CHƯƠNG TRÌNH MÁY ĐIỆN I CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÁY ĐIỆN CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÁY ĐIỆN  Khái niệm chung  Các định luật  Từ trường, mạch từ  Tổn hao mạch từ  Cực từ, tần số, góc độ điện  Sự biến đổi lượng máy điện  Vật liệu dùng máy điện  Phương pháp nghiên cứu máy điện §1 KHÁI NIỆM CHUNG Định nghĩa: Máy điện thiết bị làm việc dựa nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi lượng thành lượng điện hay ngược lại Phân loại: Dựa nguyên lý làm việc máy điện ta phân loại chúng hình sau: Máy điện Máy điện quay Máy điện tĩnh Máy điện AC Máy điện DC Máy điện ĐB MBA MFDC ĐCDC MFĐB ĐCĐB Máy điện KĐB MFKĐB ĐCKĐB §2 CÁC ĐỊNH LUẬT DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN Định luật cảm ứng điện từ • Từ thơng qua cuộn dây biến thiên: dΦ e= dt  Cuộn dây có N vịng dΦ dΨ e=N = dt dt  Khi Φ = Φ msinωt:  Cuộn dây có vịng e = NωΦ mcosωt = 2Esin( ωt + π 2) • Một dẫn dài l,  Chiều s.đ.đ cảm ứng chuyển động với vận tốc xác định theo quy v từ trường B tắc bàn tay phải có s.đ.đ: e = Blv • Nếu dẫn tạo với từ trường góc α s.đ.đ cảm ứng dẫn là: e = Blvsinα Định luật lực điện từ f = Bli sin α • Thanh dẫn mang dòng  Chiều lực điện từ điện đặt thẳng góc xác định theo quy từ trường chịu tác tắc bàn tay trái dụng lực: f = Bli β i α  Thanh dẫn tạo với đường sức từ góc α: §3 MẠCH TỪ VÀ ĐỊNH LUẬT MẠCH TỪ Từ trường: Trong máy điện, từ trường tạo cực từ dòng điện chạy dây quấn Mạch từ: Mạch từ dùng để dẫn từ thông Trong máy điện, mạch từ lõi thép Định luật mạch từ: r r n Ñ ∫ Hdl = ∑ i k L i2 i1 r dl k =1 ik > tạo từ trường chiều với chiều vịng i3 (L) r H • Áp dụng vào mạch từ sau ta có: Hl = Ni = F i N Do: B = àH = B ì S Như vậy: B H×l = l = Φ = ℜ µΦ µ µS ℜµ = µS Φ I≡Φ E≡F R ≡ ℜµ l – chiều dài trung bình đường sức mạch từ F – sức từ động(s.t.đ) i – dịng điện từ hóa • Với mạch từ có khe hở khơng khí: H1l1 + H2l2 = N1i1 - N2i2 = F i1i Tổng quát: m ∑H l k =1 k k l1 , S n m N1 = ∑ N ji j = ∑ ℜ µk Φ j= k =1 k – số đoạn mạch từ j – số cuộn dây quấn mạch từ Φ i2 N2 l2, S2 Sự tương tự với mạch điện F E Φ= ↔i= ℜµ R Mạch từ nối tiếp: ℜ µ = ℜ µ + ℜ µ + L + ℜ µn Mạch từ song song: 1 1 = + +L + ℜµ ℜµ1 ℜµ ℜ µn Tính tốn mạch từ: a Bài tốn thuận: Cho Φ, tìm s.t.đ F = Ni • Để giải toán ta thực bước tính:  Bước 1: - Tính B = Φ/S đoạn mạch từ - Tìm H đoạn mạch từ  Bước 2: - Tính F m F = ∑ Hil i i =1  Bước 3: - Tùy theo tốn, cho N, ta tìm i; cho i ta tìm N b Bài toỏn ngc: Cho s.t. F, tỡm ã = f(Φ) nên ℜ = f(Φ) • Do chưa biết Φ nên ℜ chưa biết Như ta có toán phi tuyến: m ∑ ℜ (Φ )Φ i =1 i i i = F(Φ i ) • Bài tốn giải phương pháp gần Ví dụ: Một mạch từ có từ trở 1500Av/Wb có đặt cuộn dây Cuộn dây có 200 vịng làm dây nhơm Khi nối cuộn dây với nguồn điện chiều có điện áp 24V dịng điện qua 3A Tính từ thơng lõi thép điện trở cuộn dây S.t.