ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH NỘI BỘ MƠN HỌC/MƠ ĐUN: MÁY ĐIỆN - 60H NGÀNH/NGHỀ: ĐIỆN DÂN DỤNG (Áp dụng cho trình độ: trung cấp) LƯU HÀNH NỘI BỘ Lào cai, năm 2019 -1- TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình Máy điện biên soạn sở chương trình khung nghề điện dân dụng, giáo trình viết cho đối tượng đào tạo hệ Cao đẳng nghề trung cấp nghề sơ cấp nghề sử dụng Máy điện tập giảng chuyên mơn nghề quan trọng chương trình đào tạo hệ Cao đẳng trung cấp nghề.Vì tập giảng bám sát chương trình khung nghề nhằm đạt mục tiêu đào tạo nghề đồng thời tạo điều kiện cho người sử dụng tài liệu tốt hiệu Nội dung giáo trình Máy điện biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu bổ xung nhiều kiến thức, đề cập nội dung bản, cốt yếu, nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa đất nước Giáo trình dùng làm tài liệu giảng dạy học tập cho giáo viên học sinh hệ cao đẳng trung cấp, nghề điện Công Nghiệp, điện dân dụng Đồng thời tài liệu tham khảo cho giaó viên học sinh ngành điện giảng dạy học tập hệ đào tạo ngắn hạn dài hạn khác trường Tuy tác giả có nhiều cố gắng biên soạn, giáo trình khơng tránh khỏi thiếu sót mong nhận đóng góp ý kiến quý báu độc giả -2- CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên môn học: Máy điện Mã số môn học: MH 12 Thời gian môn học: 60 (Lý thuyết: 35 giờ; Bài tập: 23 giờ; Kiểm tra: 02 giờ) I Vị trí tính chất mơn học: điện - Vị trí: Mơn học bố trí sau học xong mơn học Điện kỹ thuật, Đo lường - Tính chất: Là môn học chuyên môn nghề bắt buộc II Mục tiêu môn học: Kiến thức: - Mô tả cấu tạo, phân tích nguyên lý làm việc loại máy điện - Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn máy điện - Tính tốn thông số kỹ thuật máy điện Kỹ năng: - Tính tốn vẽ sơ đồ khai triển dây quấn động pha pha, máy điện chiều Năng tự chủ trách nhiệm: - Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo tư khoa học công việc III Nội dung môn học: I Bài mở đầu KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN Các định luật điện từ dùng máy điện 1.1 Lực từ Khi dẫn có dịng điện chuyển động từ trường dẫn chi tác dụng lực điện từ có trị số: Fdt = BlI +Trong đó: B cường độ tự cảm đo T(tesla) I chiều dịng điện chạy dẫn tính A v vận tốc chuyển động dẫn m/s α góc hợp (I ,B)Fđt=BI l sin α Chiều sức lực điện từ xác định theo qui tắc bàn tay trái 1.2 Hiện tượng cảm ứng điện từ: -3- 1.2.1 Thí nghiệm tượng : * Thí nghiệm: - Một ống dây (có nhiều vịng dây) S S N N - Một nam châm - Một điện kế nhạy * Tiến hành thí nghiệm : a, Nối hai đầu ống dây với điện kế , sau b, H×nh 20-2 Cho nam châm di chuyển vào lòng ống dây, trình nam châm di chuyển kim điện kế bị lệch chứng tỏ có s.đ.đ dòng điện ống dây Khi nam châm đứng yên kim điện kế lại Rút nam châm khỏi ống dâykim điện kế lại lệch phía ngược lại (Hình 20-2) đổi cực nam châm lại làm thí nghiệm tương tự kim điện kế lại lệch với ngược với phía lệch cực nam châm cũ 1.2.2 Kết luận : - Hiện tượng tượng cảm ứng điện từ s.