LỜI MỞ ĐẦU Năm 1785 Ch.Coulomb nghiên cứu các định luật về tĩnh điện. Năm 1800 A.Volta dựa trên cơ sở phát minh của L.Galvani đã chế tạo ra chiếc pin đầu tiên.Năm 1819 C.H.Oersted nghiên cứu tác dụng cư học của dòng điện. Năm 1820 A.M.Ampere nghiên cứu lực điện động. Năm 1826 G.S.Ohm tìm ra quan hệ giữa dòng điện và điện áp trong mạch không phân nhánh. Mốc quan trọng nhất phải kể đến là năm 1831 M.Faraday phát minh ra định luật cảm ứng điện từ. Định luật cảm ứng điện từ là cơ sở lý luận cho sự xuất hiện của các loại máy điện và các thiết bị điện. So với các hiện tượng vật lý khác như cơ, nhiệt, quang… hiện tượng điện từ được phát hiện chậm hơn vì các giác quan không cảm nhận được trực tiếp các hiện tượng này. Tuy nhiên việc khám phá ra hiện tượng điện từ đã thúc đẩy mạnh mé cuộc cách mạng khoa học chuyển sang lĩnh vực điện khí hóa và tự động hóa. Các phát minh sáng chế liên tục ra đời thúc đẩy công nghiệp phát triển như vũ bão. Hàng lọat các máy móc, thiết bị điện được sản xuất, chế tạo giúp con người giải phóng lao động thủ công, chân tay, đưa nền sản xuất đi dần vào tự động hóa. Đồng thời điện năng cũng phục vụ đắc lực cho con người trong sinh hoạt vật chất và tinh thần. Để thực hiện việc biến đổi cơ năng thành điện năng và ngược lại, người ta sử dụng các loại máy điện. Máy điện là một hệ điện từ gồm có mạch từ và mạch điện liên quan với nhau. Mạch từ gồm các bọ phận dẫn từ và khe hở không khí. Các mạch điện gồm hai hay nhiều dây quấn có thể chuyển động tương đối với nhau cùng với các bộ phận mang chúng. Từ nhu cầu tiêu dùng điện năng ngày càng cao nên máy điện ngày càng được sử dụng nhiều trong cuộc sống, trong các ngành kinh tế như: công nghiệp, nông nghiệp,giao thông vận tải…Chính vì vậy trong chương trình học tập của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội ngoài nhưng buổi học tập về lý thuyết máy điện tất cả các sinh viên khoa điện còn đươc tham gia vào khóa thực tập thực hành trong 3 tuần về các loại máy điện như máy biến áp, động cơ điện 3 pha, rô to lống sóc… Nhờ đó mỗi người sinh viên chúng em đã có được những kinh nghiệm thực tế quý báu của một người kỹ sư điện như quấn máy biến áp, quấn dây động cơ… Có được thời gian thực tập quý báu này em xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm khoa Điện và đặc biệt là các thầy giáo hướng dẫn Thầy Nguyễn Quang Hùng Thầy Nguyễn Huy Thiện Các thầy đã tạo điều kiện cũng như tận tình chỉ bảo giúp đỡ em trong quá trình thực tập. Có thể nói không có sự hương dẫn dạy bảo của các thầy chúng em có lẽ sẽ khó có thể hoàn thành tốt được bài thực tập kỹ thuật này. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn. 1 PHẦN MỘT BÀI 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN I. Giới thiệu chung về máy điện: Các máy thực hiện sự biến đổi cơ năng thành điện năng hoặc ngược lại được gọi là máy điện. Các máy điện biến cơ năng thành điện năng gọi là máy phát điện và các máy điện dung để biến đổi từ điện năng thành cơ năng gọi là động cơ.Các máy điện đều có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể biến đổI năng lượng theo hai chiều. Máy điện là một hệ điện từ gồm có mạch từ và mạch điện liên quan với nhau.Mạch từ bao gồm các bộ phận