Giáo trình Máy điện 2 ngành Điện công nghiệp CĐ Công nghiệp Hải Phòng

Tôi có thể giúp bạn tạo meta tags cho bài viết "Giáo trình máy điện 2 ngành điện công nghiệp cđ công nghiệp hải phòng" theo yêu cầu sau: { "ai_description":

• Tác giả: Nguyễn Văn A
• Trường học: Trường Cao đẳng Công nghiệp Hải Phòng
• Chuyên ngành: Điện công nghiệp
• Đề tài: Giáo trình Máy điện 2 ngành Điện công nghiệp
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hải Phòng

Tóm tắt

I. Tổng quan về giáo trình Máy điện 2 ngành Điện công nghiệp

Giáo trình Máy điện 2 dành cho ngành Điện công nghiệp tại Cao đẳng Công nghiệp Hải Phòng là tài liệu chuyên sâu về các nguyên lý và kỹ thuật quấn dây máy điện. Nội dung tập trung vào máy biến áp một pha, động cơ không đồng bộ 1 và 3 pha, và kỹ thuật nâng cao. Giáo trình phù hợp với trình độ Cao đẳng, kết hợp lý thuyết với thực hành. Mục tiêu là trang bị kiến thức để học viên vận dụng trong sửa chữa, lắp ráp và vận hành thiết bị điện. Nội dung được biên soạn theo chương trình khung của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội, đáp ứng yêu cầu đào tạo nghề chuyên môn cao.

1.1. Đối tượng và mục tiêu học tập

Giáo trình hướng đến học viên ngành Điện công nghiệp, cung cấp kiến thức về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và kỹ thuật quấn dây máy điện. Mục tiêu cụ thể bao gồm mô tả được cấu trúc lõi thép, xác định cực tính dây quấn, tính toán và quấn máy biến áp một pha, cũng như sửa chữa động cơ không đồng bộ. Nội dung được thiết kế để rèn luyện kỹ năng thực hành và tư duy khoa học trong quá trình học tập.

1.2. Cấu trúc và nội dung chính

Giáo trình bao gồm 4 bài học chính: quấn dây máy biến áp một pha, sửa chữa dây quấn động cơ không đồng bộ 3 pha, sửa chữa dây quấn động cơ không đồng bộ 1 pha, và quấn dây máy điện nâng cao. Mỗi bài tập trung vào một kỹ thuật cụ thể, từ lý thuyết đến thực hành. Ví dụ, bài 1 giải thích nguyên lý cảm ứng điện từ và cấu tạo lõi thép, trong khi bài 2 hướng dẫn tháo dỡ và sửa chữa động cơ. Nội dung được biên soạn với tính thực tiễn cao, giúp học viên áp dụng ngay vào công việc.

II. Phân tích vấn đề kỹ thuật trong quấn dây máy điện

Quấn dây máy điện gặp nhiều thách thức kỹ thuật, từ tính chính xác của bước quấn đến đảm bảo an toàn điện. Máy biến áp một pha yêu cầu tính toán chính xác bước cực và số rãnh để tránh sai lệch điện áp. Đối với động cơ không đồng bộ, sai sót trong quấn dây có thể dẫn đến mất cân bằng từ thông hoặc giảm hiệu suất. Ngoài ra, việc đấu dây sai cực tính gây ra hiện tượng ngược chiều dòng điện, ảnh hưởng đến tuổi thọ thiết bị. Vấn đề này thường xuất hiện khi học viên thiếu hiểu biết về nguyên lý cảm ứng hoặc không tuân thủ quy trình tháo dỡ cẩn thận.

2.1. Sai sót phổ biến trong quấn dây

Sai sót thường gặp bao gồm sai lệch bước quấn, không đảm bảo khoảng cách đấu dây giữa các pha, và sai cực tính. Ví dụ, khi quấn máy biến áp, nếu bước cực không chính xác, điện áp thứ cấp sẽ không phù hợp với thiết kế. Đối với động cơ không đồng bộ, quấn sai dẫn đến mất cân bằng từ thông, gây rung động và hao phí năng lượng. Những lỗi này thường do thiếu kinh nghiệm hoặc không kiểm tra kỹ trước khi vận hành.

