Bài giảng máy điện Back Nội dung Next Bài giảng máy điện Phần 1: Máy điện chiều Phần 2: Máy biến áp Back Nội dung Next Bài giảng máy điện Phần mở đầu Máy điện Máy điện tĩnh Máy biến áp Máy điện quay Máy điện chiều động chiều Máy phát chiều động không đồng Máy phát không đồng Máy điện xoay chiều Máy điện không đồng Máy điện đồng động đồng Máy phát đồng Bài giảng máy điện Vai trò loại máy điện kinh tế quốc dân: MF MBA MBA Hộ tiêu thụ Khái niệm, phân loại phơng pháp nghiên cứu máy điện: a, Đại cơng máy điện: - Nguyên lý làm việc máy điện dựa sở định luật cảm ứng điện từ Sự biến đổi lợng máy điện đợc thực thông qua từ trờng Để tạo đợc từ trờng mạnh tập trung, ngời ta dùng vật liệu sắt từ làm mạch từ máy biến áp mạch từ lõi thép đứng yên Còn máy điện quay, mạch từ gồm hai lõi thép đồng trục: quay, đứng yên cách khe hở b, Phơng pháp nghiên cứu máy điện: Back Nội dung Next Bài giảng máy điện Sơ lợc vật liệu chế tạo máy điện: Gồm có vật liệu tác dụng, vật liệu kết cấu vật liệu cách điện Vật liệu tác dụng: bao gồm vật liệu dẫn điện dẫn từ dùng để chế tạo dây quấn lõi sắt Vật liệu cách điện: dùng để cách điện phận dẫn điện với phận khác máy cách điện thép lõi sắt Vật liệu kết cấu: chế tạo chi tiết máy phận chịu lực giới nh trục, vỏ máy, khung máy Sơ lợc đặc tính vật liệu dẫn từ, dẫn điện cách điện dùng chế tạo máy điện a, Vật liệu dẫn từ: b, Vật liệu dẫn điện: c, Vật liệu cách điện: Cấp cách điện Y A E B F H C Nhiệt độ ( C) 90 105 120 130 155 180 >180 Back Nội dung Next Bài giảng máy điện Phần 1: Máy điện chiều Chơng : Nguyên lý làm việc - kết cấu Chơng : Dây quấn Máy điện chiều Chơng : Các quan hệ điện từ máy Chơng : Từ trờng máy điện chiều Chơng : Đổi chiều Chơng : Máy phát điện chiều Chơng : Động chiều Chơng : Máy điện chiều đặc biệt Back Nội dung Next Bài giảng máy điện Chơng 1: Nguyên lý làm việc- kết cấu 1.1: Cấu tạo máy điện chiều 1.2: Nguyên lý làm việc 1-3: lợng định mức Next Nội dung Back Phần I: máy điện chiều 1.1: Cấu tạo máy điện chiều Phần tĩnh (Stato): Dây quấn cực từ Cực từ phụ a) Cực từ chính: (Là phận để sinh từ thông kích thích) Dây quấn cực từ phụ Cực từ b) Cực từ phụ: Đặt cực từ chính, dùng để cải thiện đổi chiều c) Gông từ (vỏ máy): d) Các phận khác: Nắp máy: Bảo vệ an toàn cho ngời thiết bị Cơ cấu chổi than: Đa dòng điện từ phần quay mạch Back Chơng I Next máy điện chiều Back Next Chơng I phần cảm động điện chiều Cực từ vỏ Bu lông Cuộn dây phần cảm động điện chiều vỏ cực từ Bu lông cuộn dây máy điện chiều Phần ứng (Rôto): Rãnh a) Lõi sắt phần ứng: Dùng để dẫn từ +) Với máy công suất vừa lớn ngời ta dập lỗ thông gió dọc trục +) Với máy điện công suất lớn xẻ rãnh thông gió ngang trục thông gió dọc trục b) Dây quấn phần ứng: Là phần sinh Lỗ sức Lõi sắt điện động có dòng điện chạy qua +) Dây quấn thờng làm đồng có bọc Nêm cách điện Để tránh quay dây quấn bị văng miệng rãnh thờng đợc nêm chặt Cách tre, gỗ phíp đầu dây quấn thờng điện đợc đai chặt rãnh +) Với MĐ công suất nhỏ dây quấn có Dây tiết diện tròn, máy có công suất vừa quấn