đ.đ dịng điện sinh trường hợp gọi s.đ.đ dòng điện cảm ứng Bằng nhiều thí nghiệm khác kết luận sau: - Dòng điện cảm ứng (s.đ.đ cảm ứng) xuất thời gian nam châm chuyển động tương ống dây,nghĩa từ thông qua ống dây biến thiên (biến đổi) - Dù nam châm chuyển dịch hay ống dây chuyển dịch xuất s.đ.đ cảm ứng - Khi ống dây đặt từ trường dịng điện biến đổi ống dây xuất dòng điện cảm ứng (s.đ.đ cảm ứng) 1.2.3 Định luật cảm ứng điện từ- Giải thích: * Định luật : Khi từ thông qua cuộn dây biến thiên trongcuộn dây xuất s.đ.đ cảm ứng S.đ.đ cảm ứng xuất từ thông biến thiên -4- * Giải thích: Xét dây dẫn thẳng chuyển l động từ trường B với tốc độ E khơng đổi v theo phương vng góc với đường sức từ (hình 21-2) Trong dây dẫn i on dương Khi dây dẫn chuyển động điện tử tự ion dương F F 0 v H ×n h - chuyển động theo Sự chuyển động điện tích chuyển động điện tích dương tạo thành dòng điện chiều với phương chuyển động điện tử tạo thành dòng điện có chiều ngược lại, kết điện tích dương tương đương với dịng điện có chiều v Dòng điện nằm từ trường B nên điện tích chịu tác động mộtlực F có chiều xác định quy tắc bàn tay trái nên chuyển dịch phía phải dây dẫn Các điện tử chịu tác dụng Fo dịch chuyển đầu trái dây dẫn Lực tác dụng lên điện tử ion dương dây dẫn làm dây dẫn tích điện trái dấu hai đầu tạo nên s.đ.đ cảm ứng 1.3 Sức điện động cảm ứng dây dẫn chuyển động cắt từ trường 1.3.1 Sức điện động cảm ứng dây dẫn thẳng chuyển động cắt từ trường: a Dây dẫn chuyển động vuông góc với véc tơ B: * Trường hợp dây dẫn chuyển động vng góc với véc tơ B: Khi dây dẫn chuyển động nhanh, dịng điện tương ứng với điện tích dây dẫn lớn , lực Fo lớn,do điện tích di chuyển hai đầu nhanh nhiều, nên s.đ.đ lớn Nếu cường độ từ cảm B lớn lực Fo lớn, dây dẫn nằm từ trường (đoạn l) lớn nhiều điện tích tác dụng lực , nên s.đ.đ lớn Vậy dây dẫn thẳng chuyển động từ trường với vận tốc (v) vng góc với đường sức từ từ trường S.đ.đ cảm ứng dây dẫn tỷ lệ với cường độ từ cảm, tốc độ chuyển động chiều dài tác dụng dây dẫn E=B.v.l -5- Trong : E : sức điện động cảm ứng(V) B : Cảm ứng từ (T) v : Vận tốc chuyển động dây dẫn (m/s) l : chiều dài tác dụng dây dẫn (m) b.Trường hợp dây dẫn chuyển động khơng vng góc với dây dẫn : E = B v l sin c Quy tắc bàn tay phải: Để tìm chiều s.đ.đ cảm ứng dây dẫn thẳng chuyển động vng góc với véc tơ cảm ứng từ B dùng quy tắc bàn tay phải: Quy tắc : Để cho đường sức từ (hay véc tơ cảm ứng từ B) xuyên vào lòng bàn tay phải, ngón tay chỗi theo chiều chuyển động dây dẫn chiều từ cổ tay tới ngón tay chiều sức điện động cảm ứng 1.3.2 S.đ.đ cảm ứng vịng dây: * Cơng thức tính s.đ.đ cảm ứng: Giả sử có vịng dây từ thơng qua diện tích vịng dây ( (hình vẽ 22-2).Quy ước chiều d?ơng S cho vòng dây sau: vặn cho mở nút chai theo chiều đường sức, chiều quay cán mở nút chai chiều dương vịng Nếu s.đ.đ Ch du i Ịu ¬n N g vòng chiều chọn có giá trị dương, ngược lại có giá trị âm - Lần lựơt đưa nam châm lại gần dịch xa vòng để làm thay đổi từ thơng qua vịng dây làm xuất s.