Giáo trình Máy điện 2 ngành Điện công nghiệp - Trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại

Dưới đây là meta tags cho bài viết 'Giáo trình máy điện 2 nghề điện công nghiệp cđ công nghiệp và thương mại': { "ai_description": "Giáo trình máy điện 2 là

• Trường học: Trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại
• Chuyên ngành: Điện công nghiệp
• Đề tài: Giáo trình máy điện 2 nghề điện công nghiệp
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Vĩnh Phúc

Tóm tắt

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

Giáo trình máy điện 2 là tài liệu chuyên môn bắt buộc cho học viên trung cấp ngành điện công nghiệp. Mô đun này kéo dài 60 giờ với 15 giờ lý thuyết và 43 giờ thực hành. Nội dung bao gồm ba bài chính: máy điện 1 chiều, máy phát điện xoay chiều 1 pha và 3 pha. Mục tiêu xây dựng nền tảng kiến thức về cấu tạo, nguyên lý làm việc và các ứng dụng thực tế. Học viên sẽ nắm vững kỹ năng quấn, lắp ráp, kiểm tra và sửa chữa máy điện. Đây là bước chuẩn bị thiết yếu cho công việc kỹ sư điện trong các nhà máy, xí nghiệp hiện đại.

1.1. Vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo trung cấp

Giáo trình được sắp xếp học ở học kỳ 4, sau khi học viên hoàn thành các kiến thức cơ bản về điện. Đây là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc, kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và bài tập thực hành. Vị trí chiến l略của nó trong chương trình đảm bảo học viên có đủ kiến thức nền trước khi tiếp cận chuyên đề nâng cao hơn. Sự bố trí này cho phép học viên ứng dụng kiến thức đã học vào thực tế ngay sau khi hoàn thành mô đun.

1.2. Mục tiêu kiến thức kỹ năng và năng lực tự chủ

Mục tiêu kiến thức yêu cầu mô tả cấu tạo, phân tích nguyên lý và vẽ sơ đồ khai triển dây quấn của các loại máy. Kỹ năng thực hành bao gồm sử dụng thành thạo các dụng cụ quấn, quấn lại phần ứng máy hỏng, kiểm tra đấu dây vận hành. Năng lực tự chủ nhấn mạnh sự độc lập, trách nhiệm trong thực hiện công việc với đảm bảo kỹ thuật an toàn.

II. Phân tích nội dung máy điện 1 chiều và xoay chiều

Máy điện 1 chiều giữ vai trò quan trọng trong sản xuất hiện đại nhờ khả năng điều chỉnh tốc độ rộng và bằng phẳng. Ứng dụng phổ biến trong công nghiệp dệt, giấy, cán thép và các lĩnh vực khác. Máy phát điện 1 chiều cung cấp nguồn kích thích từ cho máy phát đồng bộ, phục vụ công nghiệp mạ điện. Máy phát điện xoay chiều 1 pha và 3 pha mở rộng thêm các ứng dụng trong lưới điện công nghiệp. Cấu tạo gồm hai phần chính: phần tĩnh (Stator) và phần quay (Rotor). Phần tĩnh chứa cực từ, phần quay chứa phần ứng với dây quấn. Hiểu rõ cấu trúc là nền tảng để nắm vững nguyên lý hoạt động.

2.1. Máy điện 1 chiều cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Máy điện 1 chiều bao gồm stator (cực từ đứng yên) và rotor (phần ứng quay). Phần ứng được cuốn dây quấn trên một lõi sắt hình trụ. Cổ phiếu ngựa cung cấp từ trường đều. Các chổi chép (brush) và vành cổ phát (commutator) chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều. Nguyên lý dựa trên lực Lorentz: khi dây quấn quay trong từ trường, lực từ tác dụng lên dòng điện tạo ra mô-men quay.

