CÁC KHÁI NIỆM, ĐỊNH LUẬT VÀ NGUYÊN LÝ CƠ BẢN, MẠCH TỪ TRONG MÁY ĐIỆN

Các khái niệm cơ bản• Máy điện là tbị điện từ, có nguyên lý làm việc dựa theo định luật cảm ứng điện từ và lực điện từ... Các định luật cơ bản trong máy điện 1/ Định luật cảm ứng điện từ

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

MÃ MÔN : 401041

CHƯƠNG 1:

CÁC KHÁI NIỆM, ĐỊNH LUẬT VÀ NGUYÊN LÝ CƠ BẢN, MẠCH TỪ

CHƯƠNG 1:

1.1 Các khái niệm cơ bản

1.2 Các định luật cơ bản

1.3 Các nguyên lý biến đổi và tính thuận nghịch trong máy điện.

1.4 Tính toán mạch từ.

1.5 Vật liệu chế tạo máy điện

1.6 Tổn hao và làm mát máy điện

1.1 Các khái niệm cơ bản

• Máy điện là tbị điện từ, có nguyên lý làm việc dựa theo định

luật cảm ứng điện từ và lực điện từ.

• Về cấu tạo : bao gồm 2 phần chính là

 Mạch điện : dây quấn máy điện

 Mạch từ : lõi thép

• Máy điện có nhiều loại, được phân loại theo nhiều cách khác

nhau:

- Theo công suất

1.1 Các khái niệm cơ bản

1.2 Các định luật cơ bản

trong máy điện

1/ Định luật cảm ứng điện từ (Faraday Law’s)

a) Trường hợp từ thông biến thiên đâm xuyên qua vòng dây Sức điện động cảm ứng trong 1 vòng dây :

Sức điện động cảm ứng trong N vòng dây :

1/ Định luật cảm ứng điện từ (Faraday Law’s)

b) Trường hợp thanh dẫn chuyển động trong từ trường

Khi thanh dẫn chuyển động thẳng góc với đường sức từ trường, 2 đầu thanh dẫn xuất hiện sức điện động :

e [V]; v [m/s]; B [T]

1.2 Các định luật cơ bản

trong máy điện

2/ Định luật lực điện từ (Laplace law’s)

Khi thanh dẫn mang dòng điện đặt vuông góc với đường sức từ trường, thanh dẫn sẽ chịu một lực điện từ tác động có trị số là

F[N]; B[T]; i[A]; l[m]

1.2 Các định luật cơ bản

trong máy điện

1.3 Nguyên lý chuyển đổi năng lượng

trong máy điện

Nguyên lý máy phát điện

1.4 Tính toán mạch từ

1/ Định luật Ohm từ

Định luật Ohm từ suy từ định

lý Ampere (định luật bảo toàn

dòng điện), phát biểu như sau :

Nếu là từ trường do một tập

hợp dòng điện i1, i2, …, in tạo ra

và nếu C là một đường kín bao

1.4 Tính toán mạch từ

1/ Định luật Ohm từ

Bây giờ xét mạch từ hình sau : Ta có : H.l = W.i

hay :

Vậy: H.l =   = W I = F

i W

B







i

W S

1

















1.4 Tính toán mạch từ

2/ Định luật Kirrchoff 2 mạch từ

Trong trường hợp tổng quát, nếu mạch từ gồm m phần tử ghép nối tiếp; phần tử j có chiều dài j, tiết diện Sj, độ từ thẩm j,

từ trở j ; và nếu ta quấn trên đó n cuộn dây; cuộn k có Wk vòng thì :

Ví dụ:

1.4 Tính toán mạch từ

3/ Định luật Kirrchoff 1 mạch từ

Tại một nút bất kỳ trong mạch từ, tổng từ thông đi vào và ra khỏi nút bằng không  Định luật bảo toàn từ thông.

1.5 Vật liệu chế tạo máy điện

1/ Vật liệu dẫn điện :

Dùng chủ yếu là đồng (Cu) và nhôm (Al) vì chúng có điện trở

bé, chống ăn mòn tốt Tùy theo yêu cầu về cách điện và độ bền

cơ học người ta còn dùng hợp kim của đồng và nhôm Có chỗ còn dùng cả thép để tăng sức bền cơ học và giảm kim loại màu như vành trượt

1.5 Vật liệu chế tạo máy điện

2/ Vật liệu dẫn từ :

• Ở đoạn mạch từ có từ thông biến đổi với tần số 50Hz hoặc 60Hz, người ta dùng thép lá dày 0,350,5mm có pha thêm 25%

Si để giảm tổn hao từ trễ và dòng xoáy Thép lá được chế tạo bằng phương pháp cán nóng hoặc cán nguội Phương pháp cán nguội cho độ từ thẩm cao hơn và tổn hao và tổn hao lõi (từ trễ, dòng xoáy) thấp hơn

• Ở đoạn mạch từ có từ thông không đổi (không bị tổn hao từ trễ

và dòng xoáy), người ta dùng thép đúc, thép rèn

3/ Vật liệu cách điện :

Vật liệu cách điện để cách ly các phần dẫn điện và không dẫn điện, hoặc các phần dẫn điện với nhau Yêu cầu của chúng là khả năng cách điện cao, chịu nhiệt tốt, không bị ẩm và có độ bền cơ Cách điện bọc dây dẫn càng chịu nhiệt cao thì nhiệt độ cho phép của dây dẫn càng lớn và dây càng mang được dòng điện lớn

1.5 Vật liệu chế tạo máy điện

4/ Vật liệu kết cấu:

Vật liệu kết cấu để chế tạo các chi tiết chịu lực cơ học như trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy; thường là gang, thép lá, thép rèn, kim loại màu, chất dẻo…

1.5 Vật liệu chế tạo máy điện

1.6 Tổn hao, phát nóng và làm mát

máy điện

MÁY

Năng lượng đầu vào

P1

Năng lượng đầu ra

P2

Năng lượng

1

2



 P



Hiệu suất

Các loại tổn hao :

- Tổn hao lõi thép p Fe (tổn hao sắt từ) : do dòng xoáy và hiện tượng từ trễ khi có dòng điện xoay chiều đi qua

- Tổn hao đồng p Cu : do dòng điện chạy qua điện trở dây quấn

- Tổn hao cơ do ma sát p mq

Các tổn hao chuyển thành năng lượng gì ? Tác

1.6 Tổn hao, phát nóng và làm mát

máy điện

1.8 Các bước khảo sát máy điện

Việc khảo sát máy điện được tiến hành theo các bước sau :

(1) Khảo sát các hiện tượng vật lý xảy ra trong máy điện (2) Từ các định luật vật lý, viết hệ phương trình toán học

mô tả sự làm việc của máy điện (mô hình toán học)

(3) Từ mô hình toán học, thành lập mạch tương đương của máy điện

(4) Từ mạch tương đương, khảo sát các đặc tính làm