đ.đ cảm ứng vịng dây Nếu từ thơng biến thiên nhanh, trị số s.đ.đ lớn Như s.đ.đ cảm ứng tỷ lệ với tốc độ biến thiên từ thông - Nếu thời gian (t từ thông qua vịng biến thiên lượng (t trị số s.đ.đ :Ġ; e tính vơn(v); Ġ số gia từ thơng qua vịng (Wb); (t số gia thời gian (s) * Định luật Len xơ: “Khi từ thơng xun qua vịng dây biến thiên làm xuất sức điện động gọi sức điện động cảm ứng vòng dây, sức điện động có chiều cho dịng -6- điện sinh tạo thành từ thơng có tác dụng chống lại biến thiên từ thơng sinh nó" * Khi từ thơng biến thiên tăng tức Ġ sức điện động cảm ứng sinh dòng điện chiều tạo thành từ thông (chống lại tăng từ thông ) * Khi từ thông biến thiên giảm nghĩa Ġ sức điện động cảm ứng e dương, tức chiều dương ,dịng điện sinh chiều, tạo ( chiều với ( Nghĩa ( có tác dụng chống lại giảm từ thông (.Đúng định luật chiều sức điện động cảm ứng nêu *Trị số sức điện động cảm ứng: e = ĭ dó: Dấu (-) thể định luật Len - xơ chiều sức điện động cảm ứng t tốc độ biến thiên từ thông theo thời gian t S N N ' S e,i ' e ,i H ×n h - C h i Ịu s ® ® t ¨ n g ( a ) v µ g i ¶ m ( b ) 1.3.3 S.đ.đ cảm ứng cuộn dây : Xét cuộn dây đứng yên có W vòng cho nam châm chuyển động S N dọc theo trục cuộn dây từ thông qua vòng dây biến thiên làm xuất s.đ.đ cảm ứng H×nh 24 -2 Sđđ vịng dây nối tiếp nên sđđ tổng cuộn dây : e=e1+e2+…+ew=-( 1 w ) t t t -7- Đặt tổng đại số từ thông qua vòng dây cuộn dây đ?ợc gọi từ thơng móc vịng ký hiệu Ġ = 1+ 2+…+ w Từ s.đ.đ cuộn dây: e t Nếu từ thơng : Ġ1=Ġ2=…=Ġw =W Với cuộn dây cụ thể W=cont =>Ġ 1.4 Tự cảm hỗ cảm Trong mạch điện cuộn dây có lõi thép sức từ động mạch tích số số vịng dây dòng điện chạy qua dây dẫn: Ftđ=W I Trong đó: W số vịng dây I dịng điện chạy qua dây dẫn Chiều sức từ động xác định theo qui tắc vặn nút chai Năng lượng tích lũy cuộn dây tỉ lệ với hệ số tự cảm dòng điện chạy qua cuộn dây: Ett= LI2 Trong : L hệ số tự cảm I dòng điện chạy cuộn dây mạch: Nếu mạch điện có hai hay nhiều cuộn dây hỗ cảm lượng từ trường Ett= L1I12 + L2I22 +M12 I1I2 Trong M12 hệ số hỗ cảm 2.Định nghĩa phân loại máy điện 2.1 Định nghĩa Máy điện thiết bị điện từ, nguyên lí làm việc dựa tượng cảm ứng điện từ -8- Các phận máy điện gồm mạch từ (lõi thép) mạch điện (dây quấn) 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 như: biến đổi điện áp, dịng điện, tần số, số pha… Ngồi số phận khác vỏ máy, tản nhiệt, giá đỡ…v.v… Máy điện thường sử dụng nhiều nghành kinh tế công nghiệp, giao thông vận tải, dụng cụ sinh hoạt gia đình… 2.2 Phân loại máy điện Máy điện có nhiều loại phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo công suất; theo cấu tạo; theo chức năng; theo nguyên lý làm việc …Tuy nhiên dựa theo nguyên lý biến đổi lượng ta có loại máy điện sau: *Máy điện tĩnh: Là loại máy điện khơng có phận thực công chuyển động học thường gặp máy biến áp Máy điện tĩnh làm việc dựa tượng cảm ứng điện từ biến thiên từ thơng cuộn dây