Bài giảng kỹ thuật điện Nguyễn Kim Đính

ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC 1.Tên Môn Học: Kỹ Thuật Điện 2.Ngành Học: 3.Số Tiết: 4.Đánh Giá: Không Chuyên Điện 42 • Kiểm Tra Học Kỳ: 20% • Thi cuối Học Kỳ: 80% Giáo Trình: [1] Nguyễn Kim Đính – Kỹ Thuật Điện – Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TPHCM 2007 [2] Nguyễn Kim Đính – Bài Tập Kỹ Thuật Điện NỘI DUNG MÔN HỌC CHƯƠNG 1.Điện Khái CHƯƠNG Mạch Điện hình sin 3.SinCác phương pháp CHƯƠNG CHƯƠNG CHƯƠNG CHƯƠNG CHƯƠNG CHƯƠNG CHƯƠNG niệm chung Mạch Mạch Điện ba pha 5.Điện Khái niệm chung Máy Biến Áp 7.Pha Động Cơ Không giải Mạch Máy Đồng Bộ Ba Máy Phát Đồng Bộ Ba Pha Máy Điện Một Chiều 3/3 NỘI DUNG CHI TIẾT Khái Niệm Chung Mạch Điện 1.1 Các Thành Phần Mạch Điện 1.2 Cấu Trúc Mạch Điện 1.3 Các Thông Số Chế Độ Phần Tử 1.4 Các loại Phần Tử Cơ Bản Mạch Điện Hình Sin 1.5 Hai Định Luật Kirchhof 2.1 Khái Niệm Chung Hàm Sin 2.2 Áp Hiệu Dụng Dòng 2.3 Biểu Diễn Áp Sin Dòng Sin Vectơ 2.4 Quan Hệ Áp - Dòng Tải 2.5 Tổng Trở Vectơ Tam Giác Tổng Trở Tải 2.6 Công Suất Tiêu Thụ Tải 2.7 Biểu Diễn Vectơ Áp, Dòng, Tổng Trở, Công Suất 2.8 Hệ Số Công Suất 2.9 Đo Công Suất Tác Dụng Watlkế 2.10 Số Phức 2.11 Biểu Diễn Mạch Sin Số Phức Các Phương Pháp Mạch Sin 3.1 Khái Niệm Chung Giải 3.2 Phương Pháp Ghép Nối Tiếp Chia Áp 3.3 Phương Pháp Ghép Song Song Chia Dòng 3.4 Phương Pháp Biến Đổi Y ↔ ∆ 3.5 Phương Pháp Dòng Mắt Lưới 3.6 Phương Pháp Áp Nút 3.7 Nguyên Lý Tỷ Lệ Mạch Điện Ba Pha 4.1 Nguồn Tải Pha Cân Bằng 4.2 Hệ Thống Pha Y - Y Cân Bằng 4.3 Hệ Thống Pha Y - ∆ Cân Bằng, Zd = 4.4 Hệ Thống Pha Y - ∆ Cân Bằng, Zd ≠ 4.5 Hệ Thống Pha Y - ∆ Không Cân Bằng, Zn = 4.6 Hệ Thống Pha Y - Y Không Cân Bằng, Zd = 4.7 Hệ Thống Pha Cân Bằng với Nhiều Tải 6// Khái Niệm Chung Máy Điện 5.1 Định Luật Faraday 5.2 Định Luật Lực Từ 5.3 Định Luật Ampère 5.4 Bài Toán Thuận: Biết Φ, Tìm F Máy Biến Áp (MBA) 6.1 Khái Niệm Chung 6.2 Cấu Tạo MBA 6.3 MBA Lý Tưởng 6.4 Các MTĐ PT MBA Thực Tế 6.5 Chế Độ Không Tải MBA 6.6 Chế Độ Ngắn Mạch MBA 6.7 Chế Độ Có Tải MBA Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha 7.1 Cấu Tạo ĐCKĐB3φ 7.2 Từ Trường Trong ĐCKĐB3φ 7.3 Nguyên Lý Làm Việc ĐCKĐB3φ 7.4 Các MTĐ1 Và PT ĐCKĐB3φ 7.5 CS, TH, HS ĐCKĐB3φ 7.6 Mômen ĐCKĐB3φ Máy Phát Đồng Bộ Ba Pha 8.1 Cấu Tạo MPĐB3φ 8.2 Nguyên Lý Làm Việc MPĐB3φ 8.3 MTĐ PT MPĐB3φ 8.4 Phần Trăm