dẫn từ và các khe hở không khí.Các mạch điện bao gồm hai hoặc nhiều dây quấn có thể chuyển động tương đối với nhau cùng với các bộ phận mang chúng. Sự biến đổi cơ điện trong máy điện dựa trên nguyên lý về cảm ứng điện từ. Nguyên lý này cũng đặt cơ sở cho sự làm việc của các bộ biến đổi cảm ứng. dùng để biến đổi điện năng với các giá trị của thông số này (điện áp, dòng điện). Máy biến áp là một thiết bị biến đổi cảm ứng đơn giản thuộc loại này, dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều từ điện áp này sang dòng điện xoay chiều có điện áp khác. Các dây quấn và mạch từ của nó đứng yên và quá trình biến đổi từ trường để sinh ra sức điện động cảm ứng trong các dây quấn được thực hiện bằng phương pháp điện. Máy điện dùng làm máy biến đổi năng lượng là phần tử quan trọng nhất của bất cứ thiết bị điện năng nào. Nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vân tải, và các hệ điều khiển và tự động điều chỉnh, khống chế… Máy điện có nhiều loại, có thể phân loại như sau: * Máy điện tĩnh: thường gặp là các loại máy biến áp. Máy điện tĩnh làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông, giữa các dây quấn không có sự chuyển động tương đối với nhau. Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thông số điện năng. Do tính chất thuận nghịchcủa các quy luật cảm ứng điện từ nên quá trình biến đổi có tính chất thuận nghịch. Ví dụ: Máy biến áp biển đổi điện năng có các thông số U 1 , I 1 , f 1 thành điên năng có các thông số mới U 2 , I 2 , f 2 hoặc ngược lạibiến đổi hệ thống điện U 2 , I 2 , f 2 thành hệ thống U 1 , I 1 , f 1 * Máy điện có phần động (quay hoặc chuyển động thẳng): Tuỳ theo lưới điện có thể phân thành máy điện xoay chiều và máy điện một chiều. Nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ do từ trường và dòng điện của các quận dây có chuyển động tương đối so với nhau gây ra. Loại máy này thường dùng để biến đổi năng lượng. Ví dụ: biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện) hoặc biến đổi cơ năng thành điện năng (máy phát điện). Quá trình biến đổi có tính chất thuận nghịch, nghĩa là máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát hoặc động cơ điện. 2 U 1 , I 1 , f 1 P cơ Sơ đồ phân loại máy điện thông dụng thường dùng: II. Các định luật dùng để nghiên cứu máy điện Trong nghiên cứu máy điện, ta thường sử dụng các định luật sau: 1. Định luật về cảm ứng điện từ. Định luật Faraday: Trong các thiết bị điện từ, định luật này thường được viết dưới dạng phương trình Maxwell: dt d e Φ −= Điều đó nói rằng, một sự biến thiên của tổng từ thông móc vòng một mạch điện sẽ tạo ra một sức điện động tỷ lệ với đạo hàm của tổng từ thông biến thiên đó. Cũng có thể viết dưới dạng : e = B.l.v Máy điện Máy điện không đồng bộ Máy điện một chiều Máy biến áp Máy điện xoay chiều Máy điện có phần quay Máy điện đồng bộ Máy phát không đồng bộ Máy điện tĩnh Động cơ không đồng bộ Máy phát đồng bộ Máy phát một chiều Động cơ một chiều Động cơ đồng bộ 3 trong đó v là tốc độ chuyển động của một thanh dẫn l nằm trong từ trường có từ cảm B vuông góc với chiều chuyển động của thanh dẫn đó. 2. Định luật toàn dòng điện: Định luật này được diễn tả như sau: ∑ == FiwHdl φ Tích phân vòng của cường độ từ trường theo một đường khép kín bất kỳ quanh một số mạch điện bằng tổng dòng điện trong w vòng dây của các mạch. F chỉ giá trị của sức từ động tổng tác động lên mạch từ đó. 3. Định luật về lực điện từ. Định luật Laplace: Đây là định luật cho ta trị số của lực tác dụng trên một đơn vị dòng điện đặt ở điểm M có từ cảm . Lực này bằng tích vectơ của vectơ đơn vị dòng điện với vectơ từ cảm: MM Bidldf .