Mời các bạn tham khảo giáo trình Máy điện 1: Phần 1 sau đây để nắm bắt được những kiến thức về nguyên lý cấu tạo máy biến áp; tổ nối dây và mạch từ máy biến áp; quan hệ điện từ trong máy biến áp; máy biến áp làm việc ở tải đối xứng và một số nội dung khác.
ÂẢI HC  NÀƠNG TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA KHOA ÂIÃÛN BÄÜ MÄN : ÂIÃÛN CÄNG NGHIÃÛP ¶ · MẠY ÂIÃÛN Nàm 2005 Låìi nọi âáưu Mạy âiãûn nghiãn cỉïu nhỉỵng ỉïng dủng ca cạc hiãûn tỉåüng âiãûn tỉì nhàòm biãún âäøi nàng lỉåüng Mạy âiãûn l pháưn tỉí quan trng nháút ca báút k thiãút bë âiãûn nàng no Nọ âỉåüc sỉí dủng räüng ri dán dủng, näng nghiãûp, cäng nghiãûp, giao thäng váûn ti, cạc hãû âiãưu khiãøn v tỉû âäüng âiãưu chènh, khäúng chãú Âiãûn nàng âỉåüc sỉí dủng räüng ri mi lnh vỉûc vỗ caùc ổu õióứm sau: ióỷn nng õổồỹc saớn xút táûp trung våïi ngưn cäng sút låïn • Âiãûn nàng cọ thãø truưn ti âi xa våïi hiãûu sút cao • Âiãûn nàng dãù dng biãún âäøi thnh cạc cạc dảng nàng lỉåüng khạc • Nhåì âiãûn nàng cọ thóứ tổỷ õọỹng hoaù moỹi quaù trỗnh saớn xuỏỳt, nỏng cao nàng sút lao âäüng Âiãûn nàng âỉåüc phạt hiãûn cháûm hån cạc nàng lỉåüng khạc, nhỉng våïi viãûc phạt hiãûn v sỉí dủng âiãûn nàng â thục âáøy cạch mảng khoa hc cäng nghãû tiãún v bo sang k ngun âiãûn khê hoạ v tỉû âäüng hoạ Vo cúi thãú k 19, ngnh k thût âiãûn tỉí âåìi v giỉỵa thãú k 20 chãú tảo âỉåüc linh kiãûn âiãûn tỉí cäng sút cọ âiãưu khiãøn, tỉì dọ âiãûn tỉí cäng sút phạt triãùn â thục âáøy v lm thay âäøi táûn gäúc rãù lnh vỉûc k thût âiãûn K thût âiãûn v k thût âiãûn tỉí ho nháûp phạt triãùn, cng våïi cäng nghãû thäng tin â âỉa nãưn sn xút x häüi sang giai âoản kinh tãú tri thỉïc Mạy âiãûn cng khäng âỉïng ngoi sổỷ phaùt trióựn õỏỳy Giaùo trỗnh Maùy õióỷn I naỡy gäưm ba pháưn : Pháưn I cung cáúp cạc kiãún thỉïc vãư mạy biãún ạp Pháưn II cung cáúp cạc kiãún thỉïc chung vãư mạy âiãûn xoay chiãưu Pháưn III cung cáúp cạc kiãún thỉïc ngun l, cáúu tảo, âàûc v ỉïng dủng ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü Giaùo trỗnh Maùy õióỷn I õổồỹc bión soaỷn dổỷa trón kinh nghiãûm ging dảy nhiãưu nàm åí nhọm chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp - Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải Hc Bạch Khoa - Âải Hc  Nàơng v tham kho giaùo trỗnh cuớa caùc trổồỡng baỷn ỏy laỡ giaùo trỗnh âỉa lãn mảng nhàòm giụp cho sinh viãn chun ngnh âiãûn lm ti liãûu tham kho v hc táûp Do trỗnh õọỹ coù haỷn, giaùo trỗnh Maùy õióỷn I khọng trạnh thiãúu sọt, xin hoan nghãnh mi sỉû gọp ca âc Cạc kiãún âọng gọp xin gåíi vãư tạc gi åí nhọm chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp - Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải Hc Bạch Khoa - Âải Hc  Nàơng Bi Táún Låüi Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa Khoa ióỷn - Nhoùm Chuyón mọn ióỷn Cọng Nghióỷp Giaùo trỗnh Biãn soản: MẠY ÂIÃÛN Bi Táún