độ tin cậy cao Chi phí bảo trì thấp

Ứng dụng: Cần trục Máy nâng Máy cuốn trong nhà máy thép,…

Rotor lồng sóc (Squirrel Cage Rotor): dây quấn là những thanh đồng hay nhôm đặt trên

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	3 MB