= Lực tác dụng trên đoạn dây dẫn mang dòng điện nằm trong một từ trường bằng: ∫ = 1 0 sin dlBif ϕ Trong đó ϕ là góc giữa vectơ từ cảm với véc tơ dòng điện. Nếu từ trường đều và dây dẫn thẳng, ta có: ϕ sinBlif = 4. Năng lượng trường điện từ: Năng lượng tổng trong một thể tích từ trường có không đổi bằng: ∫ == 2 2 2 1 2 LidV H W µ Trong trường hợp này, chỉ từ thông móc vòng bởi dòng điện và từ cảm của cuộn dây. Nếu thiết bị điện từ có hai hay nhiều mạch điện có hỗ cảm điện từ thì năng lượng điện từ của hai mạch điện hỗ cảm bằng: ∫ ++== 2112 2 22 2 11 2 12 222 iiM iLiL dV H W µ Có thể dùng phương pháp tổng quát và thống nhất dựa trên cơ sở của phép tính tenxơ và ma trận để nghiên cứu, phân tích tất cả các loại máy điện. Tất cả các phương trình cân bằng điện áp của các loại máy điện được biểu thị theo định luật Kirhôf bằng một phương trình ma trận có dạng: iZu = Trong đó u : là vectơ điện áp cí các thành phần bằng các điện áp đặt vào các mạch điện tương ứng với các dây quấn của mạch điện; i : là vectơ dòng điện có các thành phần dòng điện chạy trong các mạch điện; Z: là ma trận tổng trở. Mômen điện từ sinh ra trong máy điện sẽ bằng: ikM ×Ψ= Trong đó là vec tơ từ thông móc vòng vó các thành phần bằng từ thông do các dây quấn sinh ra, k là một hệ số tỷ lệ. 4 5. Đơn vị tương đối: Trong nghiên cứu thiết kế và tính toán các máy điện, để được tiện lợi người ta thường dùng hệ đơn vị tương đối. Trong hệ đơn vị tương đối các đại lượng như điện áp, dòng điện, công suất, tần số, tần độ góc, mômen…đều được biểu thị theo các lượng định mức tương ứng lấy làm cơ sở. Ví dụ: CS I I I = * ; CS U U U = * ; CS P P P = * ; CS M M M = * ; cs z z z = * trong đó: I cs = I đm ; U cs = U đm ; P cs = P đm ; M cs = M đm = đm đm P ω 81.9 ; đm đm cs cs đmcs I U I U zz === III.Tính thuận nghịch trong máy điện: Tính thuận nghịch trong máy điện: Máy điện có tính thuận nghịch nghĩa là có thể làm việc ở chế độ mày phát điện hoặc động cơ điện. 1. Chế độ máy phát điện: Cho cơ năng của động cơ điện sơ cấp, thanh dẫn sẽ chuyển động với vận tốc v trong từ trường của nam châm N-S, trong thanh dẫn sẽ cảm ứng một sức điện động e. - Nếu nối 2 cực của thanh dẫn điện trở R của tải thì dòng i chạy trong thanh dẫn sẽ cung cấp điện cho tải. - Nếu bỏ qua điện trở của thanh dẫn thì điện áp đặt vào tải eu ≈ Công suất điện máy phát cung cấp cho tải là p= u.i= e.i Dòng điện i nằm trong từ trường , từ trường sẽ chịu tác dụng của lực điện từ F dt = B.i.l có chiều như hình vẽ. Khi máy quay với tốc độ không đổi, lực điện sẽ cân bằng với lực sơ cấp của động cơ sơ cấp F cơ = F dt F cơ .v = F dt .v=B.i.l.v=e.i Như vậy công suất của động cơ sơ cấp P cơ = F cơ . V đã được biến đổi thành công suất điện P đ = ei nghĩa là cơ năng đã được biến đổi thành điện năng. 2. Chế độ động cơ điện: Cung