1. Truyền tải điện năng
Trên Hình 16.5 có vẽ một sơ đồ truyền tải điện
năng, trong đó có cả tăng áp và hạ áp.
@ 10kV 200kV E 5000V
Hình 16.6 Hình 16.5 0000
FE cái thích sơ đó truyền tải mw 220V
điện năng trên Hình 16.5. 2. Nấu chảy kim loại, hàn điện
Chú ý : Máy hàn điện nấu chảy kim loại hoạt I Gidi thích máy han dién theo động theo nguyên tắc biến áp, trong đó cuộn sơ nguyên tắc biến áp trên Hình 16.6. _ cấp gồm nhiều vòng dây tiết diện nhỏ, cuộn thứ
cấp gồm ít vòng dây tiết diện lớn.
Trường hợp biến áp lí tưởng (hiệu suất gần 100%), công suất ở hai cuộn dây bằng nhau U;ù, =U,1,
suy ra : ==
90
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
?
1. Máy biến áp là gì ? Nêu cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp.
Vv
2.
4.
Máy biến áp lí tưởng làm việc bình thường có
tỉ số " bằng 3, khi (U;, /;) = (360 V, 6 A), N h
thì (U;, 1,) bằng bao nhiêu ?
A. (1 080V, 18A); B.(120V,2A);
C(1080V,2A) ; D.(120 V, 18A).
Máy biến áp lí tưởng có cuộn sơ cấp gồm 2 000 vòng, cuộn thứ cấp gồm 100 vòng ; điện áp và cường độ dòng điện ở mạch sơ cấp là 120 V, 0,8 A. Điện áp và công suất ở cuộn thứ cấp là bao nhiêu ?
A.6V,96W. B.240V,96W.
C.6V,48W. D.120V,4,8W.
Một máy biến áp lí tưởng có hai cuộn dây lần lượt có 10 000 vòng và 200 vòng.
a) Muốn tăng áp thì cuộn nào là cuộn sơ cấp ? Nếu đặt vào cuộn sơ cấp điện áp hiệu dụng 220 V thì điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp bằng bao nhiêu ?
b) Cuộn nào có tiết diện dây lớn hơn ?
5, Máy biến áp lí tưởng cung cấp một dòng điện 30 A dưới một điện áp hiệu dụng 220 V. Điện áp hiệu dụng ở cuộn sơ cấp là 5 kV.
a) Tính công suất tiêu thụ ở cửa vào và ở
cửa ra của biến áp.
b) Tính cường độ hiệu dụng ở cuộn sơ cấp.
.. Một máy biến áp lí tưởng cung cấp một công suất 4 kW dưới một điện áp hiệu dụng 110 V.
Biến áp đó nối với đường dây tải điện có điện trở tổng là 2 ©.
a) Tính cường độ hiệu dụng trên đường dây tải điện.
b) Tính độ sụt thế trên đường dây tải điện.
© Tính điện áp hiệu dụng ở cuối đường dây
tải điện.
d) Xác định công suất tổn hao trên đường dây đó.
e) Thay biến áp trên đây bằng một biến áp có cùng công suất nhưng điện áp hiệu dụng ở cửa ra là 220 V. Tính toán lại các đại lượng nêu ra ở bốn câu hỏi trên.
91
df Miay PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
Các máy phát điện xoay chiều một pha, ba pha; các phương pháp tạo ra dòng điện một chiều từ dòng điện xoay chiều, hầu như tất cả đều đã quen thuộc đối với chúng ta.
Nhắc lại nguyên tắc chung tao ra dòng điện xoay chiều.
mm Chứng minh công thức 17.1.
Một máy phát điện quay 600 vòng/phút có 5 đôi cực, sẽ tạo ra dòng điện xoay chiều với f bằng bao nhiêu ?
ON N
Hinh 17.1
Các nam châm của phần cảm.
Hình 172
Các cuộn dây của phần ứng.
92
1- MAY PHAT BIEN XOAY CHIEU MOT PHA
Máy phát điện xoay chiều một pha được cấu tạo bởi hai bộ phận chính :
1. Phân cảm tạo ra từ thông biến thiên bằng các
nam châm quay ; đó là một vành tròn (có trục quay A), trên gắn các nam châm (2p cực nam châm gồm
p cực nam và p cực bắc) mắc xen kế nối tiếp nhau, và quay tròn xung quanh trục A với tốc độ ứ vũng/giõy. Khi đú phần cảm gọi là rụto.
2. Phần ứng gồm các cuộn dây giống nhau, cố định trên một vòng tròn. Khi đó phần ứng gọi là stato.
Khi rôto quay, từ thông qua mỗi cuộn dây của stato biến thiên tuần hoàn với tần số :
Ƒ=pn (17.1)
kết quả, xuất hiện trong đó một suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần số ƒ. Các cuộn dây được nối với nhau sao cho các suất điện động
trong các cuộn dây luôn luôn cùng chiều, do đó luôn cộng lại với nhau.