Låüi Chỉång KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ MẠY ÂIÃÛN 0.1 ÂËNH NGHÉA V PHÁN LOẢI 0.1.1 Âënh nghéa Mạy âiãûn l thiãút bë âiãûn tỉì, ngun l lm viãûc dỉûa vo hiãûn tỉåüng cm ỉïng âiãûn tỉ,ì vãư cáúu tảo gäưm mảch tỉì (li thẹp) v mảch âiãûn (dáy qún), dng âãø biãún âäøi cạc dảng nàng lỉåüng cå nàng thnh âiãûn nàng (mạy phạt âiãûn) hồûc ngỉåüc lải âiãûn nàng thnh cå nàng (âäüng cå âiãûn), hồûc dng âãø biãún âäøi cạc thäng säú âiãûn nàng âiãûn ạp, dng âiãûn, táưn säú, säú pha 0.1.2 Phán loải mạy âiãûn Mạy âiãûn cọ nhiãưu loải v cọ nhiãưu cạch phán loải khạc ÅÍ âáy ta phán loải mạy âiãûn dỉûa vo ngun l biãún âäøi nàng lỉåüng sau : Maïy âiãûn ténh : Maïy âiãûn ténh lm viãûc dỉûa vo hiãûn tỉåüng cm ỉïng âiãûn tỉì, sỉû biãún âäøi tỉì thäng cạc cün dáy khäng cọ sỉû chuøn âäüng tỉång âäúi våïi Mạy âiãûn ténh thỉåìng dng âãø biãún âäøi cạc thäng säú âiãûn nàng mạy biãún ạp biãún âiãûn ạp xoay chiãưu thnh âiãûn ạp xoay chiãưu cọ giạ trë khạc, Mạy âiãûn quay (hồûc cọ loải chuøn âäüng thàóng): Mạy âiãûn quay lm viãûc dỉûa vo hiãûn tỉåüng cm æïng âiãûn tæì, læûc âiãûn tæì tæì træåìng vaì dng âiãûn cạc cün dáy gáy Loải mạy náưy dng âãø biãún âäøi dảng nàng lỉåüng cå nàng thnh âiãûn nàng (mạy phạt âiãûn) hồûc ngỉåüc lải âiãûn nàng thnh cå nàng (âäüng cå âiãûn) Quạ trỗnh bióỳn õọứi nng lổồỹng nỏửy coù tờnh thuỏỷn nghởch nghéa l mạy âiãûn cọ thãø lm viãûc åí chãú âäü mạy phạt âiãûn hồûc âäüng cå âiãûn Så âäư phán loải mạy âiãûn thỉåìng gàûp: Mạy âiãûn Mạy âiãûn ténh Mạy âiãûn quay Mạy âiãûn xoay chiãưu Mạy âiãûn âäưng bäü Mạy biãún ạp Mạy phạt âiãûn âäưng bäü Âäüng cå âiãûn âäưng bäü Mạy âiãûn mäüt chiãưu Mạy âiãûn khäng âäưng bäü Mạy phạt âiãûn khäng âäưng bäü Âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü Mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu Âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu 0.2 CẠC ÂËNH LÛT ÂIÃÛN TỈÌ CÅ BN DNG TRONG MẠY ÂIÃÛN Trong nghiãn cỉïu mạy âiãûn ta thỉåìng dng cạc âënh lût sau: âënh lût cm ỉïng âiãûn tỉì, âënh lût lỉûc âiãûn tỉì v âënh lût mảch tỉì Cạc âënh lût nỏửy õaợ õổồỹc trỗnh baỡy giaùo trỗnh vỏỷt lyù, åí âáy nãu lải nhỉỵng âiãøm chênh ạp dủng cho nghiãn cỉïu mạy âiãûn 0.2.1 Âënh lût cm ỉïng âiãûn tỉì Trỉåìng håüp tỉì thäng xun qua vng dáy biãún thiãn Khi tỉì thäng Φ = Φ(t) xun qua vng dáy biãún thiãn vng dáy s cm ỉïng sỉïc âiãûn âäüng (sââ) e(t) Sââ âọ cọ chiãưu cho dng âiãûn sinh tảo tỉì thäng chäúng lải sỉû biãún thiãn ca tỉì thäng sinh noù (hỗnh 0.1) Sõõ caớm ổùng mọỹt voỡng dáy âæåüc theo cäng thæïc Màõcxoen : dΦ [V] (0.1) e=− dt Nãúu cün dáy cọ N vng, sââ cm ỉïng l: dΦ dΨ (0.2) e = −N =− dt dt âọ, Ψ = NΦ [Wb] gi l tổỡ thọng moùc voỡng cuớa cuọỹn dỏy e Hỗnh 0.1 Chiãưu dỉång sââ cm ỉïng ph håüp våïi tỉì thäng theo qui tàõc vàûn nụt chai Trỉåìng håüp dáùn chuøn âäüng tỉì trỉåìng Khi dáùn chuøn âäüng thàóng gọc våïi âỉåìng sỉïc tỉì trỉåìng (âáy l trỉåìng håüp thỉåìng gàûp nháút mạy âiãûn), dáùn cm ỉïng sââ cọ trë säú l: e = Blv (0.3) âọ : B: cỉåìng âäü tỉì cm [T] l : chiãưu di tạc dủng ca dáùn [m] v: täúc âäü daìi dáùn [m/s] Hỗnh 0.2 Xaùc õởnh sõõ caớm ổùng theo qui từc bn tay phi Cn chiãưu sââ cm ỉïng xạc âënh theo qui từc baỡn tay phaới (hỗnh 0.2) 0.2.2 ởnh lût lỉûc âiãûn tỉì Khi dáùn mang dng âiãûn âàût thàóng gọc våïi âỉåìng sỉïc tỉì trỉåìng, dáùn s chëu mäüt lỉûc âiãûn tỉì tạc dủng cọ trë säú l: f = Bil (0.4) Trong âọ, B : cỉåìng âäü tỉì cm, [T] i : dng âiãûn chảy dáùn, [A] l : chiãưu di dáùn, [m] f : lỉûc âiãûn tỉì âo bàòng Niuton, [N] i Hỗnh 0.3 Xaùc õởnh lổỷc õióỷn tổỡ Chióửu cuớa lỉûc âiãûn tỉì f âỉåüc xạc âënh theo qui tàõc baỡn tay traùi (hỗnh 0.3) theo qui từc baỡn tay trại 0.2.3 Âënh lût mảch tỉì Tênh toạn mảch tỉì Âënh lût mảch tỉì: Li thẹp ca mạy âiãûn l mảch tỉì Mảch tỉì l mảch khẹp kên dng âãø dáùn tỉì thäng Âënh lût mảch tỉì l âënh lût dng âiãûn ton pháưn ạp dủng vo mảch tỉì Näüi dung ca âënh lût dng âiãûn ton pháưn sau: i1 i2 i3 r dl r H l(L) i N i1 l1,S1 N1 l2,S2 (L) i2 N Hỗnh 0.4 Minh hoỹa õởnh luỏỷt doỡng õióỷn toaỡn phỏửn Hỗnh 0.5 Maỷch tổỡ õọửng nhỏỳt coù mọỹt cuọỹn dỏy Hỗnh 0.6 Mảch tỉì cọ khe håí khäng khê v hai cün dáy r Nãúu H l vectå cỉåìng âäü tỉì trỉåìng mäüt táûp håüp dng âiãûn i1, i2, ik, , in tảo v nãúu L l mọỹt õổồỡng cong kờn bao quanh chuùng thỗ: r r ∫ Hd l = ∑ i k ( L) r Våïi d l laì âäü dåìi vi phán trãn (L) (hỗnh 0.4) Dỏỳu cuớa ik xaùc õởnh theo qui từc r vàûn nụt chai: Quay cại vàûn nụt chai theo chiãưu d l , chiãưu tiãún ca vàûn nụt chai truỡng vồùi chióửu doỡng õióỷn ik thỗ doỡng õióỷn ik mang dáúu dỉång, cn ngỉåüc lải láúy dáúu ám Âënh lût dng âiãûn ton pháưn ạp dủng vo mảch tỉì õọửng nhỏỳt coù mọỹt cuọỹn dỏy nhổ hỗnh 0.5, ta cọ sau: H.l = Ni = F B 1l Hl = l = Φ = R μΦ Våïi: μ μS Hl = R μ Φ = Ni = F Váûy (0.5) Trong âọ: H[At/m]: Cỉåìng âäü tỉì trỉåìng mảch tỉì B=μH [T] : Tỉì cm (máût âäü tỉì thäng) mảch tỉì μ = μr μo [H/m]: Âäü tỉì tháøm tuût âäúi ca mảch tỉì μo = 4π.10-7[H/m] : âäü tỉì tháøm ca khäng khê μr =μ /μo : Âäü tỉì tháøm tỉång âäúi ca mảch tỉì L[m] : Chióửu daỡi trung bỗnh cuớa maỷch tổỡ N: Sọỳ vng dáy ca cün dáy I[A]: gi l dng âiãûn tỉì họa, tảo tỉì thäng cho mảch tỉì F = Ni [At/m]: gi l sỉïc tỉì âäüng (stâ) H.l : gi l tỉì ạp råi mảch tỉì S[m2] : tiãút diãûn ngang ca mảch tỉì 1l [At/Wb] tỉì tråí ca mảch tỉì Rμ = μS Cng ạp dủng âënh lût dng âiãûn ton pháưn vo mảch tỉì gäưm hai âoản cọ hiãưu di l1 v l2 tiãút diãûn S1 vaỡ S2, hỗnh 0.6, ta coù: H1.l1 - H2.l2 = N1.i1 - N2.i2 Trong âọ: H1,H2[At/m]: Cỉåìng âäü tỉì trỉåìng tỉång ỉïng âoản mảch tỉì 1, l1, l2[m] : Chióửu daỡi trung bỗnh cuớa õoaỷn maỷch tổỡ 1, 2ì i1.N1,i2.N2 [At]: Stâ ca cün dáy 1, Mäüt cạch täøng quạt, mảch tỉì gäưm m âoản ghẹp näúi tiãúp âënh