cấp điện cho máy điện điện áp U của nguồn điện sẽ gây ra dòng điện i trong thanh dẫn, dưới tác dụng của từ trường sẽ có lực điện từ F dt = Bil tác dụng lên thanh dẫn làm thanh dẫn chuyển động với tốc độ v Công suất điện đưa vào động cơ: P = u.i = e.i = B.i.l = F dt .v Như vậy công suất điện P = u.i đưa vào động cơ đã biến thành công suất cơ P cơ = F dt .v trên trục động cơ điện năng đã biến thành cơ năng. Ta nhận thấy cùng một thiết bị điện từ tùy vào dạng năng lượng đưa và mà máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoặc đông cơ điện. Đây chính là tính chất thuận nghịch của mọi loại máy điện. IV. Sơ lược về các vật liệu chế tạo máy điện: Các vật liệu dùng để chế tạo có thể chia làm 3 loại: - Vật liệu tác dụng 5 - Vật liệu kết cấu - Vật liệu cách điện 1. Vật liệu tác dụng: Đây là vật liệu dẫn từ và dẫn điện. các vật liệu này thường dùng để tạo điều kiện cần thiết sinh ra biến đổi điện từ. a. Vật liệu dẫn từ: Để chế tạo mạch từ của máy điện người ta thường dùng các loại thép khác nhau như thép kỹ thuật điện, thép lá thường, thép đúc, thép rèn. Gang ít được dùng vì dẫn từ không tốt lắm. Người ta sử dụng chủ yếu là thép kỹ thuật điện, có hàm lượng silic khác nhau nhưng không được vượt quá 4.5%. Hàm lượng silic này dùng để hạn chế tổn hao do từ trễ và tăng điện trở của thép để giảm tổn hao dòng điện xoáy. Người ta hay sử dụng các lá thép dày 0.35mm dùng trong máy biến áp và 0.5mm dùng trong máy điện quay ghép lại làm lõi thép để giảm tổn hao do dòng điện xoay chiều gây nên. Tùy theo cách chế tạo người ta phân lõi thép kỹ thuật điện ra làm 2 loai: cán nóng và cán nguội. Loại các nguội có đặc tính từ tốt hơn như: độ từ thấm cao hơn, tổn hao thép ít hơn cán nóng. Thép lá cán nguội lại chia làm 2 loại: đẳng hướng và vô hướng. Loại đẳng hướng có đặc điểm là dọc theo chiều cán thì tính năng từ tính tốt hơn hẳn so với nganh chiều cán, do đó thường được sử dụng trong máy biến áp. Loại vô hướng thì đặc tính từ theo mọi hướng nên thường được sử dụng trong máy điện quay. Ví dụ: Thép cán nóng: Э 21 ; Э 31A Thép cán nguội: Э 41O Э 31O Chữ chỉ thép kỹ thuật điện Chữ A chỉ tổn hao thấp Chữ O chỉ thép cán nguội Chỉ số thứ nhất chỉ hàm lượng silic. Chỉ số thứ hai chỉ tổn hao riêng của các loại thép. Ở đoạn mạch từ có từ thông biến đổi với tần số 50Hz thường dùng lá thép kỹ thuật điện dây 0.1- 0.2mm. Ở đoạn mạch từ có từ thông trường không đổi thường dùng lá thép đúc, thép rèn hoặc thép lá. b. Vật liệu dẫn điện: Vật liệu dẫn điện dùng để chế tạo các bộ phận dẫn điện. Vật liệu dẫn điện tốt nhất dùng trong các máy là đồng vì chúng có điện trở xuất rất nhỏ và không đắt lắm. Đồng dùng làm dây dẫn không được có tạp chất quá 0,1%.Điện trở suất của đồng ở 20 C° là ρ =0,0172 mmm /. 2 Ω .Ngoài ra còn dùng nhôm và các hợp kim khác như đồng thau, đồng phospho.Nhôm có điện trở suất ở 20 C° là ρ =0,0282 mmm /. 2 Ω tức là gấp gần 2 lần đồng.