khơng có chuyển động tương Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thông số điện Do tính chất thuận nghịch quy luật cảm ứng điện từ, q trình biến đổi lượng điện có tính chất thuận nghịch Ví dụ: máy biến áp biến đổi điện có thơng số : U 1,I1,f thành hệ thống điện U2 ,I2 ,f ~ ~ U1,I1,f U2,I2,f * Máy điện quay: Là loại máy điện ln có phận chuyển động quay gọi phần quay (Rô tor), phần lại phần tĩnh (Stator) Giữa phần tĩnh phần quay có khoảng cách nhỏ gọi khe hở khơng khí Ngun lý làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện từ Máy điện quay thường dùng để biến đổi điện thành năng( động điện) ngược lại biến đổi thành điện năng(máy phát điện) Q trình biến đổi có tính thuận nghịch tức máy điện làm việc chế độ máy phát điện động điện U,f My pht ~ Pđiện Động Pcơ -9- -Sơ đồ phân loại máy điện thông dụng thường gặp Máy diện Máy biến áp Máy diện có phần quay Máy diện xoay chiều Máy diện Không đồng Máy biến áp Động không đồng Máy phát không đồng Máy diện chiều Máy diện đồng Động đồng Máy phát đồng Động đồng Máy phát đồng Sơ lược vật liệu chế tạo máy điện Vật liệu dùng máy điện chia làm ba loại : vật liệu tác dụng, vật liệu cách điện vật liệu kết cấu 3.1.Vật liệu tác dụng Đây vật liệu dẫn từ vật liệu dẫn điện,các vật liệu dùng để tạo điều kiện cần thiết sinh biến đổi điện từ * Vật liệu dẫn từ Vật liệu dẫn từ dùng để chế tạo mạch từ máy điện.Người ta thường dùng thép kỹ thuật điện có hàm lương si líc khơng vượt q 4,5% Hàm lượng Si líc để hạn chế tổn hao tuwf trễ dịng điện xốy.Đối MBA thường dùng thép dày 0,35mm ,máy điện quay dùng thép dày 0,5mm, thép phủ sơn cách điện ghép lại với để hạn chế tổ hao dịng điện xốy Thép kỹ thuật điện có hai loại thép cán nóng thép cán nguội Thép cán nguội có từ tính tốt thường sử dụng *.Vật liệu dẫn điện - 10 - Chương ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 5.1 Đại cương máy điện chiều Trong sản xuất đại máy điện chiều ln ln chiếm vị trí quan trọng, có ưu điểm sau: Đối với động điện chiều: Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, phẳng chúng dùng nhiều công nghiệp dệt, giấy, cán thép, Máy phát điện chiều dùng làm nguồn điện chiều cho động điện chiều, làm nguồn kích từ cho máy phát điện đồng bộ, dùng công nghiệp mạ điện v.v Nhược điểm: Giá thành đắt sử dụng nhiều kim loại màu, chế tạo bảo quản cổ góp phức tạp 5.2.Cấu tạo máy điện chiều Những phần máy điện chiều gồm stato với cực từ, rôto với dây quấn cố góp với chổi điện Trên hình 4-1 vẽ mặt cắt ngang trục Hình 5-1 Mặt cắt ngang trục máy điện chiều Hình 5-2 Lá thép lõi rơ to 5.2.1.Stato Stato gọi phần cảm, gồm lõi thép thép đúc, vừa mạch từ vừa vỏ máy Các cực từ có dây quấn kích từ (hình 4-l) 5.2.2 Rơto Rơ to máy điện chiều gọi phần ứng gồm lõi thép dây quấn phần ứng Lõi thép hình trụ, làm thép kỹ thuật điện dày 0.5 mui, phủ sơn cách điện ghép lại Các thép dược dập có lỗ thơng gió - 53 - rãnh để đặt dây quấn phần ứng (hình 4- 2)Mỗi phần tử dây quấn, phần ứng có