Đề Tài Nguyên Lí Vận Hành Máy Điện.pdf

Báo cáo thực tập xưởng điện LỜI MỞ ĐẦU Có thể khẳng định, với sinh viên khoa Điện mơn học mong chờ thích thú mơn thực tập xưởng Khơng nội dung hay mà sinh viên cịn “học đơi với hành” tận tình thầy hướng dẫn Em xin trình bày Kỹ thuật điện ngành ứng dụng tượng điện từ để biến đổi lượng, đo lường, điều khiển tín hiệu bao gồm việc tạo ra, biến đổi sử dụng điện năng, tín hiệu điện từ hoạt động thực tế người Các máy thực biến đổi thành điện ngược lại gọi máy điện Các máy biến từ thành điện gọi máy phát điện, máy điện để thực trình ngược lại gọi động Các máy điện có tính chất thuận nghịch tức có khả biến đổi thành lượng điện ngược lại Máy điện gồm hai phần: mạch điện mạch từ Mạch điện cấu tạo cuộn dây, mạch từ cấu tạo lõi sắt từ Máy điện gồm có máy điện tĩnh máy điện động Máy điện tĩnh máy điện mà vị trí tương đối phần máy khơng thay đổi, máy điện động máy điện mà vị trí tương đối phần máy điện thay đổi máy điện hoạt động Do biến đổi từ lượng điện thành lượng ngược lại từ lượng thành lượng điện nên máy điện dùng phổ biến nghành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, Do tầm quan trọng máy điện nên chương trình học tập trường ĐHBKHN ngồi việc học sở lý thuyết máy điện lớp chúng em thực tập xưởng tuần lễ Nhờ chúng em hiểu rõ nguyên lý vận hành máy điện chúng em học kỹ thuật quấn dây máy biến áp nhỏ, động ba pha Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện Báo cáo thực tập xưởng điện rơ to lồng sóc Em xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm khoa Điện thầy hướng dẫn: Nguyễn Quang Hùng Nguyễn Huy Thiện tạo điều kiện thuận lợi để giúp đỡ chúng em hoàn thành đợt thực tập MỤC LỤC PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN Bài 1: Cơ sở lý thuyết máy điện Bài 2: Máy điện không đồng Bài 3: Cơ sở thiết kế dây quấn stato động không đồng Bài 4: Kỹ thuật quấn dây PHẦN II: CÔNG NGHỆ QUẤN DÂY VÀ SỐ LIỆU KỸ THUẬT I Yêu cầu kỹ thuật II Công nghệ số liệu kỹ thuật Bài tập dây quấn khuôn phân tán lớp Bài tập dây quấn khuôn đồng tâm tập trung lớp PHẦN III: KẾT LUẬN Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện Báo cáo thực tập xưởng điện PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN §1 Cơ Sở Lý Thuyết Máy Điện I Giới thiệu chung máy điện Theo quan điểm lượng tất thiết bị điện xảy trình chuyển động lượng điện từ Q trình thể qua tượng: biến đổi, tích phóng lượng truyền tải lượng Máy điện thiết bị điện thực chức biến đổi truyền tải lượng điện từ Hiện tượng biến đổi truyền tải lượng thông qua tồn điện trường từ trường máy điện Cấu tạo máy điện gồm hai phần bản: mạch điện mạch từ Mạch từ gồm phận dẫn từ khe hở khơng khí Mạch điện gồm thiết bị điện nối với dây dẫn điện tạo thành vịng kín cho dòng điện chạy qua Tuỳ theo cấu tạo, nguyên lý làm việc, chức mà máy điện chia làm Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện Báo cáo thực tập xưởng điện nhiều loại, chúng có điểm chung sau: - Cửa vào cửa đưa lượng vào máy - Cửa cửa đưa lượng khỏi máy Tuỳ theo chức loại máy điện mà ta xác định dạng lượng đầu vào đầu máy điện: - Nếu đầu vào lượng điện máy điện động điện - Nếu đầu máy điện máy phát điện - Nếu đầu vào đầu máy điện điện u,i máy điện đóng vai trị máy truyền tải điện Sự biến đổi điện máy dựa tượng cảm ứng điện từ Nguyên lý đặt sở cho biến đổi cảm ứng dùng để biến đổi lượng điện với giá trị áp, dòng thành dòng điện với giá trị áp, dòng khác Máy biến áp thiết bị biến đổi cảm ứng đơn giản thuộc loại Các dây quấn mạch từ đứng yên trình biến đổi từ trường để sinh sức điện động cảm ứng dây quấn thực phương pháp điện Máy điện có nhiều loại, phân loại theo nhiều cách khác nhau, phân loại theo cơng suất, cấu tạo, chức năng, nguyên lý làm việc Và ta xét