2.2. Ảnh hưởng của sai sót đến hiệu suất

Sai sót kỹ thuật ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và tuổi thọ thiết bị. Máy biến áp quấn sai có thể gây mất điện áp, trong khi động cơ không đồng bộ bị quấn không đều sẽ rung động mạnh, tăng hao phí điện. Ngoài ra, đấu dây sai cực tính làm đảo chiều dòng điện, gây hư hại cho cuộn dây và giảm tuổi thọ. Để tránh những vấn đề này, học viên cần nắm vững công thức tính toán và tuân thủ quy trình tháo dỡ, quấn dây, và đấu dây.

III. Giải pháp và phương pháp quấn dây máy điện

Để quấn dây máy điện chính xác, cần theo dõi các bước cụ thể từ tính toán đến đấu dây. Bước đầu tiên là tính toán bước cực và số rãnh dựa trên công thức Z/2p và Z/3. Sau đó, xác định bước quấn và khoảng cách đấu dây giữa các pha. Khi quấn, sử dụng dây đồng hoặc nhôm phù hợp với công suất máy. Đối với máy biến áp, đảm bảo cực tính bằng cách kiểm tra điện áp thứ cấp. Đối với động cơ không đồng bộ, tháo dỡ cẩn thận rôto và stato trước khi quấn lại. Cuối cùng, đấu dây theo sơ đồ và kiểm tra hiệu suất trước khi vận hành.

3.1. Quy trình tính toán và quấn dây

Quy trình bắt đầu bằng tính toán bước cực (T = Z/2p) và số rãnh 1 pha (q = Z/2p*m). Sau đó, xác định bước quấn (y = T) và khoảng cách đấu dây (Đv = 2q + 1). Ví dụ, đối với máy biến áp một pha công suất nhỏ, bước cực là 6 rãnh, số rãnh 1 pha là 2. Khi quấn, sử dụng dây có kích thước phù hợp và đảm bảo không chồng chéo. Kiểm tra cực tính bằng cách đo điện áp thứ cấp trước khi đấu dây.

3.2. Kỹ thuật đấu dây và kiểm tra hiệu suất

Sau khi quấn xong, đấu dây theo sơ đồ và kiểm tra hiệu suất bằng cách đo điện áp, dòng điện và công suất. Đối với máy biến áp, đảm bảo điện áp thứ cấp không sai lệch so với thiết kế. Đối với động cơ không đồng bộ, kiểm tra dòng điện khởi động và hiệu suất quay. Nếu phát hiện sai sót, điều chỉnh lại quấn dây hoặc đấu dây. Kiểm tra hiệu suất thường xuyên giúp phát hiện và khắc phục lỗi sớm, đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn của giáo trình

Giáo trình Máy điện 2 cung cấp nền tảng kiến thức và kỹ năng cần thiết cho học viên ngành Điện công nghiệp. Nội dung kết hợp lý thuyết và thực hành, giúp học viên vận dụng ngay vào sửa chữa, lắp ráp và vận hành máy điện. Kết quả học tập bao gồm khả năng tính toán quấn dây chính xác, đấu dây an toàn, và kiểm tra hiệu suất thiết bị. Ứng dụng thực tiễn của giáo trình nằm trong việc nâng cao chất lượng đào tạo nghề, đáp ứng nhu cầu kỹ thuật của ngành điện công nghiệp, đặc biệt là tại các doanh nghiệp và xí nghiệp trong và ngoài Hải Phòng.

4.1. Ý nghĩa của giáo trình trong đào tạo nghề

Giáo trình đóng vai trò quan trọng trong việc đào tạo kỹ thuật viên điện, cung cấp kiến thức chuyên sâu về máy điện. Học viên sau khi học xong có thể tự quấn dây, sửa chữa và vận hành máy biến áp, động cơ không đồng bộ một cách hiệu quả. Điều này giúp giảm thiểu thời gian đào tạo và tăng cường khả năng thực hành cho học viên, phù hợp với yêu cầu của thị trường lao động hiện nay.