2.2. Máy phát điện xoay chiều 1 pha và 3 pha

Máy phát điện xoay chiều 1 pha phát ra điện áp có tần số duy nhất, thích hợp cho các ứng dụng gia dụng và nhẹ. Máy phát điện 3 pha tạo ra ba điện áp lệch pha nhau 120 độ, cung cấp công suất lớn cho công nghiệp. Nguyên lý hoạt động dựa trên định luật Faraday: thay đổi từ thông qua cuộn dây tạo ra suất điện động. Các máy này có ưu điểm hiệu suất cao, tin cậy và dễ bảo trì.

III. Phương pháp học tập và phát triển kỹ năng thực hành

Giáo trình kết hợp 15 giờ lý thuyết với 43 giờ thực hành để phát triển kỹ năng toàn diện. Lý thuyết cung cấp nền tảng hiểu biết về nguyên lý, cấu trúc và tính chất của máy điện. Thực hành bao gồm quấn phần ứng, lắp ráp các bộ phận, kiểm tra và sửa chữa. Học viên sử dụng các dụng cụ chuyên dụng: máy quấn, khẩu dụng, multimeter, megohmmeter. Phương pháp học tập nhấn mạnh tính tích cực, chủ động và ý thức lao động nghề nghiệp. Sự phối hợp giữa lý thuyết và thực hành đảm bảo học viên có khả năng ứng dụng ngay trong công việc.

3.1. Kỹ năng quấn và sửa chữa phần ứng máy điện

Quấn phần ứng là kỹ năng cơ bản của kỹ sư điện. Học viên phải thành thạo kỹ thuật cuốn dây vào các rãnh lõi, kỳ đầu và kỳ cuối dây. Sửa chữa phần ứng bị hỏng đòi hỏi khả năng tháo rời máy, làm sạch bụi, kiểm tra độ cách điện dây. Các bước bao gồm đo lường chính xác, tính toán số vòng dây, chọn đúng loại dây và cách quấn theo số liệu kỹ thuật.

3.2. Kiểm tra vận hành và bảo trì máy điện

Kiểm tra máy điện trước khi vận hành bao gồm kiểm tra độ cách điện, đo điện trở, thử vòng quay. Vận hành đúng đòi hỏi hiểu rõ sơ đồ đấu dây, thứ tự khởi động an toàn. Bảo trì định kỳ giúp kéo dài tuổi thọ máy: vệ sinh bụi, kiểm tra chổi chép, bôi trơn ổ trục. Đảm bảo an toàn lao động là yêu cầu hàng đầu trong mọi thao tác.

IV. Ứng dụng máy điện trong công nghiệp và tương lai

Máy điện 1 chiều vẫn chiếm vị trí quan trọng trong các nhà máy dệt, cán thép, công nghiệp giấy vì khả năng điều chỉnh tốc độ linh hoạt. Máy phát điện xoay chiều là xương sống của các hệ thống phát điện quốc gia. Ứng dụng trong công nghiệp mạ điện, nơi cần nguồn 1 chiều ổn định và chính xác. Máy phát 3 pha cung cấp năng lượng cho các công nghệ hiện đại như robot công nghiệp, hệ thống tự động hóa. Tương lai máy điện tiếp tục phát triển với hiệu suất cao hơn, giảm mất mát năng lượng. Hiểu biết sâu sắc về máy điện là yêu cầu cần thiết cho các kỹ sư điện muốn theo đuổi sự nghiệp dài hạn.

4.1. Ứng dụng động cơ điện trong các ngành công nghiệp

Động cơ điện 1 chiều được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống cần điều chỉnh tốc độ chính xác: cơ khí dệt, cơ khí giấy, cán thép. Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng và đặc tính cơ học tuyến tính của nó làm cho đây là lựa chọn ưu tiên. Động cơ 3 pha được sử dụng trong các máy bơm, quạt công nghiệp, máy nén khí. Hiệu suất cao, độ tin cậy và chi phí bảo trì thấp khiến chúng trở thành tiêu chuẩn ngành.