lût mảch tỉì âỉåüc viãút: m m n n j=1 j=1 k =1 k =1 ∑ H jl j = ∑ R μ jΦ = ∑ N k i k = ∑ Fk = F (0.6) âọ, dng âiãûn ik no cọ chiãưu ph håüp våïi chiãưu tỉì thäng Φ â chn theo qui tàõc vàûn nụt chai s mang dáúu dỉång, cn ngỉåüc lải s mang dáúu ám; j - chè säú tãn âoản mảch tỉì; k - chè säú tãn cün dáy cọ dng âiãûn Tênh toạn mảch tỉì: Viãûc toạn mảch tỉì thỉåìng gàûp hai loải bi toạn sau : Baỡi toaùn thuỏỷn : Cho bióỳt tổỡ thọng , tỗm stâ F = Ni âãø tảo tỉì thäng âọ Cạch gii : Tiãún hnh gäưm ba bỉåïc sau :(xẹt mảch tỉì gäưm j âoản näúi tiãúp, tỉì thäng Φ bàòng åí mi tiãút diãûn Sj cạc âoản mảch tỉì ) Bỉåïc 1: Tênh tỉì cm mäùi âoản mảch tỉì : Bj = Φ/Sj ; j l chè säú tãn âoản mảch tỉì Suy cỉåìng âäü tỉì trỉåìng Hj sau: Nãúu âoản mảch tỉì l váût liãûu sàõt tỉì, tra âỉåìng cong tỉì họa B = f(H) õóứ tỗm H Nóỳu õoaỷn maỷch tổỡ laỡ khe hồớ khọng khờ thỗ H0 = B0/o Bổồùc 2: Suy stâ täøng âãø tảo tỉì thäng Φ tỉì cäng thỉïc (0.6): m F = ∑ H jl j (0.7) j=1 Bỉåïc 3: Ty theo bi toạn m ta tỗm õổồỹc doỡng õióỷn i hoỷc sọỳ voỡng dỏy W Baỡi toaùn ngổồỹc : Bióỳt stõ F, tỗm tổỡ thäng Φ Loải bi toạn náưy phỉïc tảp Do váût liãûu tỉì cọ âäü tỉì tháøm μ phủ thüc tỉì thäng Φ nãn tỉì tråí Rμ cng phủ thüc Φ Vỗ chổa bióỳt nón cuợng chổa bióỳt R Phổồng trỗnh (0.6) trồớ thaỡnh: m R j ( ) = F () (0.8) j=1 ỏy laỡ phổồng trỗnh phi tuún, thỉåìng dng phỉång phạp gáưn âụng âãø gii 0.3 CẠC VÁÛT LIÃÛU CHÃÚ TẢO MẠY ÂIÃÛN Váût liãûu chãú tảo mạy âiãûn gäưm váûy liãûu cáúu trục, váût liãûu tạc dủng v váût liãûu cạch âiãûn Váût liãûu cáúu trục l váût liãûu âãø chãú tảo cạc chi tiãút chëu cạc tạc âäüng cå hc trủc, äø trủc, thán mạy, nàõp Váût liãûu tạc dủng l váût liãûu dng âãø chãú tảo nhỉỵng bäü pháûn dáùn âiãûn v tỉì Cn váût liãûu cạch âiãûn dng âãø cạch âiãûn giỉỵa pháưn dáùn âiãûn våïi khäng dáùn âiãûn v giỉỵa cạc pháưn dáùn âiãûn våïi 0.3.1 Váût liãûu dáùn âiãûn Váût liãûu dáùn âiãûn âãø chãú tảo mạy âiãûn tọỳt nhỏỳt laỡ õọửng vỗ chuùng khọng õừt lừm vaỡ cọ âiãûn tråí sút nh Ngoi cn dng nhäm v cạc håüp kim khạc âäưng thau, âäưng phäútpho Dáy âäưng hồûc dáy nhäm âỉåüc chãú tảo theo tiãút âiãûn trn hồûc tiãút âiãûn chỉỵ nháût cọ bc cạch âiãûn Våïi nhỉỵng mạy cọ cäng sút nh v trung bỗnh, õióỷn aùp dổồùi 1000V thổồỡng duỡng dỏy dỏựn boỹc ómay vỗ lồùp caùch õióỷn cuớa noù moớng vaỡ âảt âäü bãưn u cáưu 0.3.2 Váût liãûu dáùn tỉì Váût liãûu dáùn tỉì mạy âiãûn l váût liãûu sàõt tỉì thẹp k thût âiãûn, gang, thẹp âục, thẹp rn ÅÍ cạc pháưn dáùn tỉì cọ tỉì thäng biãún âäøi våïi táưn säú 50Hz thỉåìng dng thẹp laù kyợ thuỏỷt õióỷn daỡy 0,35 ữ 1mm, thaỡnh pháưn thẹp cọ tỉì ÷ 5% silêc âãø tàng âiãûn tråí ca thẹp, gim dng âiãûn xoạy Thẹp k thût âiãûn âỉåüc chãú tảo bàòng phỉång phạp cạn nọng hồûc cạn ngüi Hiãûn thỉåìng dng thẹp cạn ngüi õóứ chóỳ taỷo caùc maùy õióỷn vỗ theùp caùn B ngüi cọ âäü tỉì tháøm cao hån v 2.0 