4.2. Ứng dụng trong công nghiệp và nghiên cứu

Nội dung giáo trình có thể áp dụng rộng rãi trong các xí nghiệp điện, nhà máy và doanh nghiệp sản xuất. Kỹ thuật quấn dây và sửa chữa máy điện được sử dụng trong việc bảo trì thiết bị, nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của hệ thống điện. Ngoài ra, giáo trình cũng là nguồn tham khảo cho nghiên cứu và phát triển máy điện mới, giúp cải thiện công nghệ trong ngành điện công nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

UBND THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG TRƢỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HẢI PHÕNG GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN: MÁY ĐIỆN 2 NGÀNH/NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Hải Phòng, Năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 4 LỜI GIỚI THIỆU Thực hiện quyết định số 58/2008QĐ/BLĐTBXH ngày 6 tháng 9 năm 2008. Về việc quy định chương trình khung trình độ Cao đẳng nghề, Trung cấp nghề Điện Công nghiệp.

Máy điện 2 là một môn học chuyên môn chính của nghề Điện Công nghiệp. Tập thể giáo viên khoa Điện – Trường Cao đẳng nghề đã theo đề cương chương trình khung biên soạn nội dung giáo trình môn học Máy điện 2 để giảng dạy cho Trung cấp, Cao đẳng nghề. Giáo trình Máy điện 2 được biên soạn phục vụ công tác giảng dạy của giáo viên, đồng thời làm tài liệu đọc, nghiên cứu cho Học sinh – Sinh viên. Nội dung của giáo trình được biên soạn dễ hiểu và tính thực tiễn cao.

Người học, đọc có thể dễ dàng vận dụng lý thuyết vào thực hành trong rèn luyện nghề và hành nghề. Nội dung của giáo trình được biên soạn gồm: Bài 1: Quấn dây máy biến áp một pha công suất nhỏ Bài 2: Sửa chữa dây quấn stato động cơ không đồng bộ 3 pha Bài 3: Sửa chữa dây quấn stato động cơ không đồng bộ 1 pha Bài 4: Quấn dây máy điện nâng cao Trong biên soạn về trình độ cũng như kinh nghiệm trong giảng dạy của nhóm tác giả có mức độ nhất định nên không thể tránh khỏi khiếm khuyết về chuyên môn, văn phạm. Mong các thầy cô cùng đọc giả đóng góp ý kiến. Tổ bộ môn 5 BÀI 1: QUẤN DÂY MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA CÔNG SUẤT NHỎ 1.

Mục tiêu của bài: - Mô tả được cấu tạo, trình bày được nguyên lý làm việc của máy biến áp một pha. - Vẽ được sơ đồ, xác định được các thông số của máy biến áp ở các trạng thái làm việc: Không tải, có tải. - Xác định được cực tính của các cuộn dây sơ cấp, thứ cấp của máy biến áp một pha đảm bảo đúng kỹ thuật và an toàn. - Vận dụng đấu dây và vận hành được máy biến áp làm việc song song.

- Tính toán, quấn được máy biến áp một pha công suất nhỏ. - Rèn luyện tính tỷ mỉ, cẩn thận, chính xác, tư duy sáng tạo khoa học trong học tập. KHÁI NIỆM Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thay đổi. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 2.

Máy biến áp có các bộ phận chính sau: mạch từ (lõi thép), dây quấn và vỏ máy. Mạch từ không phân nhánh b. Mạch từ phân nhánh c. Mạch từ hình xuyến Hình 1-1.

Mạch từ máy biến áp Lõi thép MBA dùng để dẫn từ thông, được chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0,35  1 mm, mặt ngoài các lá thép có sơn cách điện rồi ghép lại với nhau thành lõi thép. Lõi thép gồm hai phần: Trụ 6 và Gông. Trụ T là phần để đặt dây quấn còn gông G là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín. Dây quấn MBA.