máy điện dựa vào nguyên lý biến đổi lượng a) Máy điện tĩnh Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện Báo cáo thực tập xưởng điện Máy điện tĩnh làm việc dựa tượng cảm ứng điện từ, biến đổi từ thơng cuộn dây khơng có chuyển động tương Máy điện tĩnh thường gặp máy biến áp Máy điện tĩnh dùng để biến đổi thơng số dịng điện, máy biến áp để biến đổi hai thơng số dịng điện giá trị áp giá trị dòng b) Máy điện động Nguyên lý làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ, từ trường dịng điện cuộn dây có chuyển động tương gây Loại máy thường dùng để biến đổi dạng lượng Đó biến đổi lượng điện thành ngược lại thành điện Đại diện cho loại máy điện động động điện ( biến đổi điện thành năng) máy phát điện ( biến đổi thành điện năng).Q trình biến đổi có tính thuận nghịch (như sơ đồ hinh dưới) nghĩa máy điện làm việc chế độ máy phát điện động điện tóm lại ta tóm lược phân loại máy điện thơng dụng thường gặp theo sơ đồ sau đây: Máy điện Máy điện tĩnh máy diện có phần quay Máy điện xoay chiều Máy điện Không đồng máy điện chiều Máy điện đồng MBA ĐCKĐB MFKĐB ĐCĐB MFĐB động chiều máy phát chiều II Nguyên lý làm việc máy phát điện động điện Máy điện có tính chất quan trọng tính thuận nghịch, tức vừa động điện vừa máy phát điện Chế độ máy phát điện Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện Báo cáo thực tập xưởng điện Giả thiết dẫn có chiều dài l đặt vng góc với từ trường có độ từ cảm B ( hình vẽ) Khi tác dụng vào dẫn lực học Fcơ dẫn chuyển động với vận tốc v từ trường nam châm N_S dẫn cảm ứng suất điện động e Nếu nối dẫn với tải có dịng điện i chạy dẫn Đây nguyên lý để tạo máy phát điện Nếu khơng tính tới điện trở dẫn u = e công suất máy phát điện cung cấp cho phụ tải p =u.i Dòng điện nằm dẫn chịu tác dụng từ trường Fđt = B.i.l có chiều hình vẽ Khi máy quay với tốc độ không đổi, lực điện từ cân với lực động sơ cấp: Fcơ = F đt nhân hai vế với v ta được: Fcơ.v = F đt.v = B.i.l.v = e.i công suất động sơ cấp: Pcơ = Fcơ.v thành công suất điện P điện = e.i nghĩa chuyển thành điện Chế độ động điện Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện Báo cáo thực tập xưởng điện Cung cấp điện cho máy điện, điện áp u nguồn điện gây dòng i dẫn Dưới tác dụng từ trường có lực điện từ F đt = B.i.l tác dụng lên dẫn làm dẫn chuyển động với vận tốc v ( hình vẽ) Khi công suất điện đưa vào động cơ: P = u.i = e.i = B.l.v.i = F đt.v Như vậy, công suất điện từ P đ = u.i đưa vào động biến thành công suất Pcơ = F đt.v trục động Điện biến thành Vậy: thiết bị điện từ tuỳ lượng đưa vào mà máy điện làm việc chế độ động hay máy phát: - Nếu đưa vào phần quay máy điện làm việc chế độ máy phát - Nếu đưa vào phần quay máy phát điện làm việc chế độ động ⇒ Mọi loại máy điện có tính chất thuận nghịch III Sơ lược vật liệu chế tạo máy điện Vật liệu chế tạo máy điện chia làm loại: - Vật liệu tác dụng - Vật liệu kết cấu - Vật liệu cách điện Vật liệu tác dụng Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện Báo cáo thực tập xưởng điện Đó vật liệu dẫn điện dẫn từ Các vật liệu dùng để tạo điều kiện cần thiết sinh biến đổi điện từ a) Vật liệu dẫn từ: Vật liệu dẫn từ vật liệu 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 Người ta dùng loại thép từ tính chất khác chủ yếu thép kỹ thuật điện, có hàm lượng silíc khác khơng vựơt q 4,5% Hàm lượng silíc dùng để hạn chế tổn hao từ trễ tăng điện trở thép để giảm tổn hao dịng điện xốy Ở mạch từ có từ thơng biến đổi với tần số 50hz thường dùng thép kỹ thuật điện có độ dày 0,35 – 0,5 mm, thành phần thép có từ 2-5% Si(để tăng điện trở thép, giảm dịng điện xốy) Ở tần số cao người ta dùng thép có độ dày nhỏ 0,1 – 0,2 mm Người ta thường sử dụng thép dày 0,35 mm dùng máy biến áp 0,5 mm dùng máy điện quay ghép lại