4.2. Máy phát điện và các hệ thống cung cấp năng lượng

Máy phát điện 3 pha là nốt cốt lõi của các nhà máy điện, trạm phát sóng điện gió và điện mặt trời. Chúng chuyển đổi năng lượng cơ học (từ tuốc bin, động cơ diesel) thành điện năng. Máy phát 1 chiều vẫn sử dụng trong các ứng dụng chuyên biệt như công nghiệp mạ điện, sạc ắc quy công nghiệp. Độ ổn định điện áp và tần số là những tính chất quan trọng được yêu cầu trong mọi máy phát.

Trích đoạn nội dung tài liệu

1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI GIÁO TRÌNH Máy điện NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ – CĐ CN&TM ngày tháng năm 2018 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại) Vĩnh Phúc, năm 2018 2 MỤC LỤC BÀI 1: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU.4 BÀI 2: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 1 PHA .72 BÀI 3: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 3 PHA.87 3 CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: MÁY ĐIỆN 2 Mã mô đun: MĐ16030061 Thời gian thực hiện mô đun: 60 giờ (Lý thuyết: 15 giờ, Thực hành:43 giờ ; kiểm tra: 2 giờ) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN - Vị trí: Đây là mô đun chuyên môn nghề quan trọng trong chương trình đào tạo học viên trung cấp ngành đện công nghiệp của trường và mô đun này được bố trí học vào học kỳ 4trong chương trình đào tạo - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc, kết hợp giữa lý thuyết và bài tập, thực hành II. MỤC TIÊU MÔ ĐUN 1. Kiến thức: Mô tả được cấu tạo, phân tích nguyên lý và vẽ được sơ đồ khai triển dây quấn của máy 1 chiều, máy phát điện xoay chiều 1pha và 3 pha.

Kỹ năng: Sử dụng thành thạo các loại dụng cụ để quấn lại được phần ứng máy điện 1 chiều bị hỏng theo số liệu có sẵn.Kiểm tra, đấu dây vận hành và sửa chữa được các hư hỏng trong máy phát điện xoay chiều 1 pha và 3 pha 3. Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Quấn lại được phần ứng máy điện 1 chiều bị hỏng theo số liệu có sẵn. Kiểm tra, đấu dây vận hành và sửa chữa được các hư hỏng trong máy phát điện xoay chiều 1 pha và 3 pha đảm bảo kĩ thuật và an toàn. NỘI DUNG MÔ ĐUN 1.

Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Thời gian Số Tên chương mục Tổng Lý Thực hành TT Kiểm tra số thuyết Bài tập 1 Bài 1: Máy điện 1chiều. 20 5 5 2 Bài 2: Máy phát điện xoay chiều 1 14 1 20 5 pha 3 Bài 3: Máy phát điện xoay chiều 3 14 1 20 5 pha Tổng: 60 15 43 2 4 BÀI 1. MÁY ĐIỆN 1 CHIỀU Mục tiêu: + Kiến thức: Hiểu cấu tạo, phân tích được nguyên lý làm việc của Máy điện 1 chiều + Kỹ năng:Sử dụng thành thạo các loại dụng cụ để quấn đượcphần ứng máy điện 1chiều, lắp ráp vận hành máy đảm bảo kĩ thuật và an toàn + Thái độ: Chủ động trong luyện tập, có ý thức tích cực trong hoạt động nhóm và có thói quen lao động nghề nghiệp. Đại cương về máy điện một chiều.