lớn dây quấn có tiết diện hình chữ nhật Back Chơng I Next phần ứng động điện chiều Cổ góp lõi thép dây quấn trục phần ứng động điện chiều lõi thép Cổ góp cuộn dây trục máy điện chiều c) Vành đổi chiều (Vành góp): Dùng biến đổi dòng xoay chiều thành dòng chiều Phiến góp d) Các phận khác: Cánh quạt: Dùng làm mát Trục máy: gắn lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt ổ bi Trục làm thép bon tốt Back Next Chơng I máy điện chiều 1.2: Nguyên lý làm việc I Phần tĩnh: Gồm hệ thống từ có cực N S n N A + Phần động: Gồm khung dây abcd (1phần tử dây quấn) bc Rt U - B da e Fđt Fđt I c b da e S Nguyên lý làm việc chế độ máy phát: Theo định luật cảm ứng điện từ: trị số sức điện động dẫn ab cd đợc xác định: e = B.l.v Trong đó: B trị số cảm ứng từ nơi dây dẫn quét qua l chiều dài dẫn nằm từ trờng v vận tốc dài dẫn Back Chơng I Next máy điện chiều Sức điện động dòng xoay chiều cảm ứng t dẫn đợc chỉnh lu thành sức điện động dòng chiều nhờ hệ thống vành góp chổi than.Ta biểu diễn sức t điện động dòng điện dẫn mạch nh hình vẽ: N Khi mạch có tải ta có: U = E - IR n F, Mđt Trong đó: E sức điện động máy phát IR sụt áp khung dây abcd U điện áp đầu cực S Khi vòng dây chịu lực tác dụng gọi lực từ: Fđt = B.I.l Tơng ứng ta có mô men điện từ: Mđt = Fđt.D/2.= B.I.l.D/2 Từ hình vẽ ta thấy chế độ máy phát Mđt ngợc với chiều quay phần động nên đợc gọi M hãm Back Chơng I Next máy điện chiều Nguyên lý làm việc chế độ động cơ: chế độ động Mđt chiều với chiều N quay phần động gọi mômen quay F, Mđt Nếu điện áp đặt vào động U ta có: n U = E + IR Nh vậy: chế độ động U > E chế độ máy phát U < E Back Chơng I S Next máy điện chiều 1-3: lợng định mức Công suất định mức: Pđm - Tải MĐ ứng với độ tăng nhiệt cho phép máy theo điều kiện lúc thiết kế đợc quy định công suất định mức máy - Công suất định mức đợc tính đầu máy Các đại lợng định mức khác: - Các trị số điện áp, dòng điện, tốc độ quay, hệ số công suất ứng với Pđm trị số định mức Back Chơng I Next máy điện chiều Chơng 2: Dây quấn Máy điện chiều 2.1 Nhiệm vụ, cấu tạo, phân loại 2.2 Dây quấn xếp đơn 2.3 Dây quấn xếp phức tạp 2.4 Dây quấn sóng đơn giản 2.5 Dây quấn sóng phức tạp 2.6 Dây cân điện Back Phần I Next máy biến áp c) Điều kiện có trị số điện áp ngắn mạch: Z= 1 + Z nI Z nII = ZnI Z ni & =U & U & ' = Z.&I U &I = &I1 = &I '2 dòng tổng MBA ZnII Máy II: &I '2 II U& '2 U& & U &I U Z.&I I& '2 I = = = (3.29) Z nI Z nI Z nI Z ni & & U Z.I I = = = (3.30) Z nII Z nII Z nII Z ni Thực tế nI nII nên tính toán thay số phức mô đun chúng Back &I '2 II &1 U Dòng điện tải máy biến áp: Máy I: &I '2 &I (3.28) Điện áp rơi mạch điện: &I '2 I nI nII & '2 U &I'2 I &I '2 II Next Chơng máy biến áp Từ (3.32) ta có: I'2 I = Nhân vế với Ta đợc: Tính tơng tự : Back U dmI U dmI = S dmI U dmI I dmI I'2 I I.U dmI S = = S I dmI U U I dmi U nI dmi nI dmI U ni U ni I = II = I U nI I dmi I dmI U ni S U nI S dmi U ni S U nII S dmi U ni Trong đó: S = UđmI.I tổng công suất truyền tải máy biến áp I : II = Chơng 1 : U nI U nII Next máy biến áp Chơng 