sút täøn hao nh hån thẹp cạn Thẹp KT 1.6 nọng Trón hỗnh 0.7 trỗnh baỡy Theùp õuùc õổồỡng cong tổỡ hoạ ca mäüt säú 1.2 váût liãûu dáùn tỉì khạc Cng mäüt dng âiãûn kêch tỉì, ta tháúy 0.8 Gang thẹp k thût âiãûn cọ tỉì cm låïn 0.4 nháút, sau âọ l thẹp âục v cúi H cng l gang 500 1000 1500 2000 2500 3000 ÅÍ cạc pháưn dáùn tỉì cọ tỉì thäng khäng âäøi thỉåìng dng Hỗnh 0.7 ổồỡng cong tổỡ hoùa cuớa mọỹt sọỳ vỏỷt liãûu tỉì thẹp âục, thẹp rn, hồûc thẹp lạ 0.3.3 Váût liãûu caïch âiãûn Váût liãûu caïch âiãûn maïy âiãûn phi cọ cỉåìng âäü cạch âiãûn cao, chëu nhiãût täút, tn nhiãût täút, chäúng áøm v bãưn vãư cå hc Cạch âiãûn bc dáy dáùn chëu âỉåüc nhiãût âäü cao thỗ nhióỷt õọỹ cho pheùp cuớa dỏy dỏựn caỡng låïn v dáy dáùn chëu âỉåüc dng ti låïn Cháút cạch âiãûn ca mạy âiãûn pháưn låïn åí thãø ràõn v gäưm cọ nhọm: a) Cháút hỉỵu cå thiãn nhiãn giáúy, lủa b) Cháút vä cå amiàng, mica, såüi thy tinh c) Cạc cháút täøng håüp d) Cạc loải men v sån cạch âiãûn Cháút cạch âiãûn täút nháút l mica nhỉng âàõt Giáúy, vi, såüi r nhỉng dáùn nhiãût v cạch âiãûn kẹm, dãù bë ỏứm Vỗ vỏỷy chuùng phaới õổồỹc tỏứm sỏỳy õóứ caùch âiãûn täút hån Càn cỉï âäü bãưn nhiãût, váût liãûu cạch âiãûn âỉåüc chia cạc cáúp sau: - Cáúp Y : Nhiãût âäü cho phẹp l 900C, bao gäưm bäng, giáúy, vi, tå lủa, såüi täøng håüp, khäng âỉåüc táøm sáúy bàòng sån cạch âiãûn - Cáúp A : Nhiãût âäü cho phẹp l 1050C, bao gäưm vi såüi xenlulä, såüi tỉû nhiãn hồûc nhán tảo âỉåüc qua táøm sáúy bàòng sån cạch âiãûn - Cáúp E : Nhiãût âäü cho phẹp l 1200C, bao gäưm mng vi, såüi täøng håüp gäúc hỉỵu cå cọ thãø chëu âæåüc nhiãût âäü tæång æïng - Cáúp B : Nhiãût âäü cho phẹp l 1300C, bao gäưm cạc váût liãûu gäúc mica, såüi thy tinh hồûc amiàng âỉåüc liãûn kãút bàòng sån hồûc nhỉûa gäúc hỉỵu cå cọ thãø chëu âæåüc nhiãût âäü tæång æïng - Cáúp F : Nhiãût âäü cho phẹp l 1550C, giäúng loải B nhỉng âỉåüc táøm sáúy v kãút dênh bàòng sån hồûc nhỉûa täøng håüp cọ thãø chëu âỉåüc nhiãût âäü tỉång ỉïng - Cáúp H : Nhiãût âäü cho phẹp l 1800C, giäúng cáúp B nhỉng dng sån táøm sáúy hồûc cháút kãút dênh gäúc silic hỉỵu cå hồûc cạc cháút täøng håüp cọ kh nàng chëu âỉåüc nhiãût âäü tỉång ỉïng - Cáúp C : Nhiãût âäü cho phẹp l >1800C, bao gäưm cạc váût liãûu gäúc mica, thy tinh v cạc håüp cháút ca chụng dng trỉûc tiãúp khäng cọ cháút liãn kãút Cạc cháút vä cå cọ phủ gia liãn kãút bàòng hỉỵu cå v cạc cháút täøng håüp cọ kh nàng chëu âỉåüc nhiãût âäü tỉång ỉïng Ngoi cn cọ cháút cạch âiãûn åí thãø khê (khäng khê) v thãø lng (dáưu biãún ạp) Khi mạy âiãûn lm viãûc, tạc âäüng ca nhiãût âäü, cháún âäüng v cạc tạc âäüng l họa khạc cạch âiãûn s bë lo họa nghéa l máút dáưn cạc bãưn vãư âiãûn v cå Thỉûc nghiãûm cho biãút, nhiãût âäü tàng quạ nhiãût âäü lm viãûc cho pheùp 8-100C thỗ tuọứi tho cuớa vỏỷt lióỷu caùch õióỷn gim âi mäüt nỉía 0.4 PHẠT NỌNG V LM MẠT MAẽY IN Trong quaù