nhiều vịng dây, hai dấu với hai phiến góp, hai cạnh tác dụng phần tử dây quấn dặt hai rãnh hai cực khác tên Hình 43a, b vẽ bốn phần tử dây quấn xếp hai lớp Mỗi phần tử có vòng phần tử nối thành mạch vòng khép kín Ở quấn xếp đơn số nhánh song song số cực từ Ngoài dây quấn xếp, máy điện chiều cịn kiểu dây quấn sống Hình 4-4 vẽ hai phần tử dây quấn kiểu sóng Các phần tử nối thành mạch vịng kín Ở dây quấn sóng đờn có hai mạch nhánh song song, thường thấy máy có cơng suất nhỏ - 54 - 5.2.3 Cổ góp chổi điện Cổ góp gồm phiến góp đồng ghép cách điện, có dạng hình trụ, gần đầu trục rơto Hình 4-5a vẽ mặt cắt cổ góp để thấy rõ hình dáng phiến góp Các đầu dây phần tử nối với phiến góp Chổi điện (chổi than) làm than graphit hình 4-5b Các chổi tỳ cắt lên cổ góp nhờ lò xo giá chơi điện gắn bắp máy a) Hình 5.5 a) Cổ góp b) b) Chổi điện 5.3 Nguyên lý làm việc máy điện chiều 5.3.1 Nguyên lý làm việc phương trình điện áp máy phát điện chiều Khi động sơ cấp quay phần ứng, dẫn dây quấn phần ứng cất từ trường cực từ, cảm ứng sức điện động Chiều sđđ xác định theo quy tắc bàn tay phải Như hình 4.6, từ trường hướng từ cực N đến S (từ xuống dưới), chiều quay phần ứng ngược chiều kim đồng hồ, dẫn phía trên, sđđ có chiều từ b đến a Ở dẫn phía dưới, chiều sđđ từ d đến c Sđđ phần tử hai lần sđđ dẫn Nếu nối hai chổi điện A B với tải, tải cố dòng điện chiều từ A đến B Điện áp máy phát điện có cực dương Ở chổi A âm Ở chổi B Khi phần ứng quay nửa vòng, vị trí phần tử thay đổi, dẫn cực S, dc cực N, sđđ dẫn đổi chiều Nhờ có chổi điện đứng yên, chổi điện - 55 - A nối với phiến góp phía trên, chổi B nối với phiến góp phía dưới, nên chiều dịng điện mạch ngồi khơng đổi Ta có máy phát điện chiều với cực dương chổi A, cực âm chổi B Nếu máy cố phần tử, điện áp đầu cực hình 4-7a Để điện áp lớn đập mạnh (hình 4-7b), dây quấn phải có nhiều phần tử, nhiều phiến đổi chiều Ở chế độ máy phát, dòng điện phán ứng, Rư chiều với sđđ phần ứng Eư Phương trình điện áp là: U = Eư - RưIư (4.1) Trong đó: RưIư điện rơi dây quấn phần ứng; Ra điện trở quấn phần ứng; U điện áp đầu cực máy phát; Eư sức điện động phần ứng 5.3.2.Nguyên lý làm việc phương trình điện áp động điện chiều Hình 4-8 mô tả nguyên lý làm việc động điện chiều Khi cho điện áp chiều U vào hai chổi điện A B, dây quấn phần ứng có dịng điện tư Các dẫn ab, có có dịng điện nằm từ trường, chịu lực Fđt tác dụng làm cho rôto quay Chiều lực xác định theo quy tắc bàn tay trái hình 4-8a Khi phần ứng quay nửa vịng, vị trí dẫn ab, cd đổi chỗ nhau, có phiến góp đổi chiều dịng điện, giữ cho chiều lực tác dụng khơng đổi đảm bảo động có chiều quay khơng đổi (hình 4-8b) - 56 - Hình 5.8 Ngun lí làm việc động điện chiều Khi động quay, dẫn cắt từ trường cảm ứng sđđ Eư Chiều sđđ xác định theo qui tắc bàn tay phải Ở động chiều sđđ Eư ngược chiều với dòng điện Iư , nên En cịn gọi sức phản điện Phương trình điện áp là: U = Eư - RưIư (4.2) 5.4 Sơ đồ dây quấn máy điện chiều Dây quấn phần ứng máy điện