Bài giảng máy điện cơ sở ( combo full 5 chương )

Bài Giảng Máy Điện Cơ Sở ( Combo Full 5 Chương ) Bài Giảng Máy Điện Cơ Sở ( Combo Full 5 Chương ) Bài Giảng Máy Điện Cơ Sở ( Combo Full 5 Chương ) Bài Giảng Máy Điện Cơ Sở ( Combo Full 5 Chương ) Bài Giảng Máy Điện Cơ Sở ( Combo Full 5 Chương ) Bài Giảng Máy Điện Cơ Sở ( Combo Full 5 Chương ) Bài Giảng Máy Điện Cơ Sở ( Combo Full 5 Chương )

BÀI GIẢNG Máy điện sở MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG Mục đích học phần Cung cấp kiến thức máy điện: · Hiểu rõ cấu tạo nguyên lý làm việc loại máy điện · Phân tích q trình vật lý, đặc tính tĩnh động máy điện chế độ làm việc khác GIỚI THIỆU CHUNG Thông tin chung môn học Nhiệm vụ sinh viên: · Dự lớp đầy đủ theo quy định · hoàn thành tập giao Đánh giá kết quả: · Điểm trình: trọng số 0.30 - Bài tập làm đầy đủ - Làm thí nghiệm đầy đủ, có báo cáo bảo vệ - Kiểm tra kỳ · Thi cuối kỳ (trắc nghiệm tự luận): trọng số 0.7 GIỚI THIỆU CHUNG Thông tin chung môn học Tài liệu tham khảo: Sách: Máy điện I, II - Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu - NXBKHKT 2003 MỞ ĐẦU NỘI DUNG 0.1 TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN 0.2 CÁC LOẠI VẬT LIỆU DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN 0.3 CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN TRONG NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN 0.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN MỞ ĐẦU 0.1 TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN ● Định nghĩa Máy điện thiết bị điện từ gồm mạch từ mạch điện liên quan với nhau, nguyên lý làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi dạng lượng thành điện (máy phát điện) ngược lại điện thành (động điện), dùng để biến đổi thơng số điện điện áp, dịng điện Năng lượng điện sử dụng rộng rãi lĩnh vực ưu điểm sau: + dễ truyền tải + dễ dàng nhận từ nguồn lượng khác + dễ dàng phân chia MỞ ĐẦU 0.1 TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN ● Phân loại theo chức năng: + Máy phát điện: máy điện biến đổi lượng → điện + Động điện: máy điện biến đổi lượng điện → + Máy biến áp: thiết bị biến đổi UCA → UHA ngược lại MỞ ĐẦU 0.2 CÁC ĐỊNH LUẬT DÙNG ĐỂ NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN ● Định luật cảm ứng điện từ +/ Trường hợp từ thơng Φ biến thiên xun qua vịng dây Khi từ thơng Φ xun qua vịng dây biến thiên vòng dây cảm ứng sức điện động e Chiều e xác định theo quy tắc vặn nút chai Sđđ cảm ứng vịng dây tính theo cơng thức Mắcxoen: e = -w dF dY =dt dt F e w MỞ ĐẦU 0.2 CÁC ĐỊNH LUẬT DÙNG ĐỂ NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN ● Định luật cảm ứng điện từ +/ Trường hợp dẫn chuyển động từ trường Khi dẫn chuyển động với vận tốc v vng góc với đường sức từ trường, dẫn cảm ứng sđđ có trị số là: e = B.l.v Trong đó: B : cường độ từ cảm [T] i : dòng điện chạy dẫn [A] l : chiều dài dẫn [m] F : lực điện từ [N] MỞ ĐẦU 0.2 CÁC ĐỊNH LUẬT DÙNG ĐỂ NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN ● Định luật lực điện từ: Thanh dẫn mang dịng điện đặt vng góc với đường sức từ trường chịu lực điện từ tác dụng có trị số là: F = Bil Trong đó: B : cường độ từ cảm [T] i : dòng điện chạy dẫn [A] l : chiều dài dẫn [m] F : lực điện từ [N] Chiều lực điện từ F xác định theo qui tắc bàn tay trái 10 MỞ ĐẦU 0.2 CÁC ĐỊNH LUẬT DÙNG ĐỂ NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN ● Định luật tồn dịng điện: Tích phân cường độ từ trường theo đường khép kín quanh số mạch điện tổng dòng điện w vòng dây mạch òH.dl = å i = i.w = F l (L) i w 11 CHƯƠNG O: MỞ ĐẦU 0.3 CÁC LOẠI VẬT LIỆU DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN ● Vật liệu dẫn điện Vật liệu dẫn điện dùng để chế tạo phận dẫn điện Vật liệu dẫn điện thường dùng đồng nhơm chúng có điện trở suất nhỏ, giá phải Đồng có điện trở suất nhỏ ρCU < ρAl , chịu gia cơng khí đắt nặng nhơm 12 MỞ ĐẦU 0.3 CÁC LOẠI VẬT LIỆU DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN ● Vật liệu dẫn từ Vật liệu dẫn từ dùng để chế tạo mạch từ máy điện Có nhiều loại vật liệu dẫn từ khác nhau: thép kỹ thuật điện, thép đúc, thép rèn…nhưng chủ yếu thép kỹ thuật điện dày 0,27÷0,5 mm có + Độ từ thẩm lớn + Tổn hao công suất nhỏ pha thêm Silic (2 - 4.5%) Để ¯ tổn hao dịng điện xốy từ trễ sơn cách điện Theo cách chế tạo thép kỹ thuật điện gồm loại: + Cán nóng + Cán nguội Thép cán nguội có độ từ thẩm cao suất tổn hao nhỏ thép cán nóng 13 MỞ ĐẦU 0.3 CÁC LOẠI VẬT LIỆU DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN ● Vật liệu kết cấu Dùng để chế tạo phận chi tiết truyền động kết cấu máy như: trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy Người ta thường dùng gang, thép, kim loại màu, hợp kim vật liệu chất dẻo 14 MỞ ĐẦU 0.3 CÁC LOẠI VẬT LIỆU DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN ● Vật liệu cách điện Để cách điện phần mang điện với với phần không mang điện máy Vật liệu cách điện máy điện phải có cường độ cách điện cao, chịu nhiệt tốt, độ dẫn nhiệt tốt, chống ẩm bền học + Thể rắn: amiăng, mica, sợi thủy tinh + Thể lỏng: dầu biến áp + Thể khí: khơng khí Vật liệu cách điện chia làm cấp theo nhiệt độ cho phép chúng: Cấp cách điện Y A E B F H C Nhiệt độ làm việc cho phép oC 90 105 120 135 150 180 >180 15 MỞ ĐẦU HỆ THỐNG ĐƠN VỊ VÀ CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN Để thuận lợi q trình nghiên cứu, thiết kế, tính tốn máy điện người ta dùng hệ đơn vị tương đối I* = I U P z ; U* = ; P* = ; z* = ; I đm U đm Pđm z đm 16 MỞ ĐẦU 0.