4: Máy biến áp làm việc với tải không đối xứng 4.1: Nguyên nhân - biến đổi dòng điện không đối xứng 4.2: tợng đối xứng điện áp pha tải không đối xứng Back Phần II Next máy biến áp 4.1: Nguyên nhân - biến đổi dòng điện không đối xứng Nguyên nhân: - Máy biến áp làm việc không đối xứng tải phân phối không cho pha - Khi máy biến áp có tổ nối dây Y0/Y0 , Y0/ , Y/Y0: + Y0/Y0: dòng thứ tự không tồn dây quấn sơ cấp thứ cấp nên mạch điện thay không khác thành phần thứ tự thuận + Y0/: Thứ cấp mạch thay bị nối tắt dòng thứ tự không không chạy mạch + Y/Y0: Phía nối Y dây trung tính nên it0 = 0, phía đợc xem nh hở mạch Back Chơng Next máy biến áp 3&I a o &I a a &I b b &I c c 3&I A &I A0 &I O A B0 B &I C0 C & U A0 &I A Zm0 O &I B0 B &I a Z1 &I m & U a0 Zn & U A0 &I = &I A0 a0 A b c B C Z2 &I a &I A Zm0 & U A0 a &I c &I C0 C 3&I a &I b A0 A Z2 Z1 &I a 3&I A I& &I m &I A0 &I a0 &I B0 &I b &I C0 &I c Z1 & U a0 & U A0 &I A Zm o a b c Z2 &I a &I m U& a Zn & U a0 & U A0 Back &I A Zm0+Z2 Chơng &I a & U a0 Next máy biến áp 4.2: tợng đối xứng điện áp pha tải không đối xứng Khi có dòng điện thứ tự không: a) Nối Y/Y0: Khi tải không đối xứng: &I + &I + I& = &I + &I + &I = &I A B C a b c d Riêng dòng thứ tự không phía thứ cấp không cân bằng: & &I a = I& b = &I c = I d sinh t0 E& m tơng đối lớn U& A = E& A U& B = E& B U& C = E& C E& m + &I A Z E& m + I& B Z E& m + &I C Z &I A + &I B + I& C = E& A + E& B + E& C = &A + U &B +U & C = 3E& m = 3&I m Z m U Back Phần II Next máy biến áp Vì dây quấn sơ cấp nối Y nên ta có: & AB = U &A U &B U & BC = U &B U &C U & CA = U &C U &A U & = (U & & & &' & U A AB U CA ) + I m Z m = U A + I a Z m & = (U & & & &' & U B BC U AB ) + I m Z m = U B + I b Z m & = (U & & & &' & U C CA U BC ) + I m Z m = U C + I c Z m - Do có thành phần thứ tự không làm điểm trung tính điện áp sơ cấp bị lệch khoảng &I a Z m - Tơng tự điểm trung tính điện áp thứ cấp bị lệch khoảng &I a Z t lớn &I a Z m - Sự xê dịch điểm trung tính làm cho điện áp pha không đối xứng gây bất lợi cho tải làm việc với điện áp pha ngời ta quy định dòng dây trung tính: Id < 0,25Iđm Back Chơng C A &' U & & U A A I a Z m0 &' &' U U C B & & UC U B B Next máy biến áp b) Nối Y0/Y0, Y0/: Vì dòng điện thứ tự không tồn sơ cấp thứ cấp cân nhau: &I A = &I a ; nên không sinh từ thông thứ tự không t0 sức điện động E& t điểm trung tính bị lệch 1 khoảng &I a Z n &I d Z n Sự xê dịch không đáng kể Zn nhỏ Khi dòng thứ tự không:Y/Y, Y/, /Y, /: Chú ý: Khi tải không cân bằng, điện áp U pha không nhng Zn nhỏ nên không cân điện áp pha điện áp dây không nghiêm trọng Thực tế: Nếu tải không đối xứng với mức thứ tự thuận ngợc khác < 5% điện áp đợc coi nh đối xứng Back Chơng Next máy biến áp Chơng 5: Quá trình độ máy biến áp 5.1: Quá dòng điện máy biến áp 5.2: Quá điện áp máy biến áp Back Phần II Next máy biến áp 5.1: Quá dòng điện máy biến áp Đóng máy biến áp vào lới không tải: dtrong trình độ đóng Khi không tải I0 = (5 ữ10)Iđm nhng (5.1) : góc pha U1msin(t + ) = i0r1 + W1 máy biến áp không tải vào lới dòng