Để chế tạo dây quấn ta dùng đồng, đôi khi dùng nhôm. Dây đồng và dây nhôm được chế tạo theo tiết diện tròn hoặc chữ nhật, có bọc cách điện khác nhau như: vải sợi, sợi thủy tinh, giấy, nhựa hóa học, sơn emay. Với các loại máy có công suất nhỏ và trung bình, điện áp dưới 100V thường dùng sơn emay vì lớp cách điện của dây mỏng, đạt độ bền yêu cầu. Đối với các bộ 6 phận khác như vành đổi chiều, lồng sóc hoặc vành trượt, ngoài đồng, nhôm người ta còn dùng các hợp kim của đồng hoặc nhôm hoặc có chỗ dùng cả thép để tăng độ bền cơ học và giảm kim loại màu. 2. Vật liệu kết cấu: Vật liệu kết cấu là vật liệu dùng để chế tạo ra các chi tiết chịu tác động cơ học như trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy, các bộ phận và chi tính truyền động hoặc kết cấu của máy theo các dạng cần thiết đảm bảo cho máy điện làm việc bình thường. Người ta dùng gang, thép, các kim loại màu, hợp kim, và các vật liệu bằng chất dẻo. 3. Vật liệu cách điện: Để cách điện các bộ phận mang điện trong máy người ta sử dụng vật liệu cách điện.Những vật liệu này đòi hỏi phải có độ bền điện cao, độ dẫn nhiệt tốt, chịu ẩm, chịu được hoá chất và có độ bền cơ học nhất định. Độ bền về nhiệt của chất cách điện bọc dây dẫn quyết định nhiệt độ cho phép của dây và do đó quyết định tải của nó. Nếu tính năng chất cách điện càng cao thì lớp cách điện có thể mỏng và kích thước của máy giảm. Chất cách điện chủ yếu ở thể rắng gồm 4 nhóm: a. Chất hữu cơ thiên nhiên: giấy, vải, lụa. b. Chất vô cơ: xi măng, mica, sợi thuỷ tinh. c. Các chất tổng hợp. d. Các loại men, sơn cách điện. Chất cách điện tốt nhất là mica, song tuơng đối đắt nên chỉ dùng trong các máy có điện áp cao, do đó thường dùng các vật liệu có sợi như giấy, vải, sợi Chúng có độ bền cơ học tốt, mềm, rẻ tiền nhưng dẫn nhiệt kém, hút ẩm, cách điện kém. Do đó, dây dẫn cách điện sợi phải được sấy tẩm để cải thiện tính năng của vật liệu cách điện. Ngoài ra còn có chất cách điện ở thể khí: không khí, hydro, nito; hoặc thể lỏng: dầu MBA. + Vật liệu khí: không khí là một chất cách điện tốt tuy nhiên để cách điện tốt hơn người ta thường dùng khí trơ, hydro hoặc sử dụng trong trường hợp cần cách điện và làm mát bên trong vật liệu. + Vật liệu lỏng ( đầu máy biến áp) : đây là loại vật liệu cách điện rất quan trọng trong máy điện vì nó có thể len lỏi vào các khe rất nhỏ và có thể sử dụng để dập hồ quang. Căn cứ vào độ bề nhiệt, vật liệu cách điện chia ra làm nhiều loại sau: Cấp Vật liệu Nhiệt độ giới hạn Nhiệt độ giới hạn 7 cách điện cho phép vật liệu )( 0 C cho phép dây cuốn )( 0 C A Sợi xeluno, bông hoặc tơ tằm trong vật liệu hữu cơ lỏng. 105 100 E Vài loại màng tổng hợp. 120 115 B Amiang, sợi thủy tinh có chất kết dính vật liệu gốc mica 130 120 F Amiang, vật liệu gốc mica sợi thủy tinh có chất kết dính và tẩm tổng hợp 15 140 H Vật liệu gốc mica, amiang sợi thủy tinh phối hợp chất kết dính và tẩm silic hữu cơ. 180 165 Ngoài ra còn có các cấp Y và C với nhiệt độ làm việc cho phép tương ứng là 90 C° và >180 C° . V. Phát nóng và làm mát máy điện: Trong quá trình làm việc có tổn hao công suất. Tổn hao năng lượng trong máy điện bao gồm: tổn hao sắt từ( do hiện tượng từ trễ và dòng xoáy) trong thép, tổn hao đồng trong điện trở dây quấn, tổn hao do ma sát( ở máy điện quay). Tất cả tổn hao năng lượng đều biến thành nhiệt năng làm nóng máy điện. Khi đó do tác động của nhiệt độ, chấn động và các tác động lí hóa khác, lớp cách điện sẽ bị lão hóa nghĩa là mất dần các tình bền về điện, cơ. Thực nghiệm cho thấy khi nhiệt độ tăng quá nhiệt độ cho phép 8-10 0 C thì tuổi thọ của vật liệu cách điện sẽ giảm đi một nửa. Ở nhiệt độ làm việc cho phép tốc độ tăng nhiệt của các phần tử không vượt quá độ tăng nhiệt cho phép, tuổi thọ trung bình của vật liệu khoảng 10-15 năm. Khi máy làm việc quá tải, nhiệt độ sẽ vượt quá nhiệt độ cho phép. Vì vậy, khi sử dụng máy biến thế cần tránh để máy quá tải. Để làm mát máy điện phải có biện pháp tản nhiệt ra ngòai môi trường xung quanh. Sự tản nhiệt không những phị thuộc vào bề mặt làm mát của máy mà còn phụ thuộc vào sự đối lưu của không khí xung quanh hoặc của môi trường làm mát khác như dầu máy biến áp… Thường vỏ máy điện được cấu tạo có các cánh tản nhiệt và máy điện có hệ thống quạt gío để làm mát. 8 BÀI 2: MÁY BIẾN ÁP I.Khái niệm chung: Để đưa điện từ các trạm tới các hộ tiêu thụ cần phải có đường dây tải điện như hình vẽ.Nếu khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và hộ tiêu thụ lớn thì ta cần phải giải quyết một vấn đề quan trọng là:việc truyền tải điện năng đi xa phải đảm bảo tính kinh tế cao nhất. Như ta đã biết cùng một công suất truyền tải trên đường dây nếu điện áp dược tăng cao thì dòng điện chạy trên cuộn sẽ giảm xuống, như vậy có thể giảm tiết diện dây do đó trọng lưọng và chi phí dây dẫn cũng như tổn hao trên đường dây dài sẽ giảm xuống.Vì thế muốn truyền tải công suất đi xa ít tổn hao và tiết kiệm kim loại màu trên đường dây tải điện người ta phải dùng điện áp cao ( 35, 110, 220, 500kV ). Trên thực tế các máy phát điện không có khả năng tạo ra điện áp cao như vậy (thường chỉ từ 3- 21kV) do đó phảI có các thiết bị tăng áp ở đầu đường dây lên. Mặt khác các hộ tiêu thụ thường yêu cầu điện áp thấp từ 0,4-0,6 kV do đó tớI đây phảI có thiết bị giảm áp xuống. Để biến đổI điện áp của dòng điện xoay chiều từ điện áp cao xuống điện áp thấp hoặc ngược lạI ta sử dụng máy biến áp. Thực tế trong hệ thống điện lực muốn truyền tải và phân phối công suất từ nhà máy điện đến tận các hộ tiêu thụ một cách hợp lý thưeờng phảI qua 3, 4 lần tăng và giảm điện áp như vậy.Do đó tổng công suất của các máy biến áp trong hệ thống điện thường gấp 3, 4 lần công suất của trạm phát điện.Những máy biến áp dùng trong hệ thống điện lực gọI là máy biến áp điện lực hay là máy biến áp công suất. Từ đó rõ máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng, không thực hiện việc chuyển hoá năng lượng. Ngày nay, do việc sử dụng điện năng phát triển rộng rãi nên có nhiều loạI máy biến áp khác nhau: máy biến áp 1 pha, máy biến áp 3 pha 2 dây quấn, 3 dây quấn, các máy biến áp dung trong chuyên môn như máy biến áp chuyên dung cho các lò luyện kim, máy biến áp dung cho đo lường, thí nghiệm…nhưng chung dựa trê cùng một nguyên lý đó là mguyên lý cảm ứng điện từ. Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh làm việc theo nguyên tắc cảm ứng điện từ dung để biến đổi điện áp của hệ thống dòng điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên tần số dòng điện.Hệ thống điện đầu vào của máy biến áp trước lúc biến đổi ( sơ cấp ) có điện áp U 1 ,I 1 ,f. Hệ thống điện đầu ra ( thứ cấp ) có điện áp U 1 ,I 1 , f. Nếu điện áp thứ cấp lớn hơn điện áp sơ cấp gọi là máy biến áp tăng áp.Nếu điện áp phía thứ cấp nhỏ hơn điện áp phía sơ cấp gọi là máy biến áp hạ áp. II. Nguyên lí làm việc cơ bản của máy biến áp: Nguyên lý làm việc của máy biến áp dựa trên cơ sở hiện tượng cảm ứng điện từ. 9 Ta hãy xét sơ đồ nguyên lí của một máy biến áp Đây là máy biến áp một pha hai dây quấn. Dây quấn 1 có w 1 vòng dây và dây quấn 2 có w 2 vòng dây được quấn trên lõi thép 3. Khi đặt một điện áp xoay chiều u 1 vào dây quấn 1, trong đó sẽ có dòng điện i 1 . Trong lõi thép sẽ sinh ra từ thông Ф móc vòng với cả hay dây quấn 1 và 2, cảm ứng ra các s.đ.đ e 1 và e 2 . Dây quấn 2 có s.đ.đ sẽ sinh ra dòng điện i 2 đưa ra tải với điệp áp là u 2 . Như vậy năng lượng của dòng điện xoay chiều đã được truyền từ dây quấn 1 sang dây quấn 2. Giải sử điện áp xoay chiều đặt vào là một hàm hình sin, thì từ thông do nó sinh ra cùng là một hàm số hình sin: Ф = Ф m sin t ω (1-1) Do đó theo định luật cảm ứng điện từ, s.đ.đ cảm ứng trong các dây quấn 1 và 2 sẽ là: ) 2 sin(2cos sin 11111 π ωωω ω −=Φ−= Φ −= Φ −= tEtw dt td w dy d we m m (1-2a) ) 2 sin(2cos sin 22222 π ωωω ω −=Φ−= Φ −= Φ −= tEtw dt td w dy d we m m (1-2b) Trong đó: m mm fw ww E Φ= Φ = Φ = 1 11 1 44.4 2 2 2 πω (1-3a) m mm fw ww E Φ= Φ = Φ = 2 22 2 44.4 2 2 2 πω (1-3b) là giá trị hiệu dụng của các s.đ.đ dây quấn 1 và dây quấn 2. Các biểu thức (1-2a,b) cho thấy s.đ.đ cảm ứng trong dây quấn chậm pha với từ thông sinh ra nó một góc 2 π Dựa và các biểu thức(1-3a,b) người ta định nghĩa tỷ số biến đổi của máy biến áp như sau: 2 1 2 1 w w E E k == (1-4) Nếu không kể điện áp rơi trên các dây quấn thì có thể coi U 1 ≈ E 1 ; U 2 ≈ E 2 , do đó k được xem như tỷ số điện áp giữa dây quấn 1 và dây quấn 2: 10 [...]... triển của nền điện khí hoá và tự động hoá, phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ ngày càng rộng rãi Tuy vậy máy điện không đồng bộ cũng có nhược điểm như hệ số công suất cosφ của máy thường không cao, đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt nên ứng dụng của máy điện không đồng bộ có phần bị hạn chế Máy điện không đồng bộ có thể dùng làm máy phát điện nhưng đặc tính không tốt lắm so với máy điện đồng... loại máy biến áp chính: Theo công dụng, máy biến áp có thể gồm những loại chính sau đây: - Máy biến áp điện lực : dùng để truyền tải và phân phối công suất trong hệ thống điện lực - Máy biến áp chuyên dùng : dùng cho các lò luyện kim, cho các thiết bị chỉnh lưu, máy biến áp hàn điện, … - Máy biến áp tự ngẫu : biến đổi điện áp trong một phạm vi không lớn, dùng để mở máy các động cơ điện xoay chiều - Máy. .. roto đứng lại Trong trường này máy vừa lấy điện năng của lưới vào, vừa lấy cơ năng ở động cơ sơ cấp Chế độ làm việc này gọi là chế độ hãm điện từ IV.Công dụng của máy điện không đồng bộ: Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều chủ yếu làm động cơ điện Do kết cấu đơn giản làm việc chắc chắn hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ điện không đồng bộ là loại máy được dùng rộng rãi nhất trong... nghĩa là ngược với chiều của roto nên nó là momen hãm Máy điện đã biến cơ năng tác dụng lên trục động cơ điện, do động cơ sơ cấp kéo thành điện năng cung cấp cho lưới điện nghĩa là máy điện làm việc ở chế độ máy phát điện - Khi roto quay ngược chiều với từ trường quay