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN Việc nghiên cứu máy điện gồm bước sau: Nghiên cứu tượng vật lý xảy máy điện Lập mơ hình tốn, hệ phương trình tốn học mơ tả làm việc máy điện Từ mơ hình tốn thiết lập mơ hình mạch, sơ đồ thay máy điện Từ mơ hình tốn mơ hình mạch, tính tốn đặc tính nghiên cứu máy điện, khai thác sử dụng theo yêu cầu cụ thể 17 BÀI GIẢNG Máy điện sở 1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP NỘI DUNG ĐỊNH NGHĨA, VAI TRỊ VÀ CƠNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CƠ BẢN CỦA MÁY BIẾN ÁP CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỊNH MỨC CỦA MÁY BIẾN ÁP PHÂN LOẠI MÁY BIẾN ÁP CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP ĐẶC TÍNH CỦA CÁC LOẠI ĐCĐ MỘT CHIỀU (1) • Điều chỉnh tốc độ n cách thay đổi từ thơng  Từ phương trình đặc tính M.R u U n  C e  C e C M  Khi tăng Rđc ta giảm từ thơng n n0''' n0'' n0' n0đm ''' '' ' đm Mđm Iưđm M,Iư Như theo phương pháp ta điều chỉnh n  n đm ĐẶC TÍNH CỦA CÁC LOẠI ĐCĐ MỘT CHIỀU (1) • Điều chỉnh n cách thay đổi Rf mạch phần ứng Khi đưa thêm Rf vào mạch phần ứng, đặc tính là: n  n0  R u  R f .M  K n n0 Rf = Rf1 Theo phương pháp n0 = const, tăng Rf độ dốc đặc tính tăng lên, độ thay đổi Rf2 Rf3 Mđm Iưđm M,Iư nhiều tải thay đổi ĐẶC TÍNH CỦA CÁC LOẠI ĐCĐ MỘT CHIỀU (1) • Điều chỉnh n cách thay đổi điện áp U Vì thay đổi U < Uđm, nên giảm U ta họ đặc tính độ dốc (độ cứng) n Uđm >U1 >U2 nđm > n1 > n2 n01 n02 n03  (m)   Phương pháp điều chỉnh n < nđm áp dụng cho động kích từ độc lập Mđm Iđm M,I ĐẶC TÍNH CỦA CÁC LOẠI ĐCĐ MỘT CHIỀU (1) b Đặc tính ĐCĐ1C kích thích nối tiếp Loại động có It = Iư = I =K.I, K = const I < 0,8Iđm, I > 0,8Iđm K giảm xuống ảnh hưởng bão hồ mạch từ M  C M .I u  K M 2  CM  K CM C M U Ru n  C E K  M C E K  U Bỏ qua Rư n ~ M C2 hay M  n 10 ĐẶC TÍNH CỦA CÁC LOẠI ĐCĐ MỘT CHIỀU (1) Vậy đặc tính động điện chiều kích từ nối tiếp có dạng đường hypecbol (đường 1) Từ đường đặc tính ta thấy ĐC kích từ nối tiếp M tăng n giảm nhiều Đặc biệt không tải (I = 0, M = 0), tốc độ có trị số lớn → gãy trục → khơng để tải Khi xét đến bào hịa, đường M = f(n) đường đứt nét 11 ĐẶC TÍNH CỦA CÁC LOẠI ĐCĐ MỘT CHIỀU (1) • Điều chỉnh n cách thay đổi từ thông  Với động kích từ nối tiếp việc thay đổi từ thông  thực cách: - Mắc sun dây quấn kích thích - Điều chỉnh số vịng dây kích thích - Mắc sun vào phần ứng (đường 3) 12 ĐẶC TÍNH CỦA CÁC LOẠI ĐCĐ MỘT CHIỀU (1) • Điều chỉnh n cách thêm Rđc vào mạch phần ứng Lúc điện trở tổng toàn mạch tăng lên nên It = I giảm xuống, đ/c n < nđm, (đường 5) • Điều chỉnh cách thay đổi điện áp Vì đ/c U MC ĐC quay, tốc độ ĐC tăng từ đến giá trị đó, s.đ.đ tăng theo n, ( E = Cetn) Khi E tăng lên I u  UE Ru  Rf giảm xuống, dẫn tới M giảm xuống Iư M giảm theo quy luật hàm mũ, phụ thuộc vào số thời gian R ư-Lư dây quấn phần ứng 19 CÁC PP KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ (1) Tại thời điểm t = t1 Iư = (1,1  1,3)Iđm chuyển mạch sang vị trí 2, cắt bớt phần Rf khỏi mạch phần ứng, dòng điện Iư lại tăng lên, M tăng lên n lại tiếp tục tăng Iư M tăng gần tức thời Rư bé Quá trình tiếp tục toàn Rf cắt khỏi mạch phần ứng tốc độ động đạt đến giá trị định mức 20 CÁC PP KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ (1) • Khởi động cách giảm điện áp Phương pháp khởi động gần giống khởi động nhờ biến trở cần phải có nguồn điều chỉnh điện áp 21