Trong nền sản xuất hiện đại máy điện một chiều vẫn luôn luôn chiếm một vị trí quan trọng, bởi nó có các ưu điểm sau: Đối với động cơ điện một chiều: Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, bằng phẳng vì vậy chúng được dùng nhiều trong công nghiệp dệt, giấy, cán thép,… Máy phát điện một chiều dùng làm nguồn điện một chiều cho động cơ điện một chiều, làm nguồn kích thích từ cho máy phát điện đồng bộ, dùng trong công nghiệp mạ điện,… Nhược điểm: Giá thành đắt do sử dụng nhiều kim loại màu, chế tạo và bảo quản cổ góp phức tạp. Cấu tạo của máy điện một chiều. Mục tiêu: - Hiểu được cấu tạo của máy điện một chiều - Hiểu chức năng từng bộ phận của máy điện một chiều Kết cấu của máy điện một chiều có thể phân làm hai thành phần chính là phần tĩnh và phần quay. - Phần tĩnh hay Stator: Đây là cực từ đứng yên của máy nó gồm các bộ phận chính sau: + Cực từ chính Là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ.

Lõi sắt cực từ (1) làm bằng thép lá kỹ thuật điện hay thép 5 các bon dầy 0,5 đến 1mm ghép lại bằng đinh tán. Lõi mặt cực từ (2) được kéo dài ra (lõm vào) để tăng thêm đường đi của từ trường. Vành cung của cực từ thường bằng 2/3τ (τ: Bước cực, là khoảng cách giữa hai cực từ liên tiếp nhau). Trên lõi cực có cuộn dây kích từ (3), trong đó có dòng một chiều chạy qua, các dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng mỗi cuộn đều được cách điện kỹ thành một khối, được đặt trên các cực từ và mắc nối tiếp với nhau.

Cuộn dây được quấn vào khung dây (4), thường làm bằng nhựa hóa học hay giấy bakêlit cách điện. Các cực từ được gắn chặt vào thân máy (5) nhờ những bu lông (6). Hình 18-05-1 Cực từ chính + Cực từ phụ Được đặt giữa cực từ chính dùng để cải thiện đổi chiều, triệt tia lửa trên chổi than. Lõi thép của cực từ phụ cũng có thể làm bằng thép khối, trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn, có cấu tạo giống như dây quấn của cực từ chính.

Để mạch từ của cực từ phụ không bị bão hòa thì khe hở của nó với rotor lớn hơn khe hở của cực từ chính với rotor. Hình 18-05-2 Cực từ phụ + Vỏ máy (Gông từ) 6 Làm nhiệm vụ kết cấu đồng thời dùng làm mạch từ nối liền các cực từ. Trong máy điện nhỏ và vừa thường dùng thép tấm để uốn và hàn lại. Máy có công suất lớn dùng thep đúc có từ 0,2-2% chất than.

+ Các bộ phận khác - Nắp máy: để bảo vệ máy bị những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn. Trong máy điện nhỏ và vừa nắp máy có tác dụng làm giá đỡ ổ bi. - Cơ cấu chổi than: Để đưa điện từ phần quay ra ngoài hoặc ngược lại. Hình 18-05-3 Cơ cấu chổi than - Phần quay hay Rotor.

a) Lõi sắt phần ứng Để dẫn từ thường dùng thép lá kỹ thuật điện dầy 0,5mm có sơn cách điện hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Trên các lá thép có dập các rãnh để đặt dây quấn. Rãnh có thể hình thang, hỉnh quả lê hoặc hình chữ nhật,… Hình 18-05-4 Lõi thép phần ứng b) Dây quấn phần ứng Là phần sinh ra sức điện động và có dòng điện chạy qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện.

Trong máy điện nhỏ 7 thường dùng dây có tiết diện tròn, trong máy điện vừa và lớn có thể dùng dây tiết diện hình chữ nhật. Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh và lõi thép. Để tránh cho khi quay bị văng ra ngoài do sức ly tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt và phải đai chặt các phần đầu nối dây quấn. Nêm có thể dùng tre gỗ hoặc ba kê lit.

c) Cổ góp Dây quấn phần ứng được nối ra cổ góp. Cổ góp thường được làm bởi nhiều phiến đồng mỏng được cách điện với nhau bằng những tấm mi ca có chiều dày từ 0,4 đến 1,2mm và hợp thành một hình trụ tròn (Hình 18-05-8). Hai đầu trụ tròn dùng hai vành ép hình chữ nhật V ép chặt lại, giữa vành ép và cổ góp có cách điện bằng mi ca hình V. Đuôi cổ góp cao hơn một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn vào các phiến góp được dễ dàng Hình 18-05-5 Hình cắt dọc của cổ ghóp d) Chổi than Máy có bao nhiêu cực có bấy nhiêu chổi than.