Nhiệm vụ của dây quấn MBA là nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra. Dây quấn MBA thường làm bằng dây dẫn đồng hoặc nhôm, tiết diện tròn hay chữ nhật, bên ngoài dây dẫn có bọc cách điện. Dây quấn gồm nhiều vòng dây và lồng vào trụ thép. Giữa các vòng dây, giữa các dây quấn và giữa dây quấn và lõi thép đều có cách điện.

Máy biến áp thường có hai hoặc nhiều dây quấn. Khi các dây quấn đặt trên cùng một trụ thì dây quấn điện áp thấp đặt sát trụ thép còn dây quấn điện áp cao đặt bên ngoài. Làm như vậy sẽ giảm được vật liệu cách điện. Dây quấn mạch từ không phân nhánh b.

Dây quấn mạch từ hình xuyến Hình 1-2. Dây quấn máy biến áp Dây quấn MBA có hai loại chính như : - Dây quấn đồng tâm : ở dây quấn đồng tâm tiết diện ngang là những vòng tròn đồng tâm. - Dây quấn xen kẻ : Các bánh dây cao áp và hạ áp lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép. Nguyên lý làm việc của máy biến áp Đặt điện áp xoay chiều u1 vào dây quấn sơ cấp, trong dây quấn sơ sẽ có dòng i1.

Trong lõi thép sẽ có từ thông  móc vòng với cả hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp, cảm ứng ra các sđđ e1 và e2. Khi máy biến áp có tải, trong dây quấn thứ sẽ có dòng điện i2 đưa ra tải với điện áp là u2. Từ thông  móc vòng với cả hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp gọi là từ thông chính. Giả sử điện áp u1 sin nên từ thông  cũng biến thiên sin, ta có:  = m sin t Theo định luật cảm ứng điện từ, các sđđ cảm ứng e 1, e2 sinh ra trong dây quấn sơ cấp và thứ cấp máy biến áp là: dφ e1  W1  ωW1φ m sin(ωi  90 0 )  2E1sin(ωi  90 0 ) dt 7 dφ e 2  W2  ωW2 φ m sin(ωi  90 0 )  2E 2sin(ωi  90 0 ) dt trong đó, E1, E2 là trị số hiệu dụng của sđđ sơ cấp và thứ cấp, cho bởi: ωW1φ m E1   π 2fW1φ m  4,44fW1φ m 2 ωW2 φ m E2   π 2fW2 φ m  4,44fW2 φ m 2 Tỉ số biến áp k của máy biến áp: E W k= 1 1 E W 2 2 Nếu giả thiết máy biến áp đã cho là máy biến áp lý tưởng, nghĩa là bỏ qua sụt áp gây ra do điện trở và từ thông tản của dây quấn thì E1  U1 và E2  U2 : U1 E W = 1  1 =k U2 E W 2 2 Hình 1-3.

Sơ đồ nguyên lý của MBA một pha hai dây quấn Nếu bỏ qua tổn hao trong máy biến áp thì: U1I1 = U2I2 U1 I 2 Như vậy ta có: k =  U 2 I1 Nếu W2 > W1 thì U2 > U1 và I2 < I1 : MBA tăng áp. Nếu W2 < W1 thì U2 < U1 và I2 > I1 : MBA giảm áp 2. QUẤN MÁY BIẾN ÁP 1 PHA CÔNG SUẤT NHỎ 2. Tính toán số liệu: Bước 1: Đo qui cách lõi từ để xác định công suất của máy biến áp.

