Bài giảng kỹ thuật điện chương 6 khái niệm chung về máy điện

MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN CHƯƠNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 6.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI a) Định nghĩa: Máy điện thiết bị điện từ, nguyên lý làm việc dựa tượng cảm ứng điện từ, cấu tạo gồm hai phần mạch từ (lõi thép) mạch điện (các dây quấn) Về công dụng dùng để biến đổi dạng lượng (động cơ, máy phát điện) hay biến đổi thông số điện (máy biến áp, máy biến tần …) Máy điện có tính thuận nghịch b) Phân loại dựa vào nguyên lý biến đổi lượng sau: Máy điện tĩnh: Không có chuyển động tương đối cuộn dây Dùng để biến đổi thông số điện (I, U, ) Ví dụ máy biến áp Máy điện quay: nguyên lý làm việc dựa tượng cảm ứng điện từ, lực từ điện Từ trường dòng điện cuộn dây có chuyển động tương nhau: động cơ, máy phát SƠ ĐỒ PHÂN LOẠI MÁY ĐIỆN Máy điện Máy điện tĩnh Máy điện quay Máy điện AC Máy không đồng Máy biến áp Máy phát KĐB Động KĐB Máy điện DC Máy đồng Máy phát ĐB Động ĐB Máy phát DC Động DC 6.2 CÁC VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN a) Vật liệu dẫn điện: chế tạo phận dẫn điện (các cuộn dây) thường dùng đồng hay nhôm Dây đồng thường có tiết diện tròn hay hình chữ nhật, có bọc cách điện sợi vải, thủy tinh, giấy, nhựa, sơn êmay b) Vật liệu cách điện: dùng để cách ly phận dẫn điện không dẫn điện hay phận dẫn điện với Yêu cầu phải chịu nhiệt tốt, tản nhiệt tốt, chống ẩm, bền học Thường dùng giấy, vải, mica, sợi thuỷ tinh, sơn êmay, dầu cách điện Vật liệu cách điện chia thành cấp theo độ bền nhiệt (A, E, B, F…) c) Vật liệu kết cấu : để chế tạo chi tiết khí trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy Thường dùng gang, thép lá, thép rèn, hợp kim hay chất dẻo d) Vật liệu dẫn từ: để chế tạo phận mạch từ, thường dùng vật liệu sắt từ thép kỹ thuật điện, thép thường, thép đúc, thép rèn (thường hợp kim Fe-Ni- Al…) Một số tính chất vật liệu sắt từ : 1) Đường cong từ hoá : B = B0 +B’ B : từ trường tổng; B0 : từ trường ban đầu ; B’ : từ trường riêng Cảm ứng từ B’ không tỷ lệ thuận với cường độ từ trường H hay dòng điện từ hoá I0 , mà đạt giá trị bão hòa Ibh (tức tiếp tục tăng I0 B’ không tăng nữa) 2) Độ từ thẩm tỷ đối :  = B / B0 = (B0 + B’) / B0 ; max  k.104 B’ max B’bh Ibh H (I0) H (I0) 3) Mọi chất sắt từ có tính từ dư (Bdư) Khi cắt bỏ từ trường (I0 = hay H = 0), sắt từ giữ từ tính Khảo sát chu trình từ trễ hình vẽ Bd : cảm ứng từ dư B HK : cường độ từ trường khử từ Các đại lượng  max , Bd, HK đặc trưng sắt từ Theo đặc điểm chu trình từ trễ, sắt từ chia làm loại: Bd -HK A H HK Hbh A’ Sắt từ cứng: HK lớn, từ dư Bdư Chu trình từ trễ lớn khó khử từ  dùng luyện nam châm vĩnh cửu Sắt từ mềm: HK nhỏ, từ dư Bdư lớn dễ khử từ  dùng làm lõi nam châm điện, máy điện 6.3 MẠCH TỪ – ĐỊNH LUẬT MẠCH TỪ a) Mạch từ : tập hợp vật hay miền không gian tập trung từ trường ( tức miền đó, từ trường có cường độ nhỏ không đáng kể) Xét mạch từ đồng thép kỹ thuật điện có dây quấn hình vẽ Aùp dụng định luật dòng điện toàn I phần ta có Hl = wI Với H (A/m): cường độ từ trường l: chiều dài trung bình mạch từ w: số vòng dây ; I: dòng điện qua cuộn dây wI wI H  B  μ 0μH  μ 0μ l l μ 0μwIS wI Em    BS    l Rm l μ 0μ S Trong đó: Em : suất từ động Rm : từ trở Hl =wI : từ áp b) Định luật mạch từ : Mạch từ có n đoạn m cuộn dây ta có n m H l  w i k k k 1 j j j1 Quy ước: dòng điện ij có chiều phù hợp với chiều chọn theo quy tắc vặn nút chai lấy dấu dương, không phù hợp mang dấu âm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN 1) Nghiên cứu tượng vật lý xảy máy điện 2) Dựa vào định luật vật lý viết hệ phương trình toán học diễn tả làm việc máy điện (Mô hình toán) 3) Từ mô hình toán, thiết lập mô hình mạch (sơ đồ thay thế) 4) Từ mô hình toán mô hình mạch, tính toán đặc tính nghiên cứu chế độ làm việc máy điện  ... ĐỒ PHÂN LOẠI MÁY ĐIỆN Máy điện Máy điện tĩnh Máy điện quay Máy điện AC Máy không đồng Máy biến áp Máy phát KĐB Động KĐB Máy điện DC Máy đồng Máy phát ĐB Động ĐB Máy phát DC Động DC 6. 2 CÁC VẬT... dạng lượng (động cơ, máy phát điện) hay biến đổi thông số điện (máy biến áp, máy biến tần …) Máy điện có tính thuận nghịch b) Phân loại dựa vào nguyên lý biến đổi lượng sau: Máy điện tĩnh: Không... đổi thông số điện (I, U, ) Ví dụ máy biến áp Máy điện quay: nguyên lý làm việc dựa tượng cảm ứng điện từ, lực từ điện Từ trường dòng điện cuộn dây có chuyển động tương nhau: động cơ, máy phát SƠ