Các chổi than dương được nối chung với nhau để có một cực dương duy nhất. Tương tự đối với các chổi than âm cũng vậy. e) Các bộ phận khác - Cánh quạt dùng để quạt gió làm nguội máy. - Trục máy, trên đó có đặt lõi thép phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi.

Trục máy thường được làm bằng thép các bon tốt. Nguyên lý làm việc cơ bản của máy điện một chiều. Mục tiêu: - Phân tích được nguyên lý hoạt động của động cơ và máy phát điện một chiều 8 - Vẽ được sơ đồ nguyên lý hoạt động ở chế độ động cơ và máy phát Người ta có thể định nghĩa máy điện một chiều như sau: Là một thiết bị điện từ quay, làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ để biến đổi cơ năng thành điện năng một chiều (máy phát điện) hoặc ngược lại để biến đổi điện năng một chiều thành cơ năng trên trục (động cơ điện). Hình 18-05-6 Nguyên lý hoạt động của máy phát điện Máy gồm một khung dây abcd hai đầu nối với hai phiến góp, khung dây và phiến góp được quay quanh trục của nó với một vận tốc không đổi trong từ trường của hai cực nam châm.

Các chổi than A và B đặt cố định và luôn luôn tì sát vào phiến góp. Khi cho khung quay theo định luật cảm ứng điền từ trong thanh dẫn sẽ cảm ứng nên sức điện động theo định luật Faraday ta có: e = B.v (V) B: Từ cảm nơi thanh dẫn quét qua; T L: Chiều dài của thanh dẫn nằm trong từ trường; m V: Tốc độ dài của thanh dẫn; m/s Chiều của sức điện động được xác định theo qui tắc bàn tay phải như vậy theo hình vẽ sức điện động của thanh dẫn cd nằm dưới cực S có chiều đi từ d đến c, còn thanh ab nằm dưới cực N có chiều đi từ b đến a. Nếu mạch ngoài khép kín qua tải thì sức điện động trong khung dây sẽ sinh ra ở mạch ngoài một dòng điện chạy từ A đến B. Nếu từ cảm B phân bố hình sin thì e biến đổi hình sin dạng 9 sóng sức điện động cảm ứng trong khung dây như hình 5.

Nhưng do chổi than với thanh dẫn nằm dưới cực S nên dòng điện mạch ngoài chỉ chạy theo chiều từ A đến B. Nói cách khác sức điện động xoay chiều cảm ứng trong thanh dẫn và dòng điện tương ứng đã được chỉnh lưu thành sức điện động và dòng điện một chiều nhờ hệ thống vành góp và chổi than, dạng sóng sức điện động một chiều ở hai chổi than như hình 5. Đó là nguyên lý làm việc của máy phát điện một chiều.2 Động cơ điện a) Từ cảm hay sức điện động hình sin a) Quy tắc bàn tay Trong khung dây trước chỉnh lưu phải b) S.đ và dòng điện đã được chỉnh b) Quy tắc bàn tay lưu trái Hình 18-05-7 Các dạng sóng sức điện động Hình 18-05-8 Quy tắc bàn tay trái và phải Nếu ta cho dòng điện một chiều đi vào chổi than A và ra ở B thì do dòng điện chỉ đi vào thanh dẫn dưới cực N và đi ra ở các thanh dẫn nằm dưới cực S, nên dưới tác dụng của từ trường sẽ sinh ra một mô men có chiều không đổi làm cho 10 quay máy. Chiều của lực điện từ được xác định theo quy tắc bàn tay trái.