Thay Đổi Điện Áp MPĐB3φ 8.5 CS, TH, HS MPĐB3φ 10 Tính ∆U% biết (UT, IT) Dùng (8.9), chọn Iư = |IT|làm gốc pha, ta vẽ ο  Đồ Thị Iư = I ưÐ0Vectơ = Iö H H 8.4 8.4  U T = U T Ðϕ = U T cos ϕ + jU T sin ϕ  E g = U T cosϕ + Rö I ö + j (U T sin ϕ + X s I ö ) 2 ! E p = E g = (U T cosϕ + Rö I ö ) + (U T sin ϕ + X sI ) ! cosϕ trểÛ sin ϕ > 0; cosϕ sớ m Û sin ϕ < (8.9) 125 8.5 CS, TH, HS MPĐB3Þ Sơ Đồ Khối (H 8.5)  P1 = CS Cơ vào H 8.5  P2 = CS Điện Sơ Đồ Mạch (H 8.6) H 8.6 126 Lưu Đồ CS MPĐB3Þ (H 8.6)  P1 = CS Cơ Vào  Pt = TH Lỏi Thép (TH Từ)  Pđư = TH Đồng Ứng = Pđs = TH Đồng ST  Pkt = TH Kích Từ = Pđr = TH Đồng RT  Pmq = TH Ma Sát & Quạt Gió (TH Cơ)  Pth = Pt + Pđư + Pkt + Pmq P2 = TH Toång HS = η % = ´ 100 ! P1  P2 = P1 – Pth = CS Điện Ra (8.10 ) 127 Biểu Thức Các Loại CS Tính Từ H 8.2, 8.3, & 8.6 (8.11 P1 = M 1Ω  ) Ω = 2π n/60 =0,105n (8.12 ) (8.13 P1(W); M1(N.m); Ω (rad/s); vaø ! ) n(v/p)  P2 = 3U d I d cosϕ (8.14 )  Pđư = 3Rư I ư2 (8.15 )  Pkt = R f I k (8.16 ) 8.6 Mômen Vào Do ĐCSC Kéo MPĐB3Þ 9,55P1 (W) M (N m) = (8.17 n(v/p) ) 128 Chương Máy Điện Một Chiều Cấu Tạo Của 9.1 MĐMC Stato (ST) (Phần Cảm) a.Lỏi Thép ST b.Dây Quấn ST (DQST) hay Dây Quấn Kích Từ (DQKT) gồm 2p cực từ Rôto (RT) (Phần Ứng) a.Lỏi Thép RT b.Dây Quấn RT (DQRT) hay Dây Quấn Phần Ứng (DQPƯ) Vành Góp (Vành Đổi Chiều) để Chỉnh Lưu sđđ xoay chiều thành 129 chiều 9.2 Nguyên Lý Làm Việc Của Máy Phát Một Chiều (MPMC) B1 Cấp dòng kích từ Ik cho DQKT, ta từ thông Φ = Φ (Ik) B2 Dùng ĐCSC quay RT với vận tốc n Dây dẫn RT có chiều dài l cắt từ thông Φ có Mật Độ Từ Thông B (H9.1) với vận tốc H 9.1 v nên dây xuất (9.1 e = Bvl cảm ứng e (xem lạilại H5.2) ) B3 Vành gópsđđ chỉnh lưu nối E: 9.3.thành Sđđsđđ (9.2 E = KEnΦ MĐMC ! B α Φ vàvα n Þ )130 9.4 MPMC Kích Từ Độc Lập 1.Mạch (H9.2a) Kích Từ giống mạch kích từ MPĐB3Þ (H 8.3) a) E H 9.2 b) = SĐĐ  UT = Áp Tải  ∆ = Sụt Áp Qua Rư  IƯ = Dòng Ứng  IT = Dòng Tải Mạch 9.2b) Ứng (H  Rư = ĐT Phần Ứng U =R I T  RT T= ĐT TTải D U = Rö I ö Iö = IT (9.3 )(9.4 )(9.5 E = U T + Rö I ö )(9.6 )131 9.5 MPMC Kích Từ Song Song MTĐ (H 9.3) Phương Trình H 9.3 D U = Rö I ö U T = R f I k = RT I T (9.7 )(9.8 ) Iö = IT + Ik E = U T + Rö I ö (9.9 ) (9.10 ) 132 CS, TH vaø HS MPMCKTSS (H 9.3)  P1 = CS Cơ Vào  Pt = TH Lỏi Thép (TH Từ)  Pđư = TH Đồng Ứng = Pđr = TH Đồng RT  Pkt = TH Kích Từ = Pđs = TH Đồng ST  Pmq = TH Ma Sát Quạt Gió (TH Cơ) (9.11)  Pth = Pt + Pđư + Pkt + Pmq = TH Toång ! P  P2 HS = η % = ´ 100 = P1 – Pth = CS ĐiệnPRa Mômen MPMCKTSS Vào ĐCSC (9.12) kéo 133 ! Giống (8.21) MPĐB3Þ 9.6 Nguyên Lý Làm Việc Động Cơ Một Chiều (ĐCMC) H 9.4 H 9.5 B1 Cấp dòng Ik cho DQKT, ta Từ Thông Φ = Φ(Ik) Mật Độ Từ Thông B (H 9.5) B2 Cấp dòng Iư cho Mạch Ứng, ta dòng Iư/2a chạy qua dây dẫn phần ứng Dây dẫn (9.13 F = B(Iư/2a)l ! chịu Lực Từ F làm phần ứng quay ) 134 9.7 Vận Tốc ĐCMC  H Þ U = E + D U ö = E + Rư I 9.4 Þ U - Rư I ö n= = K EΦ K EΦ E (9.14 ) (9.15 ) 9.8 Mômen ĐCMC Ta có BαΦ MαF Vậy từ (9.13), ta suy biểu thức Mômen Tổng (tương ứng với CS Cơ Tổng) (9.16 M = K M ΦI ) ! Đồ thị Φ = Φ(Ik) có dạng Đường Từ Hóa B = B(H) 135 9.9 ĐCMCKTSS (ĐC Shunt) MTĐ (H 9.6) Và Các Phương Trình H 9.6 D U = Rư I ö U = Rf I k (9.17 ) (9.18 ) I = Iö + Ik U = E + Rö I ö (9.19 ) (9.20 ) 136 CS, TH, HS ĐCMCKTSS (H 9.6 &  P1 = CS Điện Vào 9.7)  Pkt = TH Kích Từ = Pđs = TH Đồng ST  Pư Ứng) = P1 – Pkt = CS Vaøo RT (CS Vaøo Phần  Pđư = TH Đồng Ứng = Pđr = TH Đồng RT  Pc = Pư – Pđư = CS Cơ Tổng  Pt = TH Lỏi Thép (TH Từ) (9.21 ) = TH Không Tải (TH Quay)  Pmq = TH Ma Sát Và Quạt Gió (TH Cơ)  Po = Pt + Pmq  P2 (9.22 = Pc – Po = CS Cô Ra ) P2 = P1 –HS P2 = ηP% (9.23) = Pđư´+P 100 kt + t + Pmq = TH Toång P1 137  ! Pth H 9.7 Biểu thức loại CS tính từ MTĐ H 9.6 (9.24) P1 = UI ; Pö = UI ö ; Pc = EI ö Pkt = R f I k2 ; Pđư = Rư I ư2 (9.25) 138 Mômen ĐCMCKTSS a.Mômen Tổng b.Mômen Quay TH Của Pc M = = K M ΦI Ω Pt + Pmq P0 M0 = = Ω Ω P2 M2 = = M - M0 Ω (9.26) (9.27) (9.28) c Mômen Ra  Nếu (U1, Iư1, Φ1, n1, M1) (U2, Iư2, Φ2, n2, Thông Số hai Chế Độ 2; (9.15) (9.16), ta có n2 E Φ1 U - Rư I ö Φ1 = = n1 E1 Φ U - Rö I ö1 Φ ! M2 Φ2 I ö2 = M1 Φ1 I ö M2) từ (9.29 ) (9.30 ) 139 ... Của Mạch Điện Điện (H1.1) H 1.1 1.Nguồn Điện: Năng 2.Đường Dây: Năng Phát (Cung Cấp) Điện Dẫn (Truyền) Điện 3.Thiết Bị Biến Đổi: Biến Đổi Áp, Dòng, 12 Tần Số… 1.2 Cấu Trúc Của Mạch Điện Phần... AÙp (1.4 ) i = ig, ∀u H 1.7 Phần Tử Điện Trở (Điện Trở) (H1.7) 16 ! uR = RiR (1.5 )  R = Điện Trở (ĐT) PT Điện Trở (Ω) ! iR = GuR  G = Điện Dẫn (ĐD) PT Điện Trở (S) G= 1 ; R= R G (1.6 ) (1.7... bởi: a Chiều Quy Chiếu Áp (CQCA) (+, –) b Hiệu Điện Thế qua PT: u=u(t)  u > ⇔ Điện Thế Đầu + Lớn Hơn Điện Thế Đầu – 14  u < ⇔ Điện Thế Đầu + Nhỏ Hơn Điện CÔNG SUẤT (tức thời) (CS) ! Nếu mũi tên