làm lõi sắt để làm giảm tổn hao dòng điện xoáy tạo nên Tuỳ theo cách chế tạo, người ta chia làm hai loại: cán nóng, cán nguội Loại sau có tính từ tốt độ từ thẩm cao hơn, tổn hao thép Hiện với máy biến áp máy điện cơng suất lớn người ta thường chế tạo với vật liệu từ thép cán nguội Thép cán nguội chia làm hai loại: đẳng hướng vô hướng Loại đẳng hướng có đặc Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện Báo cáo thực tập xưởng điện điểm: dọc theo chiều cán tính từ tốt so với ngang chiều cán, thường dùng máy biến áp, loại vơ hướng đặc tính từ theo hướng nên thường dùng máy điện quay b) Vật liệu dẫn điện Vật liệu dẫn điện để chế tạo phận dẫn điện Vật liệu dẫn điện tốt máy điện đồng chúng khơng đắt có điện trở suất nhỏ( ρ = 0,0172 Ω mm /m) Ngồi cịn dùng nhơm( ρ = 0,0282 Ω mm /m) hợp kim khác 2 đồng thau, đồng phốt Để chế tạo dây quấn thường người ta dùng đồng, nhôm Dây đồng nhôm chế tạo theo tiết diện trịn chữ nhật, có bọc loại cách điện khác sợi vải, sợi thuỷ tinh, giấy, nhựa hố học Với máy điện cơng suất nhỏ trung bình, điện áp 700V thường dùng dây emai lớp cách điện dây mỏng đạt độ bền yêu cầu Đối với phận khác vành đổi chiều, lồng sóc hay vành trượt ngồi đồng, nhơm người ta cịn dùng thép để tăng cường độ bền học giảm kim loại màu Vật liệu kết cấu Là vật liệu để chế tạo chi tiết chịu tác động học trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy Vật liệu thường gang, sắt, thép đúc thép rèn, kim loại màu hợp kim chúng, chất dẻo Vật liệu cách điện Để cách điện phận mang điện với phận không mang điện, người ta dùng vật liệu cách điện, vật liệu quan trọng máy điện, Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện Báo cáo thực tập xưởng điện định phần lớn làm việc ổn định máy điện Do đó, vật liệu địi hỏi phải có độ bền điện cao, độ dẫn nhiệt tốt, có độ vững khí để khơng bị hỏng lắp ráp vận hành máy điện Chất cách điện máy điện chủ yếu thể rắn, gồm nhóm: - Chất hữu thiên nhiên: giấy, vải, lụa - Chất vô cơ: amiăng, mica - Các chất tổng hợp - Các loại men, sơn cách điện Chất cách điện tốt mica, song tương đối đắt nên dùng máy điện có điện áp cao Thơng thường dùng vật liệu có sợi giấy, vải sợi, Chúng có độ bền tốt, rẻ tiền dẫn nhiệt xấu, hút ẩm cách điện Do đó, dây dẫn cách điện sợi phải sấy tẩm để cải thiện tính vật liệu cách điện Ngồi ra, cịn có chất cách điện thể khí( khơng khí, hidrơ, ) thể lỏng (dầu MBA ) + Vật liệu khí: khơng khí chất cách điện tốt, nhiên để cách điện tốt người ta thường dùng khí trơ; hidro sử dụng trường hợp cần cách điện làm mát bên vật liệu + Vật liệu lỏng ( dầu MBA ) loại vật liệu cách điện quan trọng máy điện len lỏi vào khe nhỏ cịn sử dụng để dập hồ quang Căn vào độ bền nhiệt, vật liệu cách điện chia làm nhiều loại, thường người ta chia làm cấp: Cấp cách điện Y A E B F H C Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 10 Dây quấn đồng khn Dây quấn đồng tâm Để tạo hình nhóm cuộn dây đồng tâm, người ta quấn liên tiếp dây dẫn theo chiều quấn lên khn có kích thước khác đặt đồng tâm trục quấn Ưu điểm cách quấn dây dễ lắp đặt cuộn dây vào stator có nhược điểm đầu cuộn dây choán chỗ nhiều so với cách quấn khác.Dạng nhóm cuộn dây đồng tâm thường phổ biến động cơng suất nhỏ b)Nhóm cuộn dây đồng khn: Nhóm cuộn dây có bước dây nên chúng có khn định hình Các cuộn dây bố trí stator rãnh để tạo thành cực từ.Thơng thường bước cuộn dây nhóm cuộn dây đồng khn bước ngắn nên có ưu điểm tốn dây, thu gọn đầu cuộn dây Tuy nhiên để đạt yêu cầu thu gọn đầu cuộn dây, chốn chỗ việc lắp đặt dây quấn dạng phải khó khăn tốn nhiều thời gian so với nhóm đồng tâm II.Cách đấu dây nhóm cuộn dây Khi thiết lập sơ đồ dây quấn động pha, nhóm dây đấu dây để tạo cực từ thật họăc cực từ giả tuỳ theo bố trí nhóm cuộn dây pha