nhiều Xétu dt I0 tăng gấpđầu lần điện áp đóng máy biến áp vào nguồn hình sin ta có: W1 Để đơn giản ta giả thiết tỷ lệ với i0: i0 = L1 r d U 1m sin(t + ) = + (5.2) L1 dt W1 Trong trình độ , nghiệm phơng trình (2) là: = ' + "với: = msin(t + - ) = - mcos(t + ) thành r1 t L1 phần xác lập; = C e thành phần tự Hằng số tích phân C xác định theo điều kiện đầu: t = lõi thép có từ d ( d): = - mcos + C= d C = m(cos d) L U 1m Với: m = W1 r12 + (L1 ) Next Back máy biến áp Ta có: = - mcos(t + ) + (mcos d) e r1 t L1 (5.3) - Điều kiện thuận lợi đóng máy biến áp không tải vào lới lúc = (điện áp có trị số cực đại) d = Khi đó: = - mcos(t + ) = msint nghĩa không xảy trình độ mà trạng thái xác lập đợc thành lập - Bất lợi đóng mạch lúc = max (điện áp 0) d = + d : r1 t = - mcost + (m + d) e L1 (5.4) " = ' + " d t - Từ thông đạt cực đại thời gian nửa -m ' chu kỳ sau đóng mạch (t ) Vì r1 Stx1 = Tdc t Tdc Chơng S Stx2 S (*) Next máy điện chiều i +i i2 t t Stx1 i1 -i S Stx2 Tđc Gọi J1 mật độ dòng điện bề mặt tiếp xúc J2 mật độ dòng điện bề mặt tiếp xúc vào ta có: J1 = J2 = Back T T i1 i1 = dc = dc tg S tx S (T dc t ) S T T i2 i = dc = dc tg S tx S t S Vì = nên J1 = J2 (*) Chơng Next [...]... 14 4 12 2 10 18 8 16 9 17 7 15 5 13 3 11 1 +y2 Lớp dới 5 13 Back 6 14 Khép kín +y2 Lớp dới 6 Lớp trên 1 +y1 4 3 11 1 9 7 17 Khép kín 15 Next máy điện một chiều Giản đồ khai triển dây quấn MĐMC Dây quấn sóng phức tạp có: m = 2; 2p = 4; Znt = S = 18 n 1 2 3 5 4 7 6 S N 3 4 5 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8 6 7 9 8 A1 + N 10 11 12 B1 A + 13 14 S 15 A2 + 16 17 18 1 2 B2 - B - Dây quấn sóng phức tạp gồm... y 1 - y = 6 - 2 = 4 2p 4 b) Thứ tự nối các phần tử: Lớp trên 1 3 5 7 yG = y = 2 9 11 13 15 17 19 21 23 1 +y1 Lớp dới 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 Lớp trên 4 2 6 8 10 12 14 16 18 20 3 5 22 24 +y1 Lớp dới 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 Back Chơng 2 4 6 Khép kín 2 Khép kín Next máy điện một chiều Giản đồ khai triển dây quấn MĐMC Dây quấn xếp phức tạp yG = m = 2; 2p = 4; Znt = S = G = 24 n 1 2 3 8 9 10 11 12 ... G 1 p y1 = Back y2 = y - y1 = yG - y1 Chơng 2 Next máy điện một chiều 2 Sơ đồ khai triển: Khai triển dây quấn sóng đơn có Znt = S = G = 15 ; 2p = 4 a) Bớc dây quấn: y1 = Z nt = 15 - 3 = 3 (bớc ngắn) 2p 4 4 15 1 G 1 y = yG = = = 7 (dây quấn trái) 2 p y2 = y - y1 = 7 - 3 = 4 b) Thứ tự nối các phần tử: Lớp trên 1 8 14 6 13 5 12 4 11 3 10 2 15 7 9 1 +y1 +y2 Lớp dới 4 11 3 10 2 9 Back 8 15 7 14 6 13 ... đơn MĐMC có Znt = S = G = 16 , 2p = 4 a) Tính các bớc dây quấn: y1 = Z nt = 16 = 4 (Bớc đủ) y2 = y1 - y = 4 -1 = 3 4 y = yG = 1 2p b)Thứ tự nối các phần tử: Căn cứ vào các bớc dây quấn ta có thể bố trí cách nối các phần tử để thực hiện dây quấn Back Chơng 2 Next máy điện một chiều Lớp trên 1 2 +y1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 Lớp dới 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 c) Giản đồ khai triển:... 