chiều thực chất dây quấn máy điện xoay chiều kết hợp với vành đổi chiều để chỉnh lưu sức điện động xoay chiều thành chiều Trên thực tế dây quấn hình thành đấu nối tiếp bối dây xếp hay sóng theo thứ tự định làm thành mạch vịng kín, hai đầu vỉa bối dây nối vào hai phiến đổi chiều Để giảm bớt số rãnh so với số phần tử, chế tạo bối dây gồm u = , , phần tử Như đặt bối vào rãnh để thành dây quấn hai lớp, rãnh có 2u cạnh tác dụng nên rãnh thực chia thành u rãnh nguyên tố (hình 5-14), tổng số rãnh nguyên tố Znt = u.Z Giữa số phấn tử S dây quấn, số rãnh nguyên tố Znt số phiến góp G có mối quan hệ định Vì phần tử có hai đấu nối với hai phiến góp, đồng thời - 57 - phiến góp lại nối hai đầu hai phấn tử lại với nên số phần tử S phải số phiến góp G, ta có : S=G Do rãnh nguyên tố đặt hai cạnh tác dụng mà phần tử có hai cạnh tác dụng nên ta có quan hệ: Znt=S=G Quy luật nối phần tử để tạo thành dây quấn xác định bốn loại bước dây quấn sau: * Bước dây thứ y1 : khoảng cách hai cạnh tác dụng phấn tử số rãnh ngun tố (hình 5-15) Đó khoảng cách bước cực dây quấn máy điện xoay chiều: y1 = Znt ± ε = Số nguyên 2p Khi ε=o ta có dây quấn bước đủ, ε 0, với dấu (-) có dây quấn bước ngắn, dấu (+) có dây quấn bước dài Hình 5-9 Các bước dây quấn a) dây quấn xếp: b) dây quấn sóng * Bước dây quấn thứ y2 : khoảng cách cạnh tác dụng thứ hai phần tử thứ với cạnh tác dụng thứ phần tử nối tiếp sau tính bàng số rãnh nguyên tố * Bước dây tổng hợp y: khoảng cách hai cạnh tương ứng hai phần tử liên tiếp đo số rãnh nguyên tố - 58 - * Bước tổ góp yG : khoảng cách hai phiến góp nối với hai cạnh tác dụng phần tử đo số phiến góp (hình 5-15) Dây quấn máy điện chiều thường phân thành loại sau: 5.4.1 Dây quấn xếp đơn Khi m = l ta có dây quấn xếp đơn Khi m = ta có dây quấn xếp phức Dấu (+) biểu thức ứng với cách quấn phải quấn tiến, dấu (-) ứng với cách quấn trái lùi (h.5.16) a) Dây quấn xếp phức tạp quấn phải Hình 5-10 b)dây quấn xếp đơn quấn trái Lấy ví dụ dây quấn xếp đơn để minh hoạ Có dây quấn xếp với Z = Znt = S = G =16, 2p=4, yG= +l Bước thứ nhất: yl = Znt 16 ε = = , dây quấn bước đủ 2p yG = +y2 = +l , dây quấn quấn phải Trình tự nối phần tử rãnh sau: - Thứ tự nối dây : Lớp Lớp 10 11 12 13 14 15 16 10 11 12 13 14 15 16 8 - Vẽ sơ đồ trải - 59 - N S A1 + 11 10 12 13 14 N B1 A2 - + A B + - 15 16 S 1 1 B2 - Hình 5-11a Giản đồ triển khai dây quấn hai lớp Ta có dây quấn hai lớp Giản đồ khai triển dây quấn hình 5-17a Lần lượt đặt 16 phần tử vào 16 rãnh đầu cạnh thứ phấn tử thứ nối với phiến đổi chiều thứ đặt vào rãnh thứ lớp (nét liền) cạnh thứ hai phần tử thứ đặt lớp rãnh số (đường nét đứt) nối với phiến đổi chiều thứ hai tiếp tục sang phần tử tiếp theo, đến phần tử thứ 16 ta trở phiến đổi chiều số mạch khép kín 16 phần tử với bước cực τ đặt cực từ Bắc Nam xen kẽ Với chiều quay phần ứng hình 5-17a, chiều sức diện động phần tử 2, 3, 10, 11, 12 hai cực N ngược chiều với chiều vòng sức điện động phần tử 6, 7, 14, 15, 16 hai cực S