Có nhiều kiểu lõi ( hinh 1.1 và nhiều kích cỡ nhưng chỉ cần đo chiều rộng trụ từ (a) và bề dày trụ từ (b) để tính tiết diện của mạch từ ( S) : S=axb Công suất máy biến áp phụ thuộc lõi từ tính như sau : 2 S   P  K   Trong đó: 8 - P là công suất biến áp tinh bằng VA - S là tiết diện lõi từ tính bằng cm2 - K là hệ số thực nghiệm biến áp nhỏ  100 VA lấy K= (1,2 ÷ 1,5) Bước 2: Tính số vòng dây (W) ứng với 1 vôn. Số vòng dây quấn phụ thuộc lõi từ, lõi to và tốt thì quấn ít vòng, lõi nhỏ và xấu thì quấn nhiều vòng. Lõi tốt cường độ từ cảm B = 16000  18000. Lõi trung bình độ từ cảm B = 10000  12000 gauss N W S Trong đó : - W là số vòng dây quấn cho 1 vôn.

- N là hệ số lõi thép : N = 40 ÷ 60 Tiết diện của trụ từ: S  K P , hoặc theo kinh nghiệm thì S = 3cm2 thì ứng với máy biến áp có dòng thứ cấp là 1A. Bước 3: Tính toán đường kính dây quấn. Ta biết rằng khi có dòng điện chạy trong dây quấn nó sẽ sinh từ và sinh ra tác dụng nhiệt. Với máy biến áp cỡ nhỏ (không có thông gió) muốn cho khỏi quá nóng chỉ chọn mật độ dòng điện trong khoảng 3A/1mm2.

Vậy quan hệ giữa cỡ dây và dòng điện là: Đường kính dây quấn cuộn sơ cấp là : I1 φ1  1,13 Δl1 Trong đó:  1 là đường kính dây quấn tính bằng mm I1 là dòng điện cuộn sơ cấp tính bằng ampe l1 là một độ dòng điện chạy trong dây dẫn sơ cấp, thường chọn l1 = 3 (A/mm2) Đường kính dây quấn cuộn thứ cấp là : I2 φ 2  1,13 Δl2 Trong đó :  2 là đường kính dây quấn tính bằng mm I2 là dòng điện cuộn thứ cấp tính bằng ampe l 2 là một độ dòng điện chạy trong dây dẫn thứ cấp, thường chọn l 2 = 3,5 (A/mm2) 2. Bài tập ứng dụng: Hãy tính toán quấn một máy biến áp cảm ứng 1 pha biết: U2 = 12v; I2 = 2,5A Điện nguồn vào máy biến áp U1 = 220v; f = 50 Hz. Bài giải : - Công suất của MBA: P = U2.I2 = 12 x 2,5 = 30W - Tiết diện trụ từ cần thiết: S  K P = 1,4 30 ≈ 7,7 (cm2) 9 trong đó K gọi là hệ số thực nghiệm và với MBA ≤ 100VA thì K= (1,2÷1,5 ). Ở đây ta chọn K=1,4.b => Nếu chọn lõi chiều rộng trụ từ a = 3,2cm => chiều dày trụ từ b ≈ 2,4 cm N - Số vòng trên một vôn của MBA là: W  (N gọi là hệ số lõi, N = (40÷ 60) S nếu lõi thép của Nhật, Mỹ chọn N = 40; của Trung quốc chọn N = 50; Việt nam chọn N = 60.

N 60 => ta có W   ≈ 8 (vòng/ 1 vôn) (Ta sử dụng phe Việt nam) S 7,7 - Số vòng dây cuộn sơ cấp : W1 = U1. P 30 - Dòng điện vào cuộn sơ cấp : I  n   0,14 (A) 1 U 220 1 - Đường kính dây quấn cuộn sơ cấp là : I 014 φ  1,13 1  1,13  0,25 (mm) 1 Δl 3 1 Trong đó 1,13 là hệ số và l1 là một độ dòng điện chạy trong dây dẫn sơ cấp, thường chọn l1 = 3 (A/mm2) - Đường kính dây quấn cuộn thứ cấp là : I 2,5 φ  1,13 2  1,13  0,95 (mm) 2 Δl 3,5 2 Trong đó l 2 là một độ dòng điện chạy trong dây dẫn thứ cấp, thường chọn l 2 = 3,5 (A/mm2) 2. Thi công quấn dây và cấp nguồn cho hoạt động thử: a.