Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình Máy điện cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm chung về máy điện; Máy biến áp; Động cơ điện không đồng bộ xoay chiều 1 pha; Động cơ điện không đồng bộ xoay chiều 3 pha. Mời các bạn cùng tham khảo!
1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI GIÁO TRÌNH Máy điện NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ – CĐ CN&TM ngày tháng năm 2018 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Công nghiệp Thương mại) Vĩnh Phúc, năm 2018 MỤC LỤC BÀI KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN…………………… .4 BÀI 2: MÁY BIẾN ÁP……………………………………………………… 18 BÀI 3: ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ XOAY CHIỀU PHA 81 BÀI 4: ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ XOAY CHIỀU PHA 134 CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: MÁY ĐIỆN Mã mô đun: MĐTC16030051 Thời gian thực mô đun: 90 (Lý thuyết: 30 giờ, Thực hành:56 ; kiểm tra: 4giờ) I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN - Vị trí: Đây mơ đun chun mơn nghề quan trọng chương trình đào tạo học viên trung cấp ngành đện công nghiệp trường mơ đun bố trí học vào học kỳ 3trong chương trình đào tạo - Tính chất: Là mơ đun chuyên môn nghề bắt buộc, kết hợp lý thuyết tập, thực hành II MỤC TIÊU MÔ ĐUN Kiến thức: Mô tả cấu tạo, phân tích nguyên lý vẽ sơ đồ khai triển dây quấn máy biến ápđộng điện KĐB xoay chiều pha pha Kỹ năng:Sử dụng thành thạo loại dụng cụ để quấn lại dây stato động pha, pha dâymáy biến áp công suất nhỏ bị hỏng theo số liệu có sẵn Năng lực tự chủ trách nhiệm: Kiểm tra đấu dây loại máy biến áp, động điện xoay chiều pha 3pha;vận hành máy đảm bảo kĩ thuật an toàn III NỘI DUNG MÔ ĐUN Nội dung tổng quát phân bổ thời gian STT Thời gian Tên Bài mở đầu: Khái niệm chung máy điện Bài 1: Máy biến áp Bài 2: Động điện không đồng xoay chiều pha Bài 3: Động điện không đồng xoay chiều pha Cộng: Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra 25 17 25 17 35 12 21 90 30 56 4 BÀI 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN Mục tiêu: - Phát biểu định luật điện từ máy điện - Phân tích nguyên lý hoạt động máy phát động điện - Giải thích q trình phát nóng làm mát máy - Phát huy tính tích cực, chủ động, cẩn thận công việc Định nghĩa phân loại máy điện 1.1 Định nghĩa Máy điện thiết bị điện từ, nguyên lý làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện từ cấu tạo gồm mạch từ ( lõi thép ) mạch điện ( dây cuốn), dùng để biến đổi dạng lượng thành điện (máy phát điện) ngược lại biến đổi điện thành ( động điện ), dùng để biến đổi thông số điện biến đổi điện áp, dòng điện, tần số, số pha v.v… Máy điện máy thường gặp nhiều công nghiệp, giao thông vận tải, sản xuất đời sống 1.2 Phân loại Máy điện có nhiều loại, có nhiều cách phân loại khác nhau, ví dụ phân lọai theo công suất, theo cấu tạo, theo chức năng, theo dòng điện (xoay chiều, chiều), theo nguyên lý làm việc v.v… Trong giáo trình ta phân loại dựa vào nguyên lý biến đổi luợng sau: 1.2.1 Máy điện tĩnh Máy điện tĩnh làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện từ biến thiên từ thơng cuộn dây khơng có chuyển động tương Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thơng số điện Do tính chất thuận nghịch quy luật cảm ứng điện từ, q trình biến đổi có tính thuận nghịch, ví dụ máy biến áp biến đổi hệ thống điện có thơng số U1, f thành hệ thống điện có thơng số U2, f ngược lại biến đổi hệ thống điện U2, f thành hệ thống điện có thơng số U1, f ( Hình 1-1) U1,f BA ~ U2,f ~ Hình 18-01-1 1.2.2 Máy điện có phần động (quay chuyển động thẳng) Nguyên lý làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ, từ trường dịng điện cuộn dây có chuyển động tương gây Loại máy điện thường dùng để biến đổi dạng lượng, ví dụ biến đổi điện thành (động điện) biến đổi thành điện (máy phát điện) Q trình biến đổi có tính thuận nghịch (hình MĐ-18-02) nghĩa máy điện làm việc chế độ máy phát điện hoắc động