thuận theo chiều vòng Các chổi than phải ngắn mạch phần tử có sức điện động khơng phần đổi chiều 1, 2; 5, 6; 9, 10;13, 14, nghĩa cực từ Từ chổi điện nhìn vào biểu thị dây quấn sơ đồ ký hiệu hình 5-17b Từ sơ đồ ký hiệu ta thấy dây quấn xếp tương đương mạch điện song song ứng với cực từ Vì với dây quấn xếp đơn có đôi mạch song song số đôi cực từ: a = p Cùng lập luận vậy, số đôi mạch nhánh song song dây quấn xếp phức bằng: a=mp - 60 - Dây quấn xếp phức khác với dây quấn xếp đơn bước vành góp, yG =m thường m=2 Hình 5- 11b 5.4.2 Dây quấn xếp phức tạp * Bước dây quấn: Đặc điểm dây quấn xếp phức tạp yG = m (m = 2, 3, ) Thông thường dùng m = Trong máy công suất thật lớn dùng m > Khi m = - Nếu số rãnh nguyên tố số phần tử chẵn ta dây quấn xếp đơn độc lập - Nếu số rãnh nguyên tố số phần tử lẻ ta dây quấn xếp đơn không độc lập mà nối tiếp thành mạch kín Như coi dây quấn xếp phức tạp gồm m dây quấn xếp đơn làm việc song song nhờ chổi than Và chổi than phải có bề rộng (m lần phiến góp lấy điện * Ví dụ: Vẽ sơ đồ trải dây quấn phần ứng máy điện chiều quấn xếp phức tạp biết : Znt = G = S = 24 ; 2p = - Tính tốn : - 61 - - Các bước dây quấn y: 11 13 15 17 19 21 23 y2 = y - y = - = yG = y = Thứ tự nối phần tử: Lớp Z 24 6 2p Lớp 11 13 15 17 19 21 23 Lớp Lớp 10 12 14 16 18 20 22 24 10 12 14 16 18 20 22 24 Khép kín 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 S N 23 24 Gi ả n đồ k h a i t r i Ĩn d ©y q u Ên M § M C Dây quấn xếp phức tạp yG = m = 2; 2p = 4; Znt = S = G = 24 n Khép kín A1 + N 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 B1 A + S A2 + B2 - B - - 62 - 5.4.3 Dây quấn sóng 5.4.3.1 Dây quấn sóng đơn * Đặc điểm - Hai đầu phần tử nối với hai phiến đổi chiều cách xa bước cực - Hai phần tử nối tiếp cách xa hình thành dạng gần giống sóng mang tên dây quấn sóng * Bước quấn - Bước dây quấn thứ y1 giống dây quấn xếp đơn - Khi chọn YG trước hết phải yêu cầu sức điện động sinh hai phần tử nối tiếp chiều nhau, sức điện động cộng số học với Muốn hai phần tử phải nằm cực từ cực tính có vị trí tương đối gần giống từ trường nghĩa cách khoảng hai bước cực Mặt khác phần tử nối tiếp sau quấn vòng quanh bề mặt phần ứng phải trở bên cạnh phần tử để lại tiếp tục nối với phần tử khác quấn vòng thứ hai Với số đơi cực p muốn cho phần tử nối tiếp vịng bề mặt phần ứng phải có p phần tử - Hai phiến đổi chiều nối với hai đầu phần tử cách YG phiến Do muốn sau quấn song phần thứ đến cuối phần tử cuối phải kề với đầu phần tử số phiến đổi chiều mà phần tử phải vượt qua p.YG G YG G 1 p - Nếu lấy dấu (- ) ta có dây quấn trái, dấu (+) ta có dây quấn phải Thường dùng dây quấn trái cho đỡ tốn dây đồng - Theo định nghĩa bước dây quấn ta có : y = yG y1 G 1 p Z nt 2p y2 = y – y1 * Vẽ giản đồ khai triển : VD:Vẽ sơ đồ trải dây quấn phần ứng quấn kiểu sóng đơn biết: Znt = S = G = 15 2p = - Tính tốn : - 63 - + Bước dây quấn: y1 = Z nt = 15 - = (bước ngắn) 2p 4 15 G 1 y = yG = = = (dây quấn trái) p y2 = y - y1 = - = + thứ tự nối phần tử: Lớp Lớp 11 10 15 7 14 13 12 11 10 S N Dây quấn sóng đơn có Znt = S = G = 15; 2p = n 15 17 14 13 12 11 10 A + 13 14 15 S N 10 11 B1 - A1 + 12 12 13 A2 + 14 15 B2 - B - Dây quấn sóng đơn có đơi mạch nhánh song song: a = Quy luật nối dây dây quấn sóng đơn nối tiếp tất phần tử cực có cực tính lại nối với phần tử dới cực có cực tính khác hết 5.4.3.2 Dây quấn sóng phức tạp * Đặc điểm - Trong dây quấn sang phần tử nối tiếp quay vịng quanh bề mặt phần ứng khơng trở vị trí kế phần tử đầu mà cách m phần tử ta dây quấn sóng phức tạp Cứ tiếp tục quấn vịng sau cách vòng trứơc hay m phần tử kín mạch - Nếu cịn phần tử cịn thừa lại chúng lại nối với theo quy luật hợp thành hay m mạch kín khác - 64 - * Bước quấn: - Căn vào cách quấn ta có:Ġ - Các bước dây quấn khác giống dây quấn sóng đơn * Vẽ sơ đồ khai triển VD:Vẽ sơ đồ trải dây quấn phần ứng quấn kiểu sóng đơn biết: Znt = S = 18 2p = 4; m = 2; - Tính tốn : + Bước dây quấn Z nt 18 2p 4 G m 18 8 y yG p y1 y2 = y – y1 = – = +thứ tự nối phần tử: Lớp 14 12 14 12 10 18 16 17 15 13 11 Lớp 13 11 17 Khép kín 15 Dây quấn sóng phức tạp có: m = 2; 2p = 4; Znt = S = 18 N 16 Lớp Lớp Líp trªn n 10 18 Khép kín 10 11 12 S A1 + N 10 11 12 B1 A + 13 14 15 16 17 18 13 14 S 15 A2 + 16 17 18 B2 - B - 65 - Dây quấn sóng phức tạp gồm m dây quấn sóng đơn hợp lại số đơi mạch nhánh song song dây quấn sóng phức tạp: a = m Câu hỏi tập : Hãy định nghĩa máy điện chiều? Trình bày nguyên lý làm việc máy phát điện động điện chiều? Nêu cấu tạo máy điện chiều? 4.Vẽ sơ đồ trải dây quấn phần ứng máy điện chiều - 66 - Tài liệu tham khảo 1.Công nghệ chế tạo Máy điện Máy biến áp, Nguyễn Đức Sĩ, NXB Giáo dục, Hà Nội 1995 2.Máy điện 1, Vũ Gia Hanh - Trần Khánh Hà - Phan Tử Thụ - Nguyễn Văn Sáu, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2001 3.Máy điện 2, Vũ Gia Hanh - Trần Khánh Hà - Phan Tử Thụ - Nguyễn Văn Sáu, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2001 4.Hướng dẫn sử dụng sửa chữa Máy biến áp, Động điện, Máy phát điện công suất nhỏ, Châu Ngọc Thạch, NXB Giáo dục, Hà Nội 1994 5.Tính tốn cung cấp lựa chọn thiết bị, khí cụ điện, Nguyễn Xn Phú - Nguyễn Cơng Hiền, NXB Giáo dục, Hà Nội 1998 6.Kỹ thuật điện, Đặng Văn Đào - Lê Văn Doanh, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1999 Các sách báo tạp chí điện - 67 - ... loại máy điện gọi máy điện đồng 4.4 Hòa đồng máy phát điện *Điều kiện để máy phát điện làm việc song song với - Điện áp máy phát phải điện áp lưới điện trùng pha - Tần số máy phát tần số lưới điện. .. độ máy phát điện động điện U,f My pht ~ Pđiện Động Pcơ -9- -Sơ đồ phân loại máy điện thông dụng thường gặp Máy diện Máy biến áp Máy diện có phần quay Máy diện xoay chiều Máy diện Không đồng Máy. .. LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình Máy điện biên soạn sở chương trình khung nghề điện dân dụng, giáo trình viết cho đối tượng đào tạo hệ Cao đẳng nghề trung cấp nghề sơ cấp nghề sử dụng Máy điện tập giảng