15 7 9 1 +y1 +y2 Lớp dới 4 11 3 10 2 9 Back 8 15 7 14 6 13 5 12 1 Next Chơng 2 máy điện một chiều Giản đồ khai triển dây quấn MĐMC Dây quấn sóng đơn có Znt = S = G = 15 ; 2p = 4 n 1 3 2 5 4 6 4 9 11 10 S N 3 8 7 5 6 7 8 A + 13 14 15 S N 9 10 11 B1 - A1 + 12 12 13 A2 + 14 15 1 2 B2 - B - Dây quấn sóng đơn chỉ có 1 đôi mạch nhánh song song: a = 1 Quy luật nối dây của dây quấn sóng đơn là nối tiếp tất cả... = G = 24 n 1 2 3 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 4 5 6 7 S N 1 2 23 24 3 4 5 6 7 A1 + N 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 B1 A S A2 + + B2 - B - CựcDây từ và quấn chổixếp điệnphức nh tạp ở dây do quấn m dây xếpquấn đơn.xếp Chỉ đơn kháccùng là bềđấu rộngchung chổi do đógóp số để đôicómạch nhánh dâyquấn quấn: điệnchổi 2 than lần phiến thể lấy điện song đồng song thời ởcủa 2... máy điện một chiều 2-5: dây quấn sóng phức tạp 1 Bớc dây quấn: Tơng tự nh với dây quấn sóng đơn Riêng bớc vành góp: yG = G m p 2 Sơ đồ khai triển: a) Tính bớc dây quấn: y1 = Z nt 2p m = 2; 2p = 4; Znt = S = 18 = 18 2 = 4 (dây quấn bớc ngắn) G m 18 2 = yG = = 8 = y; p 2 4 y2 = y - y1 = 8 - 4 = 4 b) Thứ tự nối các phần tử: Lớp trên 2 10 18 8 16 +y1 4 12 2 14 4 12 2 10 18 8 16 9 17 7 15 5 13 3 11 ... cực máy Pđt = P1 - (pcu. + pcu.kt) Pđt = EI Còn lại là công suất cơ đa ra đầu trục: P2 = M. = Pđt - (pcơ +pFe) pcu. + pcu.kt - Giản đồ năng lợng: pFe pcơ P1 Pđt P2 - Hiệu suất: = Back P2 P1 (pco + pFe + pcu ) p = =1 P1 P1 P1 Chơng 3 Next máy điện một chiều Chơng 4 : Từ trờng trong máy điện một chiều 4 -1: từ trờng lúc không tải -T Trng cc t chớnh4-2: từ trờng khi có tải Back Phần I Next máy điện một chiều. .. dòng điện trong phần tử khi bị chổi than ngắn mạch là nhỏ nhất và sức điện động lấy ra ở 2 đầu chổi than là lớn nhất Nh vậy chổi than phải đặt trên trung tính hình học và trục chổi than trùng với trục cực từ Khai triển máy điện một chiều Sơ đồ khai triển dây quấn MĐMC Dây quấn xếp đơn có Znt = S = G = 16 , 2p = 4 n 2 1 4 3 5 6 1 A1 2 3 4 + 11 12 13 14 N 5 B1 + A Back 9 10 S N 16 8 7 6 7 8 - 9 A2 B 15 16 ... pf = 1% Pđm 2 Giản đồ năng lợng và hiệu suất: a) Máy phát điện: Pđt = P1 - (pcơ + pFe) = P1 - p0 = E I P2 = Pđt - pcu = U.I pcơ pFe pcu - Giản đồ năng lợng: P1 Pđt P2 - Hiệu suất: P P (p +p + p ) p = 2 = 1 co Fe cu = 1 P1 P1 P1 Back Chơng 3 Next máy điện một chiều b) Động cơ điện: Ta có công suất điện mà động cơ nhận từ lới: P1 = U.I = U.(I + Ikt ) Với: I = I + Ikt là dòng nhận từ lới vào U là điện ... tử: Lớp yG = y = 11 13 15 17 19 21 23 +y1 Lớp dới 11 13 15 17 19 21 23 Lớp 10 12 14 16 18 20 22 24 +y1 Lớp dới 10 12 14 16 18 20 22 24 Back Chơng Khép kín Khép kín Next máy điện chiều Giản đồ khai... 4; Znt = S = G = 24 n 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 S N 23 24 A1 + N 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 B1 A S A2 + + B2 - B - CựcDây từ quấn chổixếp điệnphức nh tạp dây quấn... +y1 11 17 Khép kín 15 Next máy điện chiều Giản đồ khai triển dây quấn MĐMC Dây quấn sóng phức tạp có: m = 2; 2p = 4; Znt = S = 18 n S N 10 11 12 13 14 15 16 17 18 A1 + N 10 11 12 B1 A + 13 14