đ cuộn dây: F = Ni = 200×3 = 600Av F 600 = = 0.4Wb Từ thông lõi thép: Φ = ℜ µ 1500 U 24 = 8Ω Điện trở cuộn dây: R = = I §4 TỔN HAO NĂNG LƯỢNG Tổn hao từ trễ • Đường cong từ hóa • Tổn hao từ trễ: ph = kfBnmax ph – tổn hao [W/kg] B Bdư Hk H k – số n – số Steinmet Tổn hao dịng điện xốy • Khi Φ biến thiên theo t, lõi thép có dịng điện • Dịng điện gọi dịng điện xốy(dịng Foucault) gây tổn hao cơng suất • Tổn hao cơng suất bằng: px = k e f B2max • Để giảm tổn hao công suất ta thường làm mạch từ thép mỏng có sơn cách điện ghép lại với §5 CỰC TỪ, TẦN SỐ, GĨC ĐỘ ĐIỆN Cực từ • Dùng để tạo từ trường máy điện Tần số • Khi cực tính cực từ thay đổi, chiều e thay đổi theo N S e e • Khi dẫn qua cực từ sđđ thay đổi chu kỳ N • Nếu máy có 2p cực từ hết vịng sđđ thay đổi p chu kỳ • Tần số số chu kỳ 1s n f= p 60 S Góc độ điện • Góc độ điện cho biết góc lệch pha sđđ dẫn nằm rãnh cạnh N S π N S 2π • Đi hết vòng sđđ thay đổi p chu kỳ, tương ứng với p×360o điện, có Z rãnh Vy: p ì 360 o = Z ã Mt vũng tương ứng với 360o hình học, nên độ hình học ứng với p độ điện §6 VẬT LIỆU DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN Vật liệu tác dụng: • Vật liệu dẫn điện: Al, Cu • Vật liệu dẫn từ:  Thép kỹ thuật điện cán lạnh cán nóng  Gang, thép đúc, thép • Vật liệu cách điện: giấy, mica, v.v Vật liệu cấu trúc: • Vật liệu cấu trúc dùng chế tạo chi tiết chịu lực §7 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN • Mô tả tượng vật lý xảy máy điện • Dựa vào định luật vật lý, viết phương trình cân bằng: mơ hình tốn học máy điện • Từ phương trình cân thành lập mạch điện thay máy điện: mô hình mạch máy điện • Từ mơ hình tính tốn đặc tính máy điện  ... Phân lo? ?i: Dựa nguyên lý làm việc máy ? ?i? ??n ta phân lo? ?i chúng hình sau: Máy ? ?i? ??n Máy ? ?i? ??n quay Máy ? ?i? ??n tĩnh Máy ? ?i? ??n AC Máy ? ?i? ??n DC Máy ? ?i? ??n ĐB MBA MFDC ĐCDC MFĐB ĐCĐB Máy ? ?i? ??n KĐB MFKĐB ĐCKĐB... máy ? ?i? ??n  Phương pháp nghiên cứu máy ? ?i? ??n ? ?1 KH? ?I NIỆM CHUNG Định nghĩa: Máy ? ?i? ??n thiết bị làm việc dựa nguyên lý cảm ứng ? ?i? ??n từ, biến đ? ?i lượng thành lượng ? ?i? ??n hay ngược l? ?i Phân lo? ?i: Dựa...CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÁY ? ?I? ??N  Kh? ?i niệm chung  Các định luật  Từ trường, mạch từ  Tổn hao mạch từ  Cực từ, tần số, góc độ ? ?i? ??n  Sự biến đ? ?i lượng máy ? ?i? ??n  Vật liệu dùng máy