trỗnh bióỳn õọứi nng lổồỹng luọn cọ sỉû täøn hao Täøn hao mạy âiãûn gäưm täøn hao sàõt tỉì (do hiãûn tỉåüng tỉì trãù v dng xoạy) thẹp, täøn hao âäưng dáy qún v täøn hao ma sạt (åí mạy âiãûn quay) Táút c cạc täøn hao nàng lỉåüng âãưu biãún thnh nhiãût lm cho mạy âiãûn nọng lãn Âãø lm mạt mạy âiãûn, phi cọ biãûn phạp tn nhiãût mäi trỉåìng xung quanh Sỉû tn nhiãût khäng nhỉỵng phủ thüc vo bãư màût lm mạt ca mạy m cn phủ thüc vo sỉû âäúi lỉu khäng khê xung quanh hồûc ca mäi trỉåìng lm mạt khạc dáưu mạy biãún ạp Thỉåìng v mạy âiãûn âỉåüc chãú tảo cọ cạc cạnh tn nhiãût v mạy âiãûn cọ hãû thäúng quảt giọ âãø lm mạt Kêch thỉåïc ca mạy, phỉång phạp lm mạt phi âỉåüc toạn v lỉûa chn âãø cho âäü tàng nhiãût ca váût liãûu cạch âiãûn mạy khäng vỉåüt quạ âäü tàng nhiãût cho phẹp, âm bo cho váût liãûu cạch âiãûn lm viãûc láu di, tøi th ca mạy khong 20 nàm Khi mạy âiãûn lm viãûc åí chãú âäü âënh mỉïc, âäü tàng thiãût ca cạc pháưn tỉí khäng vỉåüt quạ âäü tàng nhiãût cho phẹp Khi mạy quạ ti âäü tàng nhiãût ca mạy s vỉåüt quạ nhiãût âäü cho phẹp, vỗ thóỳ khọng cho pheùp maùy laỡm vióỷc quaù taới láu di 0.5 PHỈÅNG PHẠP NGHIÃN CỈÏU MẠY ÂIÃÛN Viãûc nghiãn cỉïu mạy âiãûn gäưm cạc bỉåïc sau: Mä t cạc hiãûn tỉåüng váût l xy mạy âiãûn Dỉûa vo cạc âënh lût váût l, viãút phổồng trỗnh toaùn hoỹc mọ taớ sổỷ laỡm vióỷc cuớa maùy õióỷn où laỡ mọ hỗnh toaùn cuớa maùy õióỷn Tổỡ mọ hỗnh toaùn thióỳt lỏỷp mọ hỗnh maỷch, âọ l så âäư thay thãú ca mạy âiãûn Tổỡ mọ hỗnh toaùn vaỡ mọ hỗnh maỷch, tờnh toaùn cạc âàûc v nghiãn cỉïu mạy âiãûn, khai thạc sỉí dủng theo cạc u cáưu củ thãø ]R R^ & A +U & B +U & C = −3E& m = 3&I m Z m U (5.10) Khi dáy quáún näúi Y, ta coï: & & & U AB = U A − U B & & & U BC = U B − U C & & & U CA = U C − U A A (5.11) & 'A U Tênh: & & & & & & U CA − U AB = ( U C − U A ) − ( U A − U B ) & +U & +U & − 3U & =U A B C &I ao Z mo &A U &B U & 'C U A &C U & A = 3(&I A Z m − U & A) = 3&I m Z m − 3U & 'B U C Váûy: & & & = U AB − U CA + &I Z = U & ' + &I Z U A a m0 A a m0 & & & = U BC − U AB + &I Z = U & ' + &I Z U B b0 m0 B b0 m0 & & & = U CA − U BC + &I Z = U & ' + &I Z U C co mo C co mo B Hỗnh 5-4 ióỷn aùp khọng õọỳi xổùng õióứm trung bë xã dëch (5.12) Tỉì âäư thë vectå hỗnh 5.4 ta thỏỳy : Aớnh hổồớng cuớa doỡng õióỷn thỉï tỉû khäng lm cho âiãøm trung ca âiãûn ạp så cáúp bë lãûch âi mäüt khong bàòng I ao Z mo Phổồng trỗnh cỏn bũng õióỷn aùp phờa thỉï cáúp l: &a =U & A − &I A Z1 + &I a Z −U & 'A + Z mo &I Ao − (&I A1 + &I A )Z1 + (&I a1 + &I a + &I ao )Z =U Vỗ &I A1 = &I a1 ; &I A = −&I a vaì Zmo + Zo = Zto , cho nãn : &a =U & 'A − &I A Z n + &I ao Z to −U (5.13a) Cng tỉång tỉû , ta coï : &b =U & 'B − &I B Z n + &I bo Z to −U &c =U & 'C − &I C Z n + &I co Z to U (5.13b) (5.13c) Ta thỏỳy, tổỡ caùc phổồng trỗnh trãn chỉïng t ràòng, cọ dng âiãûn thỉï tỉû khäng nãn âiãøm trung thæï cáúp mba bë