Ở các nhà máy nhiệt điện, các rôto của máy phát
điện có tốc độ quay lớn : I 500 đến 3 000 vòng/ph.
Ở các nhà máy thuỷ điện, các rôto của máy phát điện có tốc độ quay thấp hơn, vài trăm vòng/phút.
Chi ý : Người ta cũng chế tạo các máy phát điện xoay chiều trong đó phần cảm cố định và phần ứng thì quay. Loại máy này không trình bày ở đây.
ll - MAY PHAT DIEN XOAY CHIEU BA PHA
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động
Máy phát điện ba pha là máy tạo ra ba suất điện động xoay chiều hình Sin cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha nhau =.
Máy phát điện xoay chiều ba pha gồm :
~ Ba cuộn dây hình trụ giống nhau gắn cố định trên một vành tròn tại ba vị trí đối xứng (ba trục của ba cuộn dây đồng quy tại tõm ỉ của đường trũn và lệch nhau 1209).
— Một nam châm MS có thể quay quanh trục Ó với tốc độ góc @ không đổi (H.17.3a). Khi nam châm quay, từ thông qua mỗi cuộn dây là ba hàm số sin của thời gian, cùng tần số góc , cùng biên độ và pha lệch nhau * Kết quả là, theo định luật Fa-ra-đây, trong ba cuộn dây xuất hiện ba suất điện động xoay chiều
a: : 3
cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha nhau ` Máy phát điện ba pha được kí hiệu như Hình 17.3b.
2. Cách mắc mạch ba pha
Máy phát ba pha được nối với ba mạch tiêu thụ điện năng (mạch tiêu thụ năng thường được gọi là đ). Các tải được giả thiết là giống nhau : cùng điện trở, dung kháng, cảm kháng. Ta nói rằng các tải đối xứng.
Trong mạch ba pha, các tải được mắc với nhau theo hai cách :
a) Mac hinh sao (H.17.4) ; b) Mắc hình tam giác (H.17.5).
Trên Hình 17.4 va 17.5 : các điện áp Wigs Yao
uy được gọi là điện áp pha ; các điện Ap u,,, U5, uy, được gọi là điện áp dây.
Dễ dàng chứng minh hệ thức sau giữa các điện áp hiệu dụng :
vt Uạyy = V3U pha (17.2)
1
oof £ Ì
Hình 17.5
Hình 17.3
FE Hãy chứng mình công thức (172).
93
3. Dòng ba pha
Dòng điện xoay chiều do máy phát điện xoay chiều ba pha
phát ra là dòng ba pha. Đó là hệ ba dòng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số, nhưng lệch pha với nhau = từng đôi một. 2.
Nếu các tải là đối xứng thì ba dòng điện này sẽ có cùng biên độ.
4. Những ưu việt của dòng ba pha
Ngày nay dòng ba pha được sử dụng rộng rãi vì nó có nhiều ưu việt.
a) Truyền tải điện năng đi xa bằng dòng ba pha tiết kiệm được dây dẫn so với truyền tải bằng dòng một pha.
b) Cung cấp điện cho các động cơ ba pha, dùng phổ biến trong
các nhà máy, xí nghiệp.
Máy phát điện xoay chiều :
- Mộtpha : Khi quay, nam châm (lúc này là rôto) tạo ra từ trường quay, sinh ra suất điện động xoay chiều trong các cuộn dây cố định (stato).
- Ba pha: Khi quay, nam châm (lúc này là rôto) tạo ra từ trường quay, sinh ra hệ ba suất điện động trong ba cuộn dây giống nhau đặt cố định (stato) trên một vòng tròn, tạo
với nhau những góc 1209.
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1. Các máy phát điện xoay chiều nói chung dựa trên nguyên tắc nào ?
2. Phân biệt dòng một pha với dòng ba pha.
3. Trong máy phát điện xoay chiều một pha, từ Vv
trường quay có vectơ quay 300 vòng/phút tạo bởi 20 cực nam châm điện (10 cực nam và
10 cực bắc) quay với tốc độ bao nhiêu ? A. 10 vòng/giây ; B. 20 vòng/giây ; C.5 vong/giay ; D. 100 vòng/giây.
94
4. Trong trường hợp ba suất điện động của máy phát ba pha mắc theo hình sao và ba tải cũng được mắc theo hình sao thì phải có bốn đường dây nối từ nguồn đến tải. Hãy xét trường hợp ba tải đối xứng và chứng minh rằng trong số bốn đường dây nối ấy có một đường dây tại đó cường độ dòng điện luôn bằng 0 (đường dây trung hoà).