BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆN (IUH)

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆN (Electrical machines) TP HCM, 08/2016 TỔNG QUAN Mục tiêu mơn học: Sau hồn tất học phần sinh viên nắm được những kiến thức lý thút máy điện Nội dung mơn học: Trang bị cho sinh viên kiến thức về:  Cấu tạo, ngun lý hoạt động loại máy điện  Các quá trình biến đởi lượng xảy các loại máy điện  Tính toán các thơng sớ đặc trưng máy điện TỔNG QUAN Tài liệu học tập: Giáo trình “Lý thút máy điện”- Trường Đại học cơng nghiệp TP.HCM Tài liệu tham khảo: [1] Trần Thế San, Ngũn Trọng Thắng, Máy điện mạch điều khiển, NXB KHKT, 2000 [2] Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Ngũn Văn Sáu, Máy điện 1,2, NXB Hà Nội, 2000 [3] Ngũn Trọng Thắng, Ngũn Thế Kiệt, Cơng nghệ chế tạo tính tốn sửa chữa máy điện, NXB KHKT, 2000 [4] Eugenec Lister, Electric Circuits and machines, Mc.Graw Hill, 1992 TỔNG QUAN Nhiệm vụ sinh viên: Tham dự học, thảo luận, kiểm tra, thi theo qui chế 04/1999/QĐ-BGD&ĐT, qui định 25/2006/QĐBGD&ĐT qui chế học vụ hiện hành nhà trường - Dự lớp: 75% - Bài tập: lớp nhà NỘI DUNG Chương Khái niệm chung về máy điện tiết Chương Máy biến áp 12 tiết Chương Máy điện khơng đờng bợ tiết Chương Máy điện mợt chiều 12 tiết Chương Máy điện đờng bợ tiết 45t C.1 C.2 C.3 C.4 C5 Chƣơng 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN Định nghĩa phân loại Các định luật dùng máy điện Mạch từ Các vật liệu chế tạo máy điện Các đại lượng định mức máy điện Chƣơng 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 1.1 Định nghĩa phân loại 1.2 Các định luật dùng máy điện 1.3 Mạch từ 1.4 Các vật liệu chế tạo máy điện 1.5 Các đại lượng định mức máy điện Chƣơng 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 1.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI Đònh nghóa Máy điện thiết bò điện từ làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện từ, cấu tạo gồm mạch từ (lõi thép) mạch điện (các dây quấn), dùng để biến đổi dạng lượng Phân loại a) Máy điện tónh b) Máy điện có phần động quay chuyển động thẳng Chƣơng 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 1.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI (TT) SƠ ĐỒ PHÂN LOẠI CÁC MÁY ĐIỆN THƯỜNG GẶP Chƣơng 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 1.2 CÁC ĐỊNH LUẬT ĐIỆN TỪ CƠ BẢN DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN Đònh luật cảm ứng điện từ a) Trường hợp từ thông biến thiên xuyên qua vòng dây Khi từ thông biến thiên xuyên qua vòng dây dẫn, vòng dây cảm ứng sđđ Nếu chọn chiều sđđ cảm ứng phù hợp với chiều từ thông theo quy tắc vặn nút chai Nếu cuộn dây có W vòng sđđ cảm ứng cuộn dây: Đơn vị: Wb (Vêbe) Chƣơng 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3.1.1 Khái niệm Ngun lý làm việc: Khi ta đưa dòng điện kích thích chiều it vào dây q́n kích thích đặt cực từ dòng điện tạo nên từ thơng t Nếu ta quay rơto lên đến tốc độ n(vòng/phút) từ trường t.sẽ qt qua dây q́n phần ứng cảm ứng bên dây dẫn sđđ dòng điện phần ứng biến thiên với tần số: f1  p.n / 60 Trong p số cặp cực máy Chƣơng 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3.1.1 Khái niệm Ngun lý làm việc: Khi máy làm việc dòng điện phần ứng Iư chạy dây q́n pha tạo nên từ trường quay Từ trường quay với tốc độ: n1  60 f / p Vì n = n1 nên người ta gọi máy phát đồng Chƣơng 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3.1.2 Từ trường máy điện đồng Từ trường máy điện đồng bao gồm: Từ trường cực từ Ft dòng điện kích thích it Từ trường phần ứng Fư dòng điện phần ứng Iư gây Khi khơng tải (I = 0), máy có từ trường Ft Nếu roto quay Ft qt qua dây q́n stato cảm ứng nên S.