lãûch mäüt khoaíng &I ao Z to låïn hån khoaíng lãûch så cáúp &I ao Z mo Thæûc tãú, sæû khaïc khäng âaïng kãø, vi Z mo ≈ Z to Nhæ váûy : sæû xã dëch âiãøm trung lm : • Âiãûn ạp pha khäng âäúi xỉïng → báút låüi cho ti dng âiãûn ạp pha Âãø haûn chãú xã dëch âiãøm trung tênh, qui âënh : • Doìng dáy trung têng Id < 0,25Iâm • Vồùi tọứ mba ba pha khọng nọỳi Y/Yo vỗ Zmo quạ låïn • Cn mba ba pha ba trủ näúi Y/Y våïi Sâm < 6000kVA Trỉåìng håüp dáy qún näúi Y0/Y0 v Y0/Δ: Trong trỉåìng håüp náưy dng âiãûnh thỉï tỉû khäng täưn tải c hai phêa så v thỉï v cán bàòng nãn khäng sinh tỉì thäng Φ to v E to váûy phổồng trỗnh õióỷn aùp thổù cỏỳp seợ nhổ sau: &a =U & 'A − &I A Z n −U &b =U & 'B − &I B Z n −U &c =U & 'C − &I C Z n −U (5.14) Vỗ : &I A + &I B + &I C = &I d Nãn tỉì (5.14) ta suy âỉåüc : & +U & +U & = Z &I U a b c n d (5.15) Âiãøm trung s bë lãûch mäüt khong I ao Z n = I d Z n Sỉû xã dëch ny laỡ khọng õaùng kóứ vỗ Zn rỏỳt nhoớ 5.3.2 Khi khäng cọ dng âiãûn thỉï tỉû khäng: Trỉåìng håüp ny æïng våïi caïc täø näúi dáy : Y/Y ; Δ/Y ; Y/ ; / Vỗ khọng coù doỡng õióỷn thổù tỉû khäng, hån nỉỵa cạc dng âiãûn thỉï tỉû thûn v ngỉåüc phêa så cáúp v thỉï cáúp cán bàòng nãn khäng cáưn thiãút phi phán têch thnh phán lỉåüng âäúi xỉïng m chè cáưn dng phỉång phạp thäng thỉåìng âãø phán têch âiãûn ạp tỉìng pha Chụ : Khi ti khäng âäúi xỉïng, âiãûn ạp ΔU åí pha khọng bũng nhau, nhổng vỗ Zn nhoớ nón sổỷ khäng cán bàòng vãư âiãûn ạp pha v dáy l khäng nghiãm trng Trãn thỉûc tãú, nãúu ti khäng âäúi xỉïng våïi mỉïc phán lỉåüng thỉï tỉû ngỉåüc v thỉï tổỷ thuỏỷn khọng quaù 5% thỗ õióỷn aùp õổồỹc xem âäúi xỉïng 5.4 NGÀÕN MẢCH KHÄNG ÂÄÚI XỈÏNG CA MBA Ngàõn mảch khäng âäúi xỉïng xy sỉû cäú åí phêa thỉï cáúp mäüt pha bë näúi tàõt våïi dáy trung tênh, hai pha näúi tàõt hồûc hai pha näúi våïi dáy trung Nhỉỵng trỉåìng håüp kãø trãn cọ thãø xem l nhỉỵng trỉåìng håüp giåïi hản ca ti khäng âäúi xỉïng Âãø phán têch cạc trỉåìng håüp ngàõn mảch khäng âäúi xỉïng, ta cng ạp dủng phỉång phạp phán lỉåüng âäúi xỉïng nọi ồớ trón Hỗnh 5.5 trỗnh baỡy kóỳt quaớ phỏn tờch vãư sỉû phán phäúi dng âiãûn giỉỵa cạc pha ca mäüt säú trỉåìng håüp ngàõn mảch khäng cọ dng õióỷn thổù tổỷ khọng (hỗnh 5.5a,b,c) vaỡ coù doỡng õióỷn thổù tổỷ khọng (hỗnh 5.5d,e) 67% 67% 100% T A a 33% A 33% a B 100% 33% 33% 33% C o 67% B c b 33% C c 100% A a a 100% 100% B b b c c 100% C A 100% 100% 100% 100% 100% 100% a b c 100% 100% 100% 100% A 100% B C Hỗnh 5.5 Sổỷ phỏn bọỳ doỡng õióỷn giỉỵa cạc pha ngàõn mảch ]R R^ o B C Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa Khoa Âiãûn - Nhoïm Chuyãn män Âiãûn Cäng Nghiãûp Giaùo trỗnh MAẽY IN Bión soaỷn: Buỡi Tỏỳn Lồỹi Chỉång QUẠ TRÇNH QUẠ ÂÄÜ TRONG M.B.A 6.1 KHẠI NIM CHUNG Quaù trỗnh quaù õọỹ mba laỡ quaù trỗnh mba chuyóứn tổỡ chóỳ õọỹ xaùc lỏỷp nỏửy sang chãú âäü xạc láûp khạc cọ sỉû thay âäøi mäüt cạc âải