thì chiều của suất điện động, dòng điện và momen vẫn giống như lúc ở chế độ động cơ điện Vì momen sinh ra ngược chiều với chiều quay của... áp đo lường : dùng để giảm các điện áp và dòng điện lớn khi đưa vào các đồng hồ đo - Máy biến áp thí nghiệm : dùng để thí nghiệm các điện áp cao IV.Cấu tạo máy biến áp: Máy biến áp có 3 bộ phận chính : lõi thép, dây quấn và vỏ máy 1-Lõi thép: Lõi thép máy biến áp dung để dẫn từ thông chính của máy được chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt ( thường là lá thép kỹ thuật điện ) Lõi thép gồm 2 bộ phận:... thùng *Thùng máy biến áp: thùng máy làm bằng thép, thường là hình bầu dục *Nắp thùng: nắp thùng dùng để đậy thùng và trên đó đặt một số các chi tiết máy quan trọng như các sứ ra của dây quấn CA và HA; bình giãn dầu; ống bảo hiểm;bộ phận truyền động của bộ đốI các đầu điều chỉnh điện áp của dây quấn CA BÀI 3: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ I.Khái niêm chung: 12 Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều... nghìn kW Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho các máy cán thép vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ… Trong các hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay gia công nông sản Trong đời sống hàng ngày máy điện không đồng bộ cũng dần chiếm vị trí quan trọng: quạt gió máy quang đĩa, động cơ trong tủ lạnh…... số công suât của máy III.Các chế độ làm việc của máy điện không đồng bộ: Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ là tạo ra một từ trường quay với tốc độ n1=60f/p Trong đó: f : tấn số dòng điện lưới đưa vào p : số đuôi cực máy thì từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trên lõi thép roto và cảm ứng trong dây quấn đó suất điện động và dòng điện Từ thông do dòng điện này sinh ra... LIỆU KỸ THUẬT I.Yêu cầu kỹ thuật Bài tập 1 : quấn máy biến áp gia dụng có 4 đầu vào 80-110-160-220 và 2 đầu ra 110-220 có các núm điều chỉnh điện áp Bài tập 2: Thực hiện bài dây quấn đồng khuôn phân tán một lớp Z= 24; y=5; q=2; 2p=4; Bài tập 3: Thực hiện dây quấn đồng tâm tập trung 1 lớp với Z = 36; y=9; q=3; 2p=4; II Công nghệ và số liệu kỹ thuật Bài tập 1: Quấn máy biến áp gia dụng có 4 đầu vào 80-110-160-220... bài tập - Dòng điện các pha (cụ thể là pha C) chưa đật yêu cầu - Tính thẩm mỹ chưa cao Nguyên nhân: - Do quấn bối dây chưa chính xác Kết luận : Ba tuần thực tập kỹ thuật điện tuy ngắn nhưng thật vô cùng cần thiết và bổ ích.Qua ba tuần thực tập em đã biết thêm về máy biến áp cũng như động cơ không đồng bộ, về cấu tạo cũng như cách quấn dây của chúng Dù chưa thực sự hoàn thành một cách suất sắc bài thực . dưới dạng : e = B.l.v Máy điện Máy điện không đồng bộ Máy điện một chiều Máy biến áp Máy điện xoay chiều Máy điện có phần quay Máy điện đồng bộ Máy phát không đồng bộ Máy điện tĩnh Động. THUYẾT MÁY ĐIỆN I. Giới thiệu chung về máy điện: Các máy thực hiện sự biến đổi cơ năng thành điện năng hoặc ngược lại được gọi là máy điện. Các máy điện biến cơ năng thành điện năng gọi là máy phát. Nội ngoài nhưng buổi học tập về lý thuyết máy điện tất cả các sinh viên khoa điện còn đươc tham gia vào khóa thực tập thực hành trong 3 tuần về các loại máy điện như máy biến áp, động cơ điện