Bài giảng thiết bị điên, điện tử

KỸ THUẬT ĐIỆN Bộ môn: THIẾT BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ PHẦN II MÁY ĐIỆN Chương Những khái niệm Máy Điện Định nghĩa, phân loại công dụng Hai định luật máy điện Vật liệu chế tạo máy điện Tổn hao làm mát máy điện Chương / Chương i1 – Định nghĩa, phân loại công dụng Định Nghĩa: Máy điện thiết bị điện mà q trình lượng dựa theo tượng cảm ứng điện từ Phân Loại: a Theo ngyên lý biến đổi lượng biến đổi tĩnh khơng có chuyển động tương đối cuộn dây máy điện, chủ yếu dùng để biến đổi thông số dòng điện biến đổi điện Có chuyển động tương đối cuộn dây MĐ SC nhỏ: P < 0,6 kW b Theo Công suất CS vừa: P < 200 kW CS lớn: P > 200 kW c Theo Tốc độ chậm: n < 300 V/phút trung bình: n < 1500 V/phút Cao: n > 1500 V/phút Chương i1 – Định nghĩa, phân loại công dụng Công dụng: Sử dụng rộng rãi kt quốc dân: - Máy phát điện - Động không đồng nhà máy công nghiệp - Truyền tải điện xa - Thiết bị dân dụng - … Chương i2 – Hai định luật máy điện Định luật cảm ứng điện từ  a Khi có từ thơng biến thiên xun qua vòng dây d e   Độ lớn sđđ Vòng dây dt Chiều : Qui tắc vặn nút chai e ecd Với cuộn dây có W vòng Độ lớn sđđ ecd   W d dt  W Chương i2 – Hai định luật máy điện b Khi thạnh dẫn chuyển động cắt qua từ trường: Độ lớn: e = Bl v Chiều: Quy tắc bàn tay phải Định luật lực điện từ Độ lớn: Chiều: Fđt = Bli Quy tắc bàn tay trái N AB  l  B  f ®t A e S B A  B i B  v Chương i3 – Vật liệu chế tạo máy điện Vật liệu dẫn điện Đồng, nhôm Vật liệu cách điện Độ cách điện cao Yêu cầu Chịu nhiệt, dẫn nhiệt tốt Mềm, dẻo có độ bền định Phân loại theo cấp chịu nhiệt [ to] Y A E B F H C 90 105 120 135 150 180 >180 Vật liệu dẫn từ ~ = thép KTĐ = (0,3 0,5) mm thép dày thép khối Chương i3 – Vật liệu chế tạo máy điện l Vật liệu dẫn từ i - Từ hóa lõi thép w - Tính chất vật liệu sắt từ: + độ từ thẩm  B H B, Đường cong khử từ + có tượng bão hòa từ + có từ dư : B < 5% B  mềm o bh Bo > 5% Bbh  cứng + có tượng từ trễ a Bdư b + có tổn hao q trình từ hóa Pst  U f  Bbh Đường cong từ hóa đầu (    1) -Giảm tổn hao sắt từ máy điện, giảm dòng fucơ  ghép lõi thép KTĐ mỏng c Hbh H,i Chương i3 – Vật liệu chế tạo máy điện  Bài toán mạch từ i1 i1 i2 H1, l1 W1  Hdl   k  n  Hdl  i k  W2  i1  i i2 k 1  H1l1  H l  W1i1  W2i k  n1 Tổng quát:  k 1 F: sức từ động kn2 H k lk   H2, l2 W kik  F  = f(F) k 1 F Chương i4 – Tổn hao làm mát máy điện Tổn hao: P1 – P2 = P  chuyển thành nhiệt  P  P st  Pdong P1 Hiệu suất: Pra P1   Pvao P2 Làm mát: + làm mát đối lưu tự nhiên + làm mát quạt cưỡng + dầu biến áp/ nước/ khí hóa lỏng P2 KỸ THUẬT ĐIỆN 5.5 – Tia lửa điện chổi than vành góp Hiện tượng: - Có tiếp xúc trượt chổi than vành góp - Có dòng điện chạy qua tiếp xúc trượt  Dòng điện lớn đến giá