đ.đ khơng tải E0 Khi có tải (I ≠0) , máy ngồi Ft có Fư Với máy pha Fư từ trường quay, từ trường bao gồm từ trường từ trường bậc cao Chƣơng 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3.1.2 Từ trường máy điện đồng Các từ trường tạo từ thơng t qua khơng khí móc vòng với dây q́n stato có từ thơng tản t cực từ Từ thơng móc vòng xun qua cuộn dây aa’ stato:   N kd .cost N số vòng dây cuộn dây aa’ Kd hệ số dây q́n Chƣơng 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3.1.2 Từ trường máy điện đồng Sức điện động hai đầu cuộn dây: d a ea    Nkd  sin t dt  Emax sin t Với: Emax = Nkd = N.2f.kd Giá trị hiệu dụng sđđ là: E = 4,44.f.N.kd Chƣơng 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3.1.3 Mơ hình máy phát điện đồng Phương trình điện áp máy phát điện là: U  E  I ( R  jX ) Với: U điện áp đầu cực MF E sđđ phần ứng MF R, X điện trở điện kháng phần ứng máy phát Từ phương trình người ta xây dựng mơ hình tổng trở máy phát điện đồng bộ: Chƣơng 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3.1.3 Mơ hình máy phát điện đồng Do điện trở nhỏ rất nhiều so với điện kháng bỏ qua thành điện trở Khi mơ hình MF đồng nối vào nút có cơng śt vơ lớn sau: Phần trăm điện áp khơng tải: Người ta dựa vào U% để xác định chế độ làm việc MF có nên cắt tải khơng Chƣơng 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3.1.3 Mơ hình máy phát điện đồng Giản đồ vectơ điện áp trường hợp tải sớm pha, trễ pha pha sau: Tải sớm pha Tải trễ pha Tải pha Chƣơng 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3.1.4 Đặc tính góc máy phát điện đồng Đặc tính góc cơng śt tác dụng Khi E = const U = const P = f() Với  góc tải E U Cơng śt đầu cực máy phát là: P = mUIcosφ với với φ = –  Với máy cực lồi: E  U cos Id  xd U sin  Iq  xq Chƣơng 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3.1.4 Đặc tính góc máy phát điện đồng Do đó: mU mEU mU P sin  cos  sin   sin  cos xq xd xd mEU mU 1 P sin   (  )sin 2  Pe  Pu xd xq xd Chƣơng 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3.1.4 Đặc tính góc máy phát điện đồng Cơng śt tác dụng máy phát đồng cực lồi gồm hai thành phần Pe Pu Pe tỉ lệ với sin phụ thuộc vào kích từ Pu tỉ lệ với sin2 khơng phụ thuộc vào kích từ Do mất kích từ cơng śt tác dụng lượng nhỏ Pu mEU mU 1 P sin   (  )sin 2  Pe  Pu xd xq xd Chƣơng 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3.1.4 Đặc tính góc máy phát điện đồng Với máy cực ẩn xd = xq nên: mEU P sin  X Động Máy phát Chƣơng 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3.1.4 Đặc tính góc máy phát điện đồng Đặc tính góc cơng śt phản kháng Thay xd xq vào ta có: Chƣơng 5: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3.1.4 Đặc tính góc máy phát điện đồng Đặc tính góc cơng śt phản kháng Khi -θ'[...]... KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 1.2 CÁC ĐỊNH LUẬT ĐIỆN TỪ CƠ BẢN DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN 2 Đònh luật lực điện từ  Khi thanh dẫn mang dòng điện đặt thẳng góc với đường sức từ trường, thanh dẫn sẽ chòu một lực điện từ tác dụng, có trò số là: B: là cường độ từ cảm, tính bằng Tesla (T); I: là cường độ dòng điện, tính bằng Ampe (A) L: chiều dài tác dụng của thanh dẫn, tính bằng mét (m); F: là lực điện từ, tính bằng... tính bằng Niutơn (N)  Chiều của lực điện từ được xác đònh theo quy tắc bàn tay trái Chƣơng 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 1.3 CÁC VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN 1.3.1 Vật liệu dẫn điện 1.3.2 Vật liệu dẫn từ 1.3.3 Vật liệu cách điện Chƣơng 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 1.3 CÁC VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN 1.3.1 Vật liệu dẫn điện Vật liệu dẫn điện để chế tạo máy điện tốt nhất là đờng, ngồi ra... nêu các loại máy điện được sử dụng tại gia đình bạn, phân tích các bợ phận và chỉ ra bợ phận nào được chế tạo bằng vật liệu cách điện? Chƣơng 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 1.4 CÁC ĐẠI LƢỢNG ĐỊNH MỨC TRONG MÁY ĐIỆN Câu hỏi: Các đại lượng chính trong máy điện? Chƣơng 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN TỔNG KẾT 1.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI 1.2 CÁC ĐỊNH LUẬT ĐIỆN TỪ CƠ BẢN DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN 1.3 CÁC... LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN 1.4 CÁC ĐẠI LƢỢNG ĐỊNH MỨC TRONG MÁY ĐIỆN Chƣơng 02: MÁY BIẾN ÁP (MBA) 2.1 Khái niệm chung và phân loại máy biến áp 2.2 Máy biến áp một pha 2.2.1 Cấu tạo và ngun lý làm việc của máy biến áp một pha 2.2.2 Sơ đồ thay thế của máy biến áp một pha 2.2.3 Tính tốn các thơng số trên sơ đồ thay thế máy biến áp một pha 2.2.4 Độ biến thiên điện áp khi có tải của máy biến... đờng, ngồi ra còn dùng nhơm và các hợp kim khác như đờng thau Câu hỏi: Hãy nêu các loại máy điện được sử dụng tại gia đình bạn, phân tích các bộ phận và chỉ ra bộ phận nào có điện chạy qua? Chƣơng 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 1.3 CÁC VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN 1.3.2 Vật liệu dẫn từ Vật liệu dẫn từ trong máy là vật liệu sắt từ như thép kỷ thuật điện, gang, thép đúc, thép rèn… Trong thành phần... áp một pha 2.2.5 Hiệu śt của máy biến áp một pha Chƣơng 02: MÁY BIẾN ÁP (MBA) 2.3 Máy biến áp ba pha 2.3.1 Tỉ số máy biến áp 2.3.2 Tính tốn các thơng số trên sơ đồ thay thế máy biến áp ba pha 2.3.3 Độ biến thiên điện áp khi có tải của máy biến áp ba pha 2.3.4 Hiệu śt của máy biến áp ba pha 2.3.5 Ý nghĩa của tổ đấu dây máy biến áp ba pha 2.3.6 Điều kiện máy biến áp ba pha làm việc... cách điện: dùng đưa nguồn vào máy biến áp và đưa nguồn từ máy biến áp ra o Bộ chuyển mạch: dùng điều chỉnh điện áp của máy biến áp Chƣơng 02: MÁY BIẾN ÁP (MBA) 2.1 Khái niệm chung và phân loại máy biến áp 2.1.2 Phân loại máy biến áp Các kiểu kết nối ba pha: Hình 12: Nối D/d o Sử dụng cho điện áp trung bình như trong công nghiệp o Nếu một máy biến áp bò hư thì hai máy biến áp còn lại có thể được... KV) :Điện áp dây đònh mức sơ cấp U2đm(V, KV) Điện áp dây thứ cấp đònh mức._ là điện áp dây bên thứ cấp của MBA khi không tải và điện áp đặt vào sơ cấp là đònh mức Sđm (VA, KVA), Cơng suất định mức là cơng suất biểu kiến phía thứ cấp của máy biến áp: đặc trưng cho khả năng chuyển tải năng lượng của máy - MBA 1 pha: Sđm - MBA 3 pha: Sđm U1đm I1đm 3U1đm I1đm U 2đm I 2đm ; 3U 2 đm I 2 đm ;  Dòng điện. .. bộ máy Chƣơng 02: MÁY BIẾN ÁP (MBA) 2.1 Khái niệm chung và phân loại máy biến áp 2.1.2 Phân loại máy biến áp b Máy biến áp 3 pha mạch từ chung Ngoài hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn còn có: o Ống bảo hiểm: khi có sự cố xảy ra thì nó sẽ phá mảnh thủy tinh phun ra ngoài mà không phá vỡ vỏ máy o Dầu máy biến áp: giải nhiệt và cách điện o Ống dầu: tăng cường giải nhiệt o Sứ cách điện: ... 2-5% silic để tăng điện trở của thép, giảm dòng điện xốy Chƣơng 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 1.3 CÁC VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN 1.3.3 Vật liệu cách điện Vật liệu cách điện trong máy điện phải có cường đợ cách điện cao, chịu nhiệt tốt, tản nhiệt tốt, chống ẩm và bền về cơ học Chất cách điện của máy điện thường ở thể rắn và có 4 nhóm sau:  Chất hữu cơ thiên nhiên như giấy, lụa  Chất