điện Hình 18-01-2 Trên Hình 18-01-3 vẽ sơ đồ phân loại loại máy điện thường gặp Máy điện Máy điện có phần động Máy điện tĩnh Máy điện xoay chiều Máy không đồng Động không đồng Máy biến áp Máy phát không đồng Máy điện chiều Máy đồng Động đồng Máy phát đồng Động chiều Hình 18-01-3 Sơ đồ phân loại máy điện Các định luật điện từ dùng máy điện Mục tiêu: - Hiểu được nội dung các định luật điện từ dùng máy điện - Vận dụng các định luật vào phân tích nguyên lý hoạt động của máy điện Nguyên lý làm việc tất máy điện dựa sở hai định luật cảm ứng điện từ lực điện từ Khi tính tốn mạch từ người ta sử dụng định luật dịng điện tồn phần Các định luật trình bày giáo trình vật lý, nêu lại điểm cần thiết, áp dụng cho nghiên cứu máy điện Máy phát chiều 2.1 Định luật cảm ứng điện từ 2.1.1 Trường hợp từ thông biến thiên xun qua vịng dây Khi từ thơng biến thiên xuyên qua vòng dây dẫn, vòng dây cảm ứng sức điện động Nếu chọn chiều sức điện động cảm ứng phù hợp với chiều quay từ thơng theo quy tắc vặn nút chai (Hình 18-01-4), sức điện động cảm ứng vòng dây, viết theo công thức Masxscxoen sau: e=- d dt (1-1) Hình 18-01-4 Dấu Hình 18-01-4 chiều từ độc giả vào giấy Nếu cuộn dây có w vịng, sức điện động cảm ứng cuộn dây là: e=- wd d =(1-2) dt dt Trong = w gọi từ thơng móc vịng cuộn dây Trong cơng thức (11), (1-2) từ thơng Wb (Webe), sức điện động đo V 2.1.2 Trường hợp dẫn chuyển động từ trường Thanh dẫn chuyển động thẳng góc với đường sức từ trường (đó trường hợp thương gặp máy phát điện) dẫn cảm ứng sức điện động e, có trị số là: e = Blv (1-3) Trong đó: B: Cường độ từ cảm đo T (Tesla) l: Chiều dài hiệu dụng dẫn (phần dẫn nằm từ trường) đo m v: Tốc độ dẫn đo m/s Chiều sức điện động cảm ứng xác định theo quy tắc bàn tay phải (Hình 18-01-5) Hình 18-01-5 2.2 Định luật lực điện từ Khi dẫn mang dịng điện đặt thẳng góc với đường sức từ trường (đó trường hợp thường gặp động điện), dẫn chịu lực điện từ tác dụng, có trị số là: F = Bil (1-4) Trong đó: B - Cường độ từ cảm đo T i- Dòng điện đo A l- Chiều dài hiệu dụng dẫn đo m F- Lực điện từ đo N (Niutơn) Chiều lực điện từ xác định theo quy tắc bàn tay trái (Hình 18-01-6) Hình 18-01-6 2.3 Định luật mạch từ Tính tốn mạch từ 2.3.1 Định luật mạch từ Lõi thép máy điện mạch từ Mạch từ mạch khép kín dùng để dẫn từ thơng Hình 18-01-7 mạch từ đơn giản: mạch từ đồng làm thép kỹ thuật điện, có dây quấn Định luật dịng điện tồn phần Hdl = i, áp dụng vào mạch từ hình 1.7, viết sau: Hl = Wi (1-5) Hình 18-01-7 Trong đó: H- Cường độ từ trường mạch từ đo Am l- Chiều dài trung bình mạch từ đo m 10 W- Số vòng dây cuộn dây Dòng điện i tạo từ thông cho mạch từ, gọi dịng điện từ hóa Tích số Wi gọi sức từ động Hl gọi từ áp rơi mạch từ Đối với mạch từ gồm nhiều cuộn dây nhiều đoạn khác (các đoạn làm vật liệu khác nhau, tiết diện khác nhau) ví dụ Hình 18-01-8, định luật mạch từ viết là: Hình 18-01-8 H1l1 + H2l2 = W1i1 + W2i2 (1-6) Trong đó: H1, H2- Tương ứng đường cường độ từ trường đoạn 1,2 l1, l2- chiều dài trung bình đoạn 1,2 i1W1, i2W2- Sức từ động dây quấn 1,2 có dấu - trước W2i2 chiều dịng điện i2 không phù hợp với chiều từ thông chọn theo quy tắc vặn nút chai Một cách tổng quát định luật mạch từ viết: n n H l k 1 k k = W i l 1 11 (1-7) Trong đó, dịng điện i1 có chiều phù hợp với chiều chọn theo quy tắc vặn nút chai mang dấu dương, không phù hợp mang dấu âm ... Hình 18 - 0 1- 8, định luật mạch từ viết là: Hình 18 - 0 1- 8 H1l1 + H2l2 = W1i1 + W2i2 ( 1- 6) Trong đó: H1, H 2- Tương ứng đường cường độ từ trường đoạn 1, 2 l1, l 2- chiều dài trung bình đoạn 1, 2 i1W1, i2W 2-. .. biến đổi thành điện (máy phát điện) Quá trình biến đổi có tính thuận nghịch (hình MĐ -1 8 -0 2) nghĩa máy điện làm việc chế độ máy phát điện hoắc động điện Hình 18 - 0 1- 2 Trên Hình 18 - 0 1- 3 vẽ sơ đồ phân... (2 -1 3 ) Nếu viết dạng số phức, ta có phương trình cân điện áp sơ cấp: U R1 I1 jX I1 E1 Z1 I1 E1 Trong tổng trở phức dây quấn sơ cấp là: Z1 = R1 + jL1 = R1 + jX1 (2 -1 4 ) Và điện