trị định xuất tia lửa điện Nguyên nhân: A – Nguyên nhân khí: * Cổ góp: khơng tròn, khơng nhẵn, mòn * Chổi than: khơng đủ lực ép, khơng chủng loại, mòn 11 Bộ môn TBĐ - ĐT 5.5 – Tia lửa điện chổi than vành góp KỸ THUẬT ĐIỆN B – Nguyên nhân điện từ: Do trình đổi chiều dòng điện phần tử đổi chiều * Q trình đổi chiều: a N + n 1 Iư n 2 Iư n Tại (2) phần tử a có sđđ: e p  e L  e M  eq Sđđ phản kháng Iư Iư di dt di eM   M dt eq  B.l v eL   L + nmf + + +      S Sđđ tự cảm Sđđ hỗ cảm Sđđ quay Dòng điện sđđ phản kháng sinh bị ngắt thời điểm (3)  tia lửa điện KỸ THUẬT ĐIỆN 5.5 – Tia lửa điện chổi than vành góp Biện pháp khắc phục: - Triệt tiêu sức điện động phản kháng phần tử đổi chiều  Sử dụng cực từ phụ: + đặt cực từ + nằm vùng đổi chiều + sinh từ thông cho phần tử đổi chiều cảm ứng sđđ ephụ = ep ngược chiều với ep  dây quấn phụ nối tiếp với dây quấn phần ứng N Cực từ phụ + + nmf + + +      S  Dịch chổi than phía đường trung tính vật lý , sử dụng dây quấn bù 13 Bộ môn TBĐ - ĐT 5.5 – Tia lửa điện chổi than vành góp KỸ THUẬT ĐIỆN Iư n * Sử dụng cực từ phụ: S N U * Dịch chổi than phía đường trung tính vật lý , sử dụng dây quấn bù n - + n Iư 14 Bộ môn TBĐ - ĐT 5.6 – Phân loại máy điện chiều KỸ THUẬT ĐIỆN Dựa mối quan hệ điện dây quấn kích từ dây quấn phần ứng MĐ1 chiều kích từ độc lập: kt Phần ứng MĐ1 chiều kích song song: kt U Ukt Phần ứng U R điều chỉnh MĐ1 chiều kích nối tiếp: MĐ1 chiều kích hỗn hợp: song song + nối tiếp kt Phần ứng U độc lập + nối tiếp 15 Bộ môn TBĐ - ĐT 5.7 – Máy phát điện chiều KỸ THUẬT ĐIỆN Quá trình thành lập điện áp cực máy phát chiều: * Điều kiện: n  const Iu  Tốc độ quay không đổi Khơng tải kt 1.a – Máy phát chiều kích từ độc lập Rđc U Ikt + roto quay với tốc độ n + Ukt + tăng dần Ikt  0 tăng  Eu  ke .n Phần ứng - Eu  U  U0 U0 Edư Ikt 16 Bộ môn TBĐ - ĐT 5.7 – Máy phát điện chiều KỸ THUẬT ĐIỆN 1.b – Máy phát chiều kích từ song song Điều kiện: * Phải có từ dư dư  Edu  k e  du n kt Phần ứng U Edu  Ikt   * Từ thông  phải chiều với dư R điều chỉnh  tăng  U tăng Mạch kích từ: U  I kt Rkt Rkt  Rdâykt  Rchôithan Eư U  I kt Rkt Nếu đường U  I kt Rkt tiếp tuyến với U  f ( I kt ) U  f ( I kt )  Đường tới hạn * Rkt  Rth th Edư  Ikt 17 Bộ môn TBĐ - ĐT 5.7 – Máy phát điện chiều KỸ THUẬT ĐIỆN Đặc tính máy phát chiều: Là quan hệ điện áp cực máy phát với dòng điện tải I kt  const Điều kiện: n  const Phương trình điện: Eu  k e .n Ru  Rdâyu  Rtx  Pphu  ( Rbù  Rkt ) kt U  Eu  I u Ru 2.a – Máy phát chiều kích từ độc lập Ikt Phần ứng I  Iu Eu I  Iư   Iư.Rư   U U0 U Ztải + Ukt - Khi tăng tải : Phản ứng phần ứng tăng: Rđc I Iư KTĐL     Eư   U  I 18 Bộ môn TBĐ - ĐT KỸ THUẬT ĐIỆN 5.7 – Máy phát điện chiều 2.b – Máy phát chiều kích từ song song Ikt I u  I  I kt kt Do Ikt