lỉåüng xạc âënh chãú âäü lm viãûc ca mba : táưn säú, âiãûn ạp, phủ ti Theo úu täú dng âiãûn ngỉåìi ta phán : quạ dng âiãûn v quạ âiãûn ạp 6.2 QỤA DNG ÂIÃÛN Xẹt quạ dng âiãûn xy hai trỉåìng håüp : Âọng mba vo lỉåïi khäng ti Ngàõn mảch âäüt nhiãn 6.2.1 Âọng mba vo lỉåïi khäng ti Ta tháúy : • Lục lm vióỷc bỗnh thổồỡng doỡng õióỷn khọng taới : I0 10 % Iâm • Lục âọng mba vo lỉåïi õióỷn : I0 >> Iõm Vỗ ? Giaớ thổớ õióỷn aùp õỷt vaỡo dỏy quỏỳn sồ cỏỳp (hỗnh 6.1) lục âọng K l: u1 = U1msin(ωt + Ψ0) Ψ0: l gọc pha ca âiãûn ạp lục âọng mba vaỡo lổồùi Phổồng trỗnh cỏn bũng õióỷn aùp cuớa dỏy quáún så laì: dφ (6.1) u1 = U1msin(ωt + Ψ0) = r1i + W1 dt Ta tháúy quan hãû φ = f(i0) laì quan hãû phi φ tuyãún Âãø toạn âån gin, ta gi thiãút φ tè K lãû våïi i0 , nghéa laì : i = W1φ L1 Våïi L1: hãû säú tỉû cm cuớa dỏy quỏỳn sồ Vióỳt laỷi phổồng trỗnh (6.1), ta coï: U1m r dφ sin(ωt + Ψ0 ) = + W1 L1 dt u1 W1 W2 Hỗnh 6.1 Så âäư âọng mba vo lỉåïi âiãûn lục khäng taới Giaới phổồng trỗnh trón, ta coù nghióỷm laỡ: φ = φ’ + φ’’ Thnh pháưn xạc láûp ca tỉì thäng: π φ’ = φmsin(ωt + Ψ0 - ) = - φmcos(ωt + Ψ0) L1 U1m Våïi : φ m = W1 r12 + (ωL1 ) Thnh pháưn tỉì thäng tỉû do: φ = Ce '' − r1 t L1 Xạc âënh hàòng säú C våïi âiãưu kiãûn t = li thẹp cọ tỉì thäng dỉ ±φdỉ, nãn: φ⎮t=0 = (φ’ + φ”)⎮t=0 = - φmcosΨ0 + C = ± φdæ ⇒ C = φmcosΨ0 ± φdæ − r1 t L1 Váûy : φ” = (φmcosΨ0 ± φdæ) e Ta coù, sau giaới phổồng trỗnh : = - φmcos(ωt + Ψ0) + (φmcosΨ0 ± φdỉ) e Tỉì phổồng trỗnh trón ta thỏỳy : r1 t L1 Âiãưu kiãûn thûn låüi nháút âọng mba vo lỉåïi âiãûn l : π Ψ0 = tỉïc âiãûn ạp u1 = U1m v tỉì thäng φdỉ = 0, lục âọ: φ = - φmcos(ωt + Ψ0) = φmsinωt tỉïc l xạc láûp âọng mba vaỡo lổồùi, khọng xaớy quaù trỗnh quaù õọỹ Âiãưu kiãûn báút låüi nháút âọng mba vo lỉåïi âiãûn l : Ψ0 = tỉïc âiãûn ạp u1 = v tỉì thäng φdỉ > 0, lục âọ: φ = - φmcosωt + (φm + φdæ) e Khi t = thỗ = max vỗ r 2φm lục lm viãûc bỗnh thổồỡng, nón luùc nỏửy loợi theùp m.b.a rỏỳt baớo hoỡa vaỡ doỡng tổỡ hoùa I0 quaù trỗnh quaù âäü s ráút låïn, cåỵ 100 láưn dng I0 φ” dổ Hỗnh 6.2 Sổỷ bióỳn thión tổỡ thäng φ(t) lục dọng mảch báút låüi nháút ωt Vấ DU : Luùc bỗnh thổồỡng : I0 = 5%Iõm Luùc qtrỗnh quùa õọỹ : I0 = 5Iõm Mba bë càõt lỉåïi âọng khäng ti 6.2.2 Quạ dng âiãûn ngàõn mảch ÅÍ âáy chè xeùt quùa trỗnh quùa õọỹ tổỡ luùc bừt õỏửu xaớy ngàõn mảch âãún thnh láûp chãú âäü ngàõn maỷch xaùc lỏỷp Tờnh doỡng õióỷn In ồớ quùa trỗnh quïa âäü xn in rn Våïi rn = r1 + r’2 xn = x1 + x’2 = ωLn u1 u1 Hỗnh 6.3 Sồ õọử luùc mba bở ngừn maỷch Vióỳt phổồng trỗnh cỏn bũng õióỷn aùp : u1 = U1msin(t + Ψn) = rn i n + L n di n dt Trong âọ Ψn: l gọc pha ca âiãûn ạp lục mba xy ngàõn mảch Gii phỉång trỗnh trón vồùi õióửu kióỷn ban õỏửu t = thỗ in = 0, ta õổồỹc : in = i + i’’ = − 2I n cos(ωt + Ψn ) + 2I n cos Ψn e U1 våïi : I n = rn2 + (ωL n ) − rn t Ln